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儲存月報第10期:軟體定義儲存大對決:微軟S2D vs. VMware vSAN

03-12,IT資訊儲存月報第10期:軟體定義儲存大對決:微軟S2D vs. VMware vSAN最新消息報導,口袋科技網(http://www.fbajfi.live)IT資訊

為了降低建置儲存環境的成本,直接使用伺服器主機與內含磁碟資源,以軟體定義的方式,打造出具備高可用性與擴展性的軟體定義儲存架構,是近年來炙手可熱的一個儲存應用形式,許多新創儲存廠商便是以自身專屬的軟體定義儲存系統,來切入不同類型的儲存應用市場。

更進一步,ㄧ些主流作業平臺甚至直接提供了分散式儲存系統,讓使用者無須另外導入第3方產商產品,直接啟用這些內嵌在作業平臺核心的分散式儲存系統,就能打造出可用的共享儲存環境。

這種直接內含于作業系統核心的分散式儲存系統,最著名的便是VMware內建于vSphere中的Virtual SAN(vSAN),現在微軟也在Windows Server 2016中提供了Storage Spaces Direct(S2D),讓vSphere與Windows兩大應用平臺,都有了自身內含的軟體定義儲存架構可用。

vSAN與S2D雖然嵌入的系統層級有所差異,vSAN是嵌在vSphere Hypervisors內,S2D是嵌在Windows Server 作業系統內,但基本概念是相同的,都是透過軟體定義方式、使用伺服器主機本身磁碟資源,為虛擬化環境提供一個具備Scale-Out擴展能力,以及高可用性的儲存叢集,vSAN是為vSphere服務,而S2D則是為Hyper-V提供儲存空間,藉此將免除這些平臺對于外部共享儲存設備的需要。

由于vSphere是當前占有率最高的Hypervisor平臺,Windows Server則是最重要的伺服器作業系統平臺,因此這兩大平臺內含的vSAN與S2D儲存服務,勢必將會挾著平臺的主場優勢,成為最受矚目的軟體定義儲存解決方案。

以下我們便從版本、架構與功能等方面,來對比vSAN與S2D這兩種軟體定義儲存系統的特性。

微軟S2D的基本架構

微軟S2D的目的,是為Hyper-V虛擬環境,提供一個具備高可用性與Scale-Out擴展能力的叢集儲存空間,先將將多臺伺服器主機的磁機構成叢集Storage Pool,再依序建立Virtual Disks、ReFS檔案系統與叢集共享磁碟區(CSV),再將CSV提供給Hyper-V叢集使用。

VMware vSAN的基本概念

vSAN嵌在vSphere核心中,可將多臺Hypervisor主機的本機磁碟,建立為一個跨主機的vSAN叢集datastore,供上層VM使用。

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版本與基本特性

從2014年跟著vSphere 5.5一同推出的第1個版本起算,目前vSAN已經發展到第5個版本,最新版本是去年底發表的vSAN 6.5版。vSAN是嵌在vSphere平臺內的一項服務,必須搭配vSphere 6.5與vCenter Server 6.5環境運作,或vSphere with Operations Management 6.1、vCloud Suite 6.0平臺。

vSAN 6.5本身分為Standard、Advanced、Enterprise、ROBO Std.與ROBO adv.等5種版本的授權,其中Enterprise版擁有完整功能。為了便于用戶部署,VMware提供了vSAN Ready Node的認證清單,只要是列在清單中的伺服器,都是經過vSAN部署驗證。VMware還提供了60天試用與線上Lab的體驗部署。

微軟S2D首次發表于2015年5月的Windows Server 2016 TP2技術預覽版,正式版本則在2016年10月跟著Windows Server 2016一同推出,目前仍是1.0版,只要是Datacenter版Windows Server便能免費啟用。有興趣的用戶可試用180天的試用版

雖然微軟沒有提出認證的伺服器相容清單,不過市面上所有伺服器硬體設法相容Windows Server是必然的,所以硬體部署選擇更為廣泛。

架構對比

vSAN是嵌在vSphere核心內,可將多臺Hypervisor主機的本機磁碟,建立為vSAN叢集,然后再建立供VM使用的datastore儲存空間。最初vSAN建立的datastore空間只能給vSphere使用,不過新的vSAN 6.5已能透過iSCSI將空間掛載給外部實體主機使用。

