數(shù)據(jù)中心超融合節(jié)點(diǎn)功能及可靠性驗(yàn)證研究

丁峰, 張紅萍, 花鷗

(江蘇衛(wèi)生健康職業(yè)學(xué)院 信息中心, 南京 210029)

0 引言

由于Vmware自身對硬件產(chǎn)品有近乎嚴(yán)苛的限制及測試，只有通過了兼容性列表認(rèn)證的Ready Node節(jié)點(diǎn)才能流暢而有效的運(yùn)行Vmware及Vsan的相關(guān)組件服務(wù)。我校此次采購6臺(tái)戴爾PowerEdge R730超融合節(jié)點(diǎn)，服務(wù)器具體配置為(CPU:英特爾至強(qiáng)E5-2683 v4 2.1 GHz,40 M緩存,9.60 GT/s QPI,Turbo,HT,16C*2顆；內(nèi)存：32 GB RDIMM, 2400MT/s*8根；硬盤控制器：PERC H730P 集成 RAID控制器, 2 GB 緩存；緩存層磁盤：Toshiba PX04SM800GB固態(tài)硬盤 SAS；容量層磁盤：Intel S36101.6TB固態(tài)硬盤 SATA)，為保證Vmware ESXI系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行時(shí)，不至于時(shí)時(shí)報(bào)錯(cuò)，首先需要對整個(gè)節(jié)點(diǎn)的兼容性、硬盤控制器的兼容性、緩存磁盤的兼容性以及容量存儲(chǔ)磁盤的兼容性分別進(jìn)行驗(yàn)證，通過VMware官網(wǎng)提供的鏈接可以進(jìn)行以下信息的查詢,如圖1、圖2所示。[1-2]

https://www.vmware.com/resources/compatibility/search.php?deviceCategory=vsan鏈接即可參閱到如下圖所示為節(jié)點(diǎn)的兼容性列表信息：

1 超融合Vsan節(jié)點(diǎn)功能性驗(yàn)證

Vsan節(jié)點(diǎn)兼容性的認(rèn)證僅僅標(biāo)志著所使用的節(jié)點(diǎn)在Vmware認(rèn)證節(jié)點(diǎn)體系中，滿足了軟件廠家的兼容性列表，而節(jié)點(diǎn)是否可用，功能是否能夠滿足生產(chǎn)需求都需要在生產(chǎn)之前進(jìn)行功能方面的檢驗(yàn)。在超融合節(jié)點(diǎn)部署成功后可以通過以下的幾個(gè)簡單的測試進(jìn)行節(jié)點(diǎn)功能性方面的驗(yàn)證。[3]

1.1 虛擬機(jī)創(chuàng)建驗(yàn)證

在通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)打造的統(tǒng)一集群中，首先將對VM虛擬機(jī)創(chuàng)建進(jìn)行測試。主要用于驗(yàn)證在虛擬化系統(tǒng)中，能否正確創(chuàng)建虛擬機(jī)，如果測試的實(shí)際結(jié)果符合理論要求，說明虛機(jī)能夠正常創(chuàng)建，VM虛機(jī)的成功創(chuàng)建及使用是虛擬化平臺(tái)使用的基礎(chǔ)，即第一基本功能點(diǎn)得以滿足。

1.2 轉(zhuǎn)換模板和從模版部署虛擬機(jī)驗(yàn)證

VM虛擬機(jī)模版轉(zhuǎn)換和虛擬機(jī)部署主要用于驗(yàn)證在虛擬化系統(tǒng)中，模版能否被正常轉(zhuǎn)換以及能否成功使用該模版快速的部署虛擬機(jī)，從而達(dá)到即開即用，快速部署服務(wù)器的目的。

圖1 節(jié)點(diǎn)兼容性列表信息

圖2 節(jié)點(diǎn)兼容性列表品類信息

1.3 虛擬機(jī)編輯驗(yàn)證

VM虛擬機(jī)編輯功能主要用于驗(yàn)證在虛擬化系統(tǒng)中，創(chuàng)建的虛擬機(jī)工作是否正常。并能實(shí)現(xiàn)在線對硬盤容量、內(nèi)存大小，cpu核數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)的增減等動(dòng)態(tài)調(diào)整等配置而不影響業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

