So sánh chi tiết VSAN và Virtual Volumes trong ảo hóa

VSAN và Virtual Volumes cho phép  quản trị viên quản lý và cấu hình các đơn vị lưu trữ trực tiếp từ hệ thống quản lý ảo. Các ứng dụng có thể truy cập trực tiếp vào các đĩa ảo này mà không cần thông qua các cấp phân vùng truyền thống. Điều này mang lại sự linh  hoạt và hiệu quả hơn trong việc quản lý và triển khai các ứng dụng được lưu trữ trên máy chủ.

1. Giới thiệu chung

1.1. Giới thiệu sơ lược về VSAN và Virtual Volumes 

Cả VSAN và Virtual Volumes là một giải pháp lưu trữ bằng phần cứng nhúng VMware Hypervisor cung cấp lưu trữ dựa trên đĩa trên các máy chủ vật lý. VSAN cho phép các ổ đĩa được kết hợp thành một hệ thống lưu trữ phân tán. Nó cho phép quản lý lưu trữ trên nhiều máy chủ vật lý, đảm bảo tính sẵn sàng cao,  khả năng mở rộng lớn hơn và hiệu quả hơn so với với các giải pháp lưu trữ truyền thống. 

1.2. Tổng quan về Software Defined Storage (SDS)

Đây là thuật ngữ lưu trữ dữ liệu mô tả việc sử dụng phần mềm để quản lý và kiểm soát việc lưu trữ dữ liệu. SDS thay thế cho sử dụng phần cứng truyền thống như hệ thống lưu trữ ngoài (NAS) hay hệ thống lưu trữ trong (DAS).

2. So sánh kiến trúc giữa VSAN và Virtual Volumes

2.1. Giải thích về kiến ​​trúc VSAN  

Kiến trúc VSAN bao gồm hai phần chính là ảo hóa và  bộ nhớ. VSAN sử dụng ổ cứng của máy chủ để tạo cụm lưu trữ phân tán mà các máy chủ trong cụm có thể truy cập  qua mạng. Các ổ đĩa được nhóm thành các tài nguyên lưu trữ mà VM có thể sử dụng.

2.2. Giải thích về kiến ​​trúc Virtual Volumes

Virtual Volumes là một công nghệ ảo hóa lưu trữ do VMware phát triển để giải quyết các vấn đề về cung cấp và quản lý lưu trữ cho các ứng dụng hóa học ảo. Kiến trúc vVols dựa trên các khái niệm lưu trữ dữ liệu và ổ đĩa ảo được sử dụng trong VMware vSphere. Tuy nhiên nó cung cấp khả năng quản lý lưu trữ ở cấp độ máy ảo  thay vì ở cấp độ Volumes. 

Trong kiến ​​trúc vVols, các ứng dụng ảo hóa được ánh xạ tới các ổ đĩa ảo có thể quản lý độc lập. Trong khi các thiết bị lưu trữ vật lý được phân vùng thành các ổ đĩa động do hệ thống lưu trữ quản lý. Việc phân phối tài nguyên lưu trữ và quản lý dữ liệu được thực hiện thông qua các chính sách quản lý dữ liệu, nâng cao tính sẵn sàng và linh hoạt của hệ thống lưu trữ.

2.3. So sánh kiến ​​trúc VSAN và Virtual Volumes

 VSAN là công nghệ dựa trên máy chủ để tạo thành một hệ thống lưu trữ tập trung. Trong khi đó vVols là công nghệ quản lý lưu trữ tầng dữ liệu ảo hóa. Vì vậy, trong khi VSAN có thể đáp ứng các yêu cầu lưu trữ tối thiểu, vVols giúp quản trị viên quản lý tài nguyên lưu trữ ảo hiệu quả hơn. Cả hai công nghệ đều có thể được sử dụng trong môi trường VMware ảo hóa và cung cấp khả năng mở rộng cũng như giảm sự phức tạp của việc quản lý lưu trữ.

3. Ưu điểm của VSAN và ổ đĩa ảo

3.1. Ưu điểm của VSAN

Có sẵn trong VMware vSphere: VSAN là một phần của vSphere. Nó giúp đơn giản hóa việc quản lý, triển khai và tính sẵn sàng của cơ sở hạ tầng máy chủ ảo.

