數(shù)據(jù)中心超融合節(jié)點功能及可靠性驗證研究

丁峰, 張紅萍, 花鷗

(江蘇衛(wèi)生健康職業(yè)學院 信息中心, 南京 210029)

0 引言

由于Vmware自身對硬件產(chǎn)品有近乎嚴苛的限制及測試，只有通過了兼容性列表認證的Ready Node節(jié)點才能流暢而有效的運行Vmware及Vsan的相關組件服務。我校此次采購6臺戴爾PowerEdge R730超融合節(jié)點，服務器具體配置為(CPU:英特爾至強E5-2683 v4 2.1 GHz,40 M緩存,9.60 GT/s QPI,Turbo,HT,16C*2顆；內存：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)活動進行時，不至于時時報錯，首先需要對整個節(jié)點的兼容性、硬盤控制器的兼容性、緩存磁盤的兼容性以及容量存儲磁盤的兼容性分別進行驗證，通過VMware官網(wǎng)提供的鏈接可以進行以下信息的查詢,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)點的兼容性列表信息：

1 超融合Vsan節(jié)點功能性驗證

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

1.1 虛擬機創(chuàng)建驗證

在通過多個節(jié)點打造的統(tǒng)一集群中，首先將對VM虛擬機創(chuàng)建進行測試。主要用于驗證在虛擬化系統(tǒng)中，能否正確創(chuàng)建虛擬機，如果測試的實際結果符合理論要求，說明虛機能夠正常創(chuàng)建，VM虛機的成功創(chuàng)建及使用是虛擬化平臺使用的基礎，即第一基本功能點得以滿足。

1.2 轉換模板和從模版部署虛擬機驗證

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

圖1 節(jié)點兼容性列表信息

圖2 節(jié)點兼容性列表品類信息

1.3 虛擬機編輯驗證

VM虛擬機編輯功能主要用于驗證在虛擬化系統(tǒng)中，創(chuàng)建的虛擬機工作是否正常。并能實現(xiàn)在線對硬盤容量、內存大小，cpu核數(shù)以及網(wǎng)絡的增減等動態(tài)調整等配置而不影響業(yè)務的連續(xù)性。

1.4 虛擬機 VMotion(遷移)功能驗證

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

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

2)在VirtualCenter服務器上持續(xù)ping test虛擬機的IP。

3)對test運行VMotion向導，將test VMotion到其他ESXi服務器上。

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

通過以上四步的操作具體實現(xiàn)VMotion功能，在遷移過程中理論上只會丟失一個數(shù)據(jù)包，測試的實際結果如果符合理論結果，說明VMotion功能正常，同時也可保障業(yè)務連續(xù)性。

2 超融合Vsan節(jié)點可靠性驗證

2.1 超融合VSAN節(jié)點的破壞性測試[4]

2.1.1 VSAN節(jié)點緩存盤破壞性測試

VSAN節(jié)點緩存盤破壞性測試目的在于驗證VSAN節(jié)點在主機緩存盤故障時節(jié)點是否可用，從而鑒別它的可靠程度?？梢酝ㄟ^下列步驟進行驗證：

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

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

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

(4)當節(jié)點報緩存磁盤故障以后，查看虛擬機test是否可以正常工作。

(5)打開虛擬機控制臺并確認test虛擬機系統(tǒng)可以正常運行，并可以登錄即為正常工作狀態(tài)。

(6)驗證結束后，將虛擬機test所在的ESXi Server主機緩存磁盤重新插入，確認VSAN集群狀態(tài)，并查看節(jié)點的報錯信息是否已然消除。

(7)再次打開虛擬機控制臺并確認test虛擬機系統(tǒng)可以正常運行，并可以登錄。

通過以上操作，模擬了虛擬機所在的ESXi Server主機緩存磁盤意外故障后，虛擬機運行的狀態(tài)，如果虛擬機可以正常運行并登錄，且虛機內系統(tǒng)數(shù)據(jù)完好，可視為超融合節(jié)點強可靠性的體現(xiàn)。