1.4 虛擬機(jī) VMotion(遷移)功能驗(yàn)證

VMware VMotion 功能是虛擬化平臺(tái)的一項(xiàng)重要功能，它既是HA高可用性的組成部分，也是進(jìn)行主機(jī)維護(hù)和vsan再平衡的重要步驟，因此VMotion功能將是虛擬化平臺(tái)日常使用最頻繁的功能之一。而該測試的目的在于驗(yàn)證VMware VMotion功能是否正常，可以通過如下步驟進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：

1)用Web Client連接到VirtualCenter服務(wù)器，在HA中開啟所有的虛擬機(jī)。

2)在VirtualCenter服務(wù)器上持續(xù)ping test虛擬機(jī)的IP。

3)對test運(yùn)行VMotion向?qū)В瑢est VMotion到其他ESXi服務(wù)器上。

4)在遷移過程中，檢查VirtualCenter服務(wù)器上ping test虛擬機(jī)的丟包情況。

通過以上四步的操作具體實(shí)現(xiàn)VMotion功能，在遷移過程中理論上只會(huì)丟失一個(gè)數(shù)據(jù)包，測試的實(shí)際結(jié)果如果符合理論結(jié)果，說明VMotion功能正常，同時(shí)也可保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。

2 超融合Vsan節(jié)點(diǎn)可靠性驗(yàn)證

2.1 超融合VSAN節(jié)點(diǎn)的破壞性測試[4]

2.1.1 VSAN節(jié)點(diǎn)緩存盤破壞性測試

VSAN節(jié)點(diǎn)緩存盤破壞性測試目的在于驗(yàn)證VSAN節(jié)點(diǎn)在主機(jī)緩存盤故障時(shí)節(jié)點(diǎn)是否可用，從而鑒別它的可靠程度。可以通過下列步驟進(jìn)行驗(yàn)證：

(1)用Web Client連接到VirtualCenter服務(wù)器，在HA中開啟所有的虛擬機(jī)。

(2)在Virtual Center中ping test的IP地址，并查找出虛擬機(jī)test所在的ESXi Server機(jī)器名。

(3)將虛擬機(jī)test所在的ESXi Server主機(jī)緩存磁盤拔出，模擬磁盤故障。

(4)當(dāng)節(jié)點(diǎn)報(bào)緩存磁盤故障以后，查看虛擬機(jī)test是否可以正常工作。

(5)打開虛擬機(jī)控制臺(tái)并確認(rèn)test虛擬機(jī)系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，并可以登錄即為正常工作狀態(tài)。

(6)驗(yàn)證結(jié)束后，將虛擬機(jī)test所在的ESXi Server主機(jī)緩存磁盤重新插入，確認(rèn)VSAN集群狀態(tài)，并查看節(jié)點(diǎn)的報(bào)錯(cuò)信息是否已然消除。

(7)再次打開虛擬機(jī)控制臺(tái)并確認(rèn)test虛擬機(jī)系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，并可以登錄。

通過以上操作，模擬了虛擬機(jī)所在的ESXi Server主機(jī)緩存磁盤意外故障后，虛擬機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)，如果虛擬機(jī)可以正常運(yùn)行并登錄，且虛機(jī)內(nèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)完好，可視為超融合節(jié)點(diǎn)強(qiáng)可靠性的體現(xiàn)。

2.1.2 VSAN節(jié)點(diǎn)容量盤破壞性測試[5]

VSAN節(jié)點(diǎn)容量盤破壞性測試的目的在于驗(yàn)證當(dāng)VSAN節(jié)點(diǎn)在主機(jī)容量盤故障時(shí)節(jié)點(diǎn)是否可用。當(dāng)虛擬機(jī)運(yùn)行的ESXi Server主機(jī)容量層磁盤意外故障后，觀察虛擬機(jī)是否可以正常運(yùn)行并能正常登錄，且系統(tǒng)數(shù)據(jù)正常，從而再次體現(xiàn)超融合Vsan節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)可靠性。

2.1.3 VSAN節(jié)點(diǎn)破壞性測試

VSAN節(jié)點(diǎn)破壞性測試的目的在于驗(yàn)證VSAN節(jié)點(diǎn)故障時(shí)虛擬機(jī)數(shù)據(jù)是否可用。當(dāng)虛擬機(jī)所在的ESXi Server主機(jī)意外宕機(jī)以后，觀察虛擬機(jī)能否正確的切換到其他正常的ESXi服務(wù)器上，系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整，可以正常啟動(dòng)并登錄。