• Khả năng mở rộng linh hoạt – VSAN: Mở rộng theo bất kỳ giải pháp nào. VSAN cho phép người dùng bắt đầu với một số lượng nhỏ máy chủ và bổ sung thêm sau này. 
• Phân tán dữ liệu : VSAN phân phối dữ liệu trên nhiều nút lưu trữ, giảm thiểu rủi ro mất dữ liệu và cải thiện tính khả dụng của hệ thống.
• Tính năng bảo mật: VSAN hỗ trợ xác thực và mã hóa dữ liệu, bảo vệ dữ liệu khỏi các cuộc tấn công và truy cập trái phép.
• Giảm chi phí: VSAN giúp giảm chi phí cho doanh nghiệp bằng cách loại bỏ nhu cầu về các thiết bị lưu trữ chuyên dụng, giảm thời gian triển khai và quản lý.
• Hiệu suất cao: VSAN có thể cung cấp hiệu suất cao và thời gian phản hồi nhanh hơn cho các ứng dụng kinh doanh, cải thiện trải nghiệm người dùng.

3.2. Khả năng mở rộng và hiệu suất của VSAN

• Về khả năng mở rộng: VSAN được đánh giá cao hơn về khả năng mở rộng. Nó có thể mở rộng quy mô bằng cách thêm các nút máy chủ vật lý logic mới vào cụm. Các nút mới được tự động kết nối và tích hợp vào hệ thống VSAN. VSAN còn có khả năng tự động bảo vệ dữ liệu trong trường hợp một nút máy chủ bị lỗi hoặc mất kết nối. Nhờ đó đảm bảo tính sẵn sàng của hệ thống lưu trữ.
• Về mặt hiệu suất, cả VSAN và Virtual Volumes đều có khả năng cải thiện hiệu suất hệ thống lưu trữ:
• VSAN: VSAN sử dụng bộ lưu trữ di động thiết bị (còn gọi là flash hoặc SSD) để lưu trữ dữ liệu và nâng cao hiệu suất. VSAN cũng sử dụng các kỹ thuật như bộ nhớ đệm, sao chép động và phân phối dữ liệu tự động để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống lưu trữ.
• Virtual Volumes: Virtual Volumes tối ưu hóa hiệu suất bằng cách tùy chỉnh cấu hình các tính năng lưu trữ như bộ nhớ đệm, phân phối dữ liệu, tăng tốc truy cập dữ liệu và sử dụng các công nghệ bộ nhớ đệm tiên tiến như flash và SSD.

3.3. Chi phí lưu trữ thấp hơn

Về phía VSAN, chi phí triển khai công nghệ này thường khá cao vì nó yêu cầu phần cứng đắt tiền. VSAN được triển khai trên các máy chủ vật lý nên nó yêu cầu bộ xử lý, bộ nhớ,  SSD và HDD tốt để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Do đó, chi phí VSAN có thể rất cao.

Virtual Volumes hiện được triển khai trên các thiết bị lưu trữ hỗ trợ công nghệ này. Do đó, để triển khai ổ đĩa ảo, bạn phải có thiết bị lưu trữ hỗ trợ công nghệ này. Với ổ đĩa ảo, chi phí triển khai  phụ thuộc vào thiết bị lưu trữ được sử dụng cũng như khả năng mở rộng của nó. Tuy nhiên, nếu bạn đã có thiết bị lưu trữ hỗ trợ ổ đĩa ảo thì chi phí triển khai sẽ thấp hơn VSAN.

3.4. Quản lý và triển khai đơn giản

Cả VSAN và ổ đĩa ảo đều được thiết kế để đơn giản hóa việc cung cấp và quản lý lưu trữ trong môi trường ảo hóa. Dưới đây là một số điểm nổi bật trong việc quản lý và triển khai cả hai công nghệ:

•  VSAN: VSAN tích hợp trực tiếp với VMware vSphere. Nó cho phép việc triển khai và quản lý được thực hiện thông qua giao diện vSphere giúp người quản trị tiết kiệm thời gian và giảm bớt sự phức tạp trong việc triển khai và quản lý. .
• Virtual Volumes: Virtual Volumes cũng tích hợp trực tiếp với VMware vSphere. Virtual Volumes cho phép quản trị viên quản lý tài nguyên lưu trữ dựa trên nhu cầu của từng ứng dụng thông qua giao diện quản lý vSphere. Ngoài ra, Virtual Volumes cho phép quản lý  tài nguyên lưu trữ tập trung vào ứng dụng. Quản trị viên định cấu hình các tính năng bảo mật và quản lý dữ liệu theo nhu cầu của ứng dụng.
• Cả hai công nghệ đều hỗ trợ triển khai tự động hóa và giám sát để tăng cường khả năng phát hiện và phục hồi trong hệ thống lưu trữ.