S2D則是嵌在Windows Server核心內,可將多臺Windows Server伺服器主機透過RDMA網路連結在一起,然后透過Software Storage bus技術將多臺主機的本機磁碟,建立為跨主機的叢集儲存池(Storage Pool),然后于儲存池上建立Virtual Disks虛擬磁碟,并于Virtual Disks上建立ReFS v2檔案系統,接下來建立叢集共享磁碟區(Cluster Share Volume,CSV),最后再把CSV空間透過SMB3協定掛載給Hyper-V叢集使用。

vSAN與S2D同樣都是基于SSD+傳統硬碟的混合式磁碟架構,要求每臺節點至少要提供1臺SSD與1臺硬碟。

部署型態

vSAN的架構堆疊比較單純,只有Hyperisor主機磁碟—vSAN叢集—vSAN datastore這3層。不過目前vSAN還是只能與vSphere一同部署,構成一種結合運算與儲存的超融合架構。

S2D的架構堆疊相對複雜許多,從底層開始依序為伺服器主機磁碟—Storage Pool—Virtual Disks—ReFS v2檔案系統空間—CSV叢集共享磁碟區,一共有5層。不過S2D的部署比較靈活,可選擇超融合式的部署,將S2D與Hyper-V部署為同一個叢集,此時Hyper-V透過CSV直接使用S2D的ReFS檔案系統空間。

S2D也可選擇算與儲存分離的融合式部署,將S2D儲存叢集與Hyper-V叢集可以分別部署在不同主機上,然后透過SMB3協定連結。

擴展性

vSAN最初版本要求的最小規模是3個節點,不過目前可支援雙節點組態,最大擴充能力是64節點。S2D最小規模是雙節點,最大則可到16節點。

資料可用性

vSAN提供跨節點多複本鏡像複製、RAID 5與RAID 6等級的Erasuer Coding等3種可用性機制。S2D同樣也支援多複本鏡像複製與Erasuer Coding的可用性機制。

管理功能

vSAN的管理是透過vSphere Web Client來執行,所有功能都可透過這個圖形介面來操作。S2D則是透過SCVMM 2016控制臺來管理,但有部分功能仍須使用文字命令列來設定。vSAN支援基于VM的儲存策略管理,可自對為VM套用不同可用性、效能與加密與否的vDisk設定;S2D則只有較簡單的QoS設定功能。

功能對比

除了以伺服器本機磁碟建構出具高可性的叢集儲存空間外,vSAN與S2D也都提供了一系列進階功能,用于幫助改善I/O效能,或提供資料服務應用。

I/O加速與管理技術

vSAN可透過DRAM與SSD快取來加速I/O,提供了基于DRAM記憶體的讀取快取,以及使用SSD空間的讀取與寫入快取功能,每臺節點可安裝1~5臺作為快取用的SSD,并能支援NVMe、PCIe、UltraDIMM等新介面的SSD。

S2D則是透過SSD快取作為I/O加速機制,可利用SSD空間作為讀取與寫入快取,每臺節點可提供2~26臺作為快取用的SSD,也支援NVMe介面SSD。

vSAN支援精細到VM與vDisk的QoS,可設定IOPS效能限制。S2D的QoS則是VDisk層級,可設定IOPS與頻寬限制。

空間節省技術與加密

vSAN提供了即時壓縮與重複資料刪除兩項除存空間縮減技術,但必須是全快閃組態才能啟用。另外可透過支援SED磁碟機提供硬體資料加密功能,還有搭配HyTrust的存取安全解決方案。

S2D目前還未提供空間節省技術,也還沒有確定的硬體資料加密方案,但可透過Bitlocker提供一定程度的存取安全機制。

資料服務功能

vSAN本身內含了快照功能,以及基于Stertch叢集的遠端同步功能。

S2D本身沒有快照功能,必須依賴上層Hyper-V或Windows的快照功能,不過S2D內含了遠端複製功能,有近同步與同步兩種模式。

各具優勢的儲存平臺

就目前來看,vSAN發展歷史較久,功能自然也比較完整,設定與管理都比較簡易。

不過S2D有著授權費用更低的優勢,而且硬體相容性更廣泛,部署架構也更靈活,發展潛力相當可觀。

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