通過緩存盤、容量盤、節(jié)點(diǎn)的破壞性測試有小及大，由點(diǎn)及面進(jìn)一步驗(yàn)證VSan節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)可靠性，從而使超融合節(jié)點(diǎn)在生產(chǎn)中變的更加靈活和可信。

2.1.4 VMware HA功能驗(yàn)證及VSAN網(wǎng)絡(luò)冗余性驗(yàn)證

VMware HA及VSAN網(wǎng)絡(luò)冗余性驗(yàn)證，其測試的目的在于驗(yàn)證VMware HA功能及出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)單點(diǎn)故障時(shí)VSAN工作是否正常。通過模擬虛擬機(jī)test所在的ESXi Server故障斷電以及關(guān)閉其中一臺(tái)VSAN交換機(jī)，模擬交換機(jī)故障。在虛擬機(jī)test所在的ESXi Server斷電以后，等待1-3分鐘，查看虛擬機(jī)是否已經(jīng)切換到其他ESXi Server上并確認(rèn)VSAN集群狀態(tài)是否正常，進(jìn)一步驗(yàn)證其可靠性。[6]

2.2 VSan平臺(tái)可靠性驗(yàn)證——備份驗(yàn)證

2.2.1 備份軟件備份驗(yàn)證

通過專業(yè)的備份軟件執(zhí)行備份作業(yè)，其目的在于檢驗(yàn)虛機(jī)備份作業(yè)是否順利執(zhí)行，通過備份時(shí)間、備份策略、備份方式等設(shè)置細(xì)顆粒度的備份計(jì)劃執(zhí)行備份作業(yè)，以備不時(shí)之需。

2.2.2 虛擬機(jī)恢復(fù)驗(yàn)證

通過備份作業(yè)創(chuàng)建的類快照文件實(shí)施虛機(jī)及業(yè)務(wù)的回溯操作。測試的目的在于檢驗(yàn)備份系統(tǒng)是否可以順利進(jìn)行備份文件的恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)恢復(fù)的逆向工程，并實(shí)現(xiàn)虛機(jī)恢復(fù)效果的驗(yàn)證。

2.2.3 單個(gè)文件恢復(fù)驗(yàn)證

通過對單個(gè)文件恢復(fù)進(jìn)行測試目的在于檢驗(yàn)單個(gè)文件的恢復(fù)能力。并可以實(shí)現(xiàn)將文件保存到來賓操作系統(tǒng)，或?qū)⑽募拔募A保存指定的位置。以實(shí)現(xiàn)單個(gè)文件、文件夾的及時(shí)恢復(fù)。

3 總結(jié)

綜上所述，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心超融合節(jié)點(diǎn)功能及可靠性驗(yàn)證，通過對節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)等指標(biāo)進(jìn)行破壞性測試的同時(shí)，觀察測試虛機(jī)功能的損耗及其使用情況，從而進(jìn)一步驗(yàn)證超融合Vsan節(jié)點(diǎn)的可靠性。

此外仍可以通過其他途徑進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對超融合節(jié)點(diǎn)多種性能可靠性的驗(yàn)證如：VSAN平臺(tái)性能驗(yàn)證、VSAN集群整體性能驗(yàn)證、VSAN節(jié)點(diǎn)性能驗(yàn)證、VSAN磁盤性能等相關(guān)性能的驗(yàn)證。除利用VSAN性能監(jiān)控自身提供的性能數(shù)據(jù)外，也可以通過采用標(biāo)準(zhǔn)化I/Ometer存儲(chǔ)性能測試工具，在VSAN DataStore上運(yùn)行于一個(gè)WindowsServer2008R2的多虛擬磁盤虛擬機(jī)，測試多種I/O場景。以求達(dá)到性能可靠性驗(yàn)證的目的。多措并舉的驗(yàn)證過程和測試結(jié)果將有利于數(shù)據(jù)中心超融合節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)環(huán)境的使用，增強(qiáng)數(shù)據(jù)中心管理人員的信心，同時(shí)超融合節(jié)點(diǎn)功能及可靠性驗(yàn)證的研究也將進(jìn)一步完善項(xiàng)目的實(shí)施和驗(yàn)收過程，使數(shù)據(jù)中心超融合節(jié)點(diǎn)的落地和實(shí)現(xiàn)變的更加有的放矢。[7]