3.5. Ưu điểm của ổ đĩa ảo

• Tiết kiệm dung lượng đĩa: Đĩa ảo giúp tiết kiệm dung lượng đĩa bằng cách chia sẻ không gian đĩa giữa nhiều máy ảo thay vì cung cấp không gian đĩa riêng cho từng máy ảo.
• Dễ dàng di chuyển và sao chép: Đĩa ảo có thể được di chuyển và sao chép sang máy chủ khác mà không ảnh hưởng đến các ứng dụng và dữ liệu trên đó.
• Độ tin cậy cao: Đĩa ảo cung cấp khả năng sao lưu và phục hồi tốt hơn đĩa vật lý. Đĩa ảo giúp bảo vệ dữ liệu và ứng dụng quan trọng.
• Easy Management: Quản lý đĩa ảo trở nên dễ dàng và linh hoạt hơn so với đĩa vật lý.
• Tính linh hoạt cao: Với đĩa ảo, bạn có thể tăng hoặc giảm dung lượng lưu trữ một cách nhanh chóng và dễ dàng mà không cần thay đổi phần cứng vật lý.
• Hiệu quả về chi phí: Việc sử dụng đĩa ảo có thể giảm chi phí phần cứng và giảm đáng kể chi phí vận hành và bảo trì hệ thống. 

3.6. Dịch vụ dữ liệu hiệu quả

Cả VSAN và ổ đĩa ảo đều cung cấp các dịch vụ dữ liệu hiệu quả. Nhờ đó VSAN sẽ giúp các công ty tiết kiệm chi phí cũng như nâng cao hiệu quả công việc của họ. Ngoài ra, cả VSAN và ổ đĩa ảo đều cung cấp tính khả dụng cao cho dữ liệu doanh nghiệp, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và đảm bảo tính khả dụng của ứng dụng.

3.7. Di động dữ liệu nâng cao

Cả VSAN và ổ đĩa ảo đều hỗ trợ tính di động dữ liệu nâng cao để tăng tính linh hoạt và hiệu quả của hệ thống lưu trữ. Đặc biệt VSAN giúp di chuyển các máy ảo nhanh chóng và dễ dàng giữa các nút cụm. Đồng thời giảm thiểu thời gian chết của máy ảo trong quá trình di chuyển.

3.8. Tăng cường tổ chức và tự động hóa

Để cải thiện VSAN và Virtual Volumes bạn có thể sử dụng các công cụ quản lý lưu trữ của VMware. Một vài công cụ được sử dụng phổ biển như vSphere Storage Policy-Based Management (SPBM) và vRealize Suite Room. Quản trị viên có thể tạo và triển khai các quy trình tự động để quản lý bộ nhớ hiệu quả hơn. Bạn có thể tạo quy trình để tự động tạo và định cấu hình ổ đĩa ảo mới hoặc di chuyển ổ đĩa ảo từ máy chủ này sang máy chủ khác để tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng. Tự động hóa giúp giảm lỗi do con người, tăng tính nhất quán và giảm thời gian quản lý lưu trữ.

4. Triển khai VSAN và Virtual Volumes 

4.1. Yêu cầu triển khai VSAN 

Để triển khai VSAN cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

• Phần cứng: Cần sử dụng các thiết bị lưu trữ, máy chủ và hệ thống mạng tương thích với VSAN. VMware cung cấp danh sách các thiết bị được chứng nhận để sử dụng với VSAN trên trang web của mình. 
• Giấy phép: Cần có giấy phép VMware VSAN để triển khai. Giấy phép này có thể được mua riêng lẻ hoặc bao gồm trong gói giấy phép VMware vSphere. 
• Mạng: Cần có mạng tốc độ cao để đảm bảo hiệu suất tốt cho VSAN. Mạng phải được cấu hình phù hợp để đáp ứng các yêu cầu của VSAN.
• Quản lý dựa trên chính sách lưu trữ (SPBM): VSAN sử dụng SPBM để quản lý các thuộc tính lưu trữ và cung cấp các dịch vụ dựa trên chính sách. Chính sách lưu trữ thích hợp phải được cấu hình để sử dụng VSAN.
• Virtual SAN Witness Appliance: Đối với các cụm hai nút, Virtual SAN Witness Appliance phải được triển khai để cung cấp khả năng bảo vệ dữ liệu và khắc phục thảm họa. 

