ServerSAN解析(二):Nutanix实现存储与计算资源集成

el/2024/4/13 14:08:44


Nutanix是一套分布式存储系统,在物理节点上集成了存储和计算资源,但逻辑上计算存储融合平台将所有存储逻辑运行在一个预先封装好的虚拟机(存储控制虚拟机)中,该虚拟机在Hypervisor之上运行,与业务计算虚拟机隔离,并为业务虚拟机提供高性能存储服务。

Nutanix存储基础设施(NX系列超融合系统)的扩展不受任何管理程序的限制,可以扩展到上千个节点,存储逻辑与虚拟化平台分离,实现了计算和存储故障域隔离。独立的故障域使得平台更加稳定,更适合IO密集或者可靠性要求高的应用场景。

存储虚拟机和计算虚拟机隔离机制,使得Nutanix可以支持VMware、KVM和Hyper-V等不同的虚拟化平台,不像VMware vSAN,由于vSAN和vSphere深度继承,所以只能支持VMware虚拟化平台。

Nutanix每个节点包含一个存储控制虚拟机CVM。CVM实现所有的存储逻辑和功能,所有本地存储通过RDM或Pass-through的方式挂在给本地存储控制虚拟机,存储资源通过NFS、iSCSI方式提供给业务虚拟机。


Nutanix集群(Nutanix Complete Cluster)

Nutanix集群的核心NDFS文件系统(位于存储控制虚拟机中),连接存储、计算、控制虚拟机和Hypervisor,所有资源组成一个资源池、创建vDisk(标准的iSCSI设备,通过管理程序中的标准iSCSI启动器与虚拟机相连)作为逻辑DataStore提供给VM。

集群配置管理器(Zeus)

基于Zookeeper实现,运行于集群中的三个节点,保存集群的配置管理信息。

分布式元数据服务(Medusa)

Nutanix的分布式元数据服务Medusa,可将集群元数据在整个集群上进行分布,从而实现可扩展性;同时还可将数据复制到多个节点,以实现容错功能。

分布式数据维护服务(Curator)

Nutanix的分布式数据维护服务(Curator)是一个基于MapReduce的框架集群管理器,用于以大规模平行方式执行后台数据管理操作。这些操作包括:

  • 将冷门数据迁移至较低的分层

  • 收集已删除的垃圾数据

  • 通过程序校验实现数据的一致性

  • 节点或硬盘发生故障时复制数据

  • 添加或移除节点时对数据进行再平衡

  • 当虚拟机从一个节点移动到另一个节点时,对数据进行迁移以便将本地访问最大化

Nutanix存储软件特性

FlashStore是一个永久性的、基于闪存的存储器,数据首先写入FlashStore,然后在成为冷数据后迁移至DiskStore(DiskStore是跨越整个集群的大容量SATA存储层)。当冷数据重新成为热点数据后,将被重新提取至FlashStore。

Nutanix的HOT技术将FlashStore和DiskStore整合在一起,能够以较低的成本实现较高的性能和较大的容量。

Nutanix提供可以和传统SAN存储媲美的增值特性,包括虚拟机粒度的快照、在线压缩、在线去重、SSD优化、MapReduce压缩、MapReduce去重、性能数据统计分析、集群健康检查、远程数据复制、硬件支持诊断等。

Nutanix架构专门针对虚拟机而设计,因此它支持传统网络存储架构所支持的虚拟机全系功能,包括实时虚拟机迁移和高可用性等功能。


Nutanix Instant vDisk Motion采用本地存储的融合型架构也支持实时迁移。设备中的vDisk为完全移动的逻辑实体(类似Storage vMotion)。这是通 过Nutanix Instant vDiskMotion功能加以实现的,必要时该功能可以将vDisk从一个节点迅速移动至另一个节点。

Nutanix的融合备份功能可针对vDisk提供即时备份和恢复能力。另外,Nutanix完全兼容VMware vStorage API for Data Protection(VADP),可针对存储控制虚拟机进行备份和恢复,提供功能全面的虚拟机备份和恢复能力。

简单总结:

  1. Nutanix系统基于分布式、逻辑上基于存储虚拟机和计算虚拟机分离架构设计,具有很好的可靠性、可根据存储、计算型业务独立按需扩展相应资源,更重要的是实现和Hypervisor解耦,可以支持更多Hypervisor。

  2. 可以扩展到数千个节点,在同类ServerSan产品中(如vSAN、Tintri等)扩展能力比较强,分布式RAID技术保证系统可靠性,同时随着节点数增加性能也可以线性增加。

  3. Nutanix提供丰富的存储特性,如在线重删压缩、数据复制、存储分层等,可以和企业专业存储媲美,但相比之下,部署更加灵活、更具有成本优势。


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