4.2. Yêu cầu triển khai Virtual Volumes

Để cung cấp ổ đĩa ảo, doanh nghiệp phải đáp ứng các yêu cầu sau: 

• Cần có vSphere 6.0 trở lên và bạn phải có hệ thống lưu trữ hỗ trợ VVols.
• Tính năng VASA phải được bật trên hệ thống máy chủ. Trình điều khiển lưu trữ phải được cài đặt  cho các thiết bị lưu trữ hỗ trợ VVols.
• Hệ thống lưu trữ phải hỗ trợ tính năng lọc VMware I/O. Bao gồm các bộ lọc như VMware vSphere Replication, VMware vSphere Virtual SAN và VMware App Volumes.
• Cần có đủ băng thông mạng để đảm bảo hoạt động tối ưu của ổ đĩa ảo.
• Tính năng quản lý dựa trên chính sách lưu trữ (SPBM) phải được bật trên máy chủ vCenter.

Ngoài ra, việc triển khai đĩa ảo cần có các bước chuẩn bị, bao gồm:

• Phân tích hệ thống lưu trữ hiện tại để đánh giá tính khả thi của việc triển khai đĩa ảo.
• Xác định  thiết bị lưu trữ hỗ trợ VVols.
• Cài đặt và cấu hình VASA trên hệ thống lưu trữ.
• Cài đặt và định cấu hình trình điều khiển lưu trữ VVol trên máy chủ ESXi.
• Bật VVol trên máy chủ vCenter.

4.3. Sự khác biệt giữa triển khai VSAN và Virtual Volumes

Sự khác biệt chính giữa VSAN và ổ đĩa ảo là cách tiếp cận để quản lý và cung cấp lưu trữ ảo hóa. Trong khi VSAN tập trung vào lưu trữ phân tán trên mạng, Virtual Volumes tập trung vào quản lý ổ đĩa cấp ứng dụng trực tiếp. Tuy nhiên, cả hai đều cung cấp khả năng mở rộng linh hoạt và hiệu suất lưu trữ tốt trên nền tảng VMware vSphere.

5. Thách thức và hạn chế của VSAN và Virtual Volumes

5.1. Những thách thức có thể phát sinh trong quá trình triển khai

• Khả năng tích hợp với cơ sở hạ tầng hiện có: VSAN và Virtual Volumes phải được tích hợp với cơ sở hạ tầng lưu trữ hiện có trong tổ chức. Tuy nhiên, việc tích hợp này có thể khó khăn và phải được thực hiện cẩn thận để không làm gián đoạn hoạt động của các ứng dụng đang chạy.
• Ổn định hệ thống: VSAN và ổ đĩa ảo có thể gây ra sự cố nếu không được triển khai và định cấu hình đúng cách. Do đó, người quản trị phải có kiến ​​thức chuyên môn để cấu hình và quản lý hệ thống một cách hợp lý.
• Yêu cầu về phần cứng: Việc triển khai VSAN và ổ đĩa ảo yêu cầu phần cứng lưu trữ chuyên dụng, bao gồm SSD và HDD. Điều này có thể làm tăng chi phí thực hiện và yêu cầu một kế hoạch phát triển quản lý tài nguyên dài hạn.
• Khả năng tương thích: Khả năng tương thích với các ứng dụng, hệ điều hành và cơ sở hạ tầng lưu trữ khác cũng là một thách thức. Người quản trị phải đảm bảo tính tương thích để hệ thống hoạt động ổn định. 

5.2. Hạn chế của VSAN và Virtual Volumes

• Chi phí: Việc triển khai VSAN và Virtual Volumes yêu cầu các giải pháp phần cứng và phần mềm đắt tiền. Do đó, giá thành triển khai có thể rất cao.
• Khả năng mở rộng: VSAN và Virtual Volumes có thể mở rộng nhưng việc mở rộng có thể phức tạp và đòi hỏi sự quản lý và cấu hình cẩn thận. Do đó, khả năng mở rộng có thể bị giới hạn.
• Tính tương thích: Tính tương thích của VSAN và Virtual Volumes với các ứng dụng và hạ tầng lưu trữ khác cũng là một thách thức và có thể giới hạn khả năng sử dụng của chúng. 

6. Các trường hợp sử dụng của VSAN và Virtual Volumes

Các trường hợp sử dụng VSAN:

• Tạo các hệ thống lưu trữ đơn giản: VSAN cung cấp khả năng tạo các hệ thống lưu trữ đơn giản, an toàn và hiệu quả.
• Enhanced Fault Tolerance: VSAN có thể giúp tăng khả năng chịu lỗi của hệ thống lưu trữ bằng cách sao lưu dữ liệu trên nhiều thiết bị lưu trữ.
• Tăng tốc độ bộ nhớ: VSAN có thể tăng tốc độ bộ nhớ bằng cách lưu vào bộ nhớ đệm trên các nút máy chủ.

Các trường hợp sử dụng Virtual Volumes:

• Tối ưu hóa hiệu quả lưu trữ: Ổ đĩa ảo cho phép quản lý và tối ưu hóa hiệu quả tài nguyên lưu trữ bằng cách phân phối các khối dữ liệu trên các đĩa ảo.
• Cung cấp  lưu trữ: Ổ đĩa ảo có thể cung cấp lưu trữ chuyên dụng cho các ứng dụng khác nhau,  tối ưu hóa hiệu suất  hệ thống.
• Quản lý đơn giản hóa: Với ổ đĩa ảo, bạn có thể quản lý tài nguyên lưu trữ hiệu quả hơn,  giảm thời gian và chi phí quản lý.

So sánh các trường hợp sử dụng: VSAN phù hợp với các trường hợp sử dụng để tạo hệ thống lưu trữ đơn giản, tăng tốc độ lưu trữ và cải thiện khả năng chịu lỗi hệ thống. Trong khi ổ đĩa ảo phù hợp để tối ưu hóa hiệu quả lưu trữ, cung cấp lưu trữ và đơn giản hóa quản lý. Tùy vào mục đích mà công ty sẽ quyết định sử dụng giải pháp nào.

7. Kết luận

7.1. Tóm tắt về VSAN và ổ đĩa ảo

• VSAN và Virtual Drive là hai công nghệ lưu trữ hiện đại được sử dụng rộng rãi trong môi trường ảo hóa.
• VSAN là giải pháp lưu trữ do phần mềm xác định (SDS) của VMware cho phép tạo một hệ thống lưu trữ phân tán hoàn toàn tự động dựa trên các máy chủ vật lý. VSAN mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng mở rộng linh hoạt, hiệu suất cao, khả năng chịu lỗi và tính sẵn sàng cao, cùng với khả năng tích hợp tốt vào môi trường ảo hóa VMware. 
• Đĩa ảo là một khái niệm được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống lưu trữ ảo hóa cho phép quản lý tài nguyên trừu tượng và linh hoạt hơn. Thay vì phải quản lý từng đĩa riêng lẻ,  tài nguyên lưu trữ được tổ chức thành các ổ đĩa ảo và được lưu trữ trên các máy chủ ảo.Việc sử dụng đĩa ảo làm tăng tính linh hoạt, khả năng mở rộng và hiệu suất của hệ thống lưu trữ.

7.2. Đánh giá tổng quát về VSAN và ổ đĩa ảo

Trong một số trường hợp sử dụng, VSAN có thể được sử dụng để tạo hệ thống lưu trữ SDS đầy đủ. Trong khi đĩa ảo có thể được sử dụng để cung cấp tài nguyên lưu trữ trên nhiều hệ thống lưu trữ, bao gồm các giải pháp lưu trữ đám mây.

Tuy nhiên, cả VSAN cũng có các  hạn chế về ổ đĩa ảo. VSAN yêu cầu kiến ​​thức sâu rộng về lưu trữ, kết nối mạng và ảo hóa để triển khai và quản lý. Trong khi ổ đĩa ảo có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống nếu  sử dụng không hiệu quả.

Xu hướng tương lai của SDS và công nghệ ảo hóa: Tương lai của SDS và công nghệ ảo hóa rất tươi sáng với sự phát triển của nhiều giải pháp SDS bao gồm cả những giải pháp sử dụng trí tuệ nhân tạo và ảo hóa.

>>> Bài viết liên quan:

• Tầm quan trọng của VMware vSphere Virtual Volumes
• So sánh sự khác biệt giữa VMware vSphere vs. vCenter vs. ESXi