2.1.2 VSAN節(jié)點容量盤破壞性測試[5]

VSAN節(jié)點容量盤破壞性測試的目的在于驗證當VSAN節(jié)點在主機容量盤故障時節(jié)點是否可用。當虛擬機運行的ESXi Server主機容量層磁盤意外故障后，觀察虛擬機是否可以正常運行并能正常登錄，且系統(tǒng)數(shù)據(jù)正常，從而再次體現(xiàn)超融合Vsan節(jié)點的強可靠性。

2.1.3 VSAN節(jié)點破壞性測試

VSAN節(jié)點破壞性測試的目的在于驗證VSAN節(jié)點故障時虛擬機數(shù)據(jù)是否可用。當虛擬機所在的ESXi Server主機意外宕機以后，觀察虛擬機能否正確的切換到其他正常的ESXi服務器上，系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整，可以正常啟動并登錄。

通過緩存盤、容量盤、節(jié)點的破壞性測試有小及大，由點及面進一步驗證VSan節(jié)點的強可靠性，從而使超融合節(jié)點在生產(chǎn)中變的更加靈活和可信。

2.1.4 VMware HA功能驗證及VSAN網(wǎng)絡冗余性驗證

VMware HA及VSAN網(wǎng)絡冗余性驗證，其測試的目的在于驗證VMware HA功能及出現(xiàn)網(wǎng)絡單點故障時VSAN工作是否正常。通過模擬虛擬機test所在的ESXi Server故障斷電以及關閉其中一臺VSAN交換機，模擬交換機故障。在虛擬機test所在的ESXi Server斷電以后，等待1-3分鐘，查看虛擬機是否已經(jīng)切換到其他ESXi Server上并確認VSAN集群狀態(tài)是否正常，進一步驗證其可靠性。[6]

2.2 VSan平臺可靠性驗證——備份驗證

2.2.1 備份軟件備份驗證

通過專業(yè)的備份軟件執(zhí)行備份作業(yè)，其目的在于檢驗虛機備份作業(yè)是否順利執(zhí)行，通過備份時間、備份策略、備份方式等設置細顆粒度的備份計劃執(zhí)行備份作業(yè)，以備不時之需。

2.2.2 虛擬機恢復驗證

通過備份作業(yè)創(chuàng)建的類快照文件實施虛機及業(yè)務的回溯操作。測試的目的在于檢驗備份系統(tǒng)是否可以順利進行備份文件的恢復，實現(xiàn)業(yè)務恢復的逆向工程，并實現(xiàn)虛機恢復效果的驗證。

2.2.3 單個文件恢復驗證

通過對單個文件恢復進行測試目的在于檢驗單個文件的恢復能力。并可以實現(xiàn)將文件保存到來賓操作系統(tǒng)，或將文件及文件夾保存指定的位置。以實現(xiàn)單個文件、文件夾的及時恢復。

3 總結

綜上所述，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心超融合節(jié)點功能及可靠性驗證，通過對節(jié)點中存儲、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)等指標進行破壞性測試的同時，觀察測試虛機功能的損耗及其使用情況，從而進一步驗證超融合Vsan節(jié)點的可靠性。

此外仍可以通過其他途徑進一步實現(xiàn)對超融合節(jié)點多種性能可靠性的驗證如：VSAN平臺性能驗證、VSAN集群整體性能驗證、VSAN節(jié)點性能驗證、VSAN磁盤性能等相關性能的驗證。除利用VSAN性能監(jiān)控自身提供的性能數(shù)據(jù)外，也可以通過采用標準化I/Ometer存儲性能測試工具，在VSAN DataStore上運行于一個WindowsServer2008R2的多虛擬磁盤虛擬機，測試多種I/O場景。以求達到性能可靠性驗證的目的。多措并舉的驗證過程和測試結果將有利于數(shù)據(jù)中心超融合節(jié)點生產(chǎn)環(huán)境的使用，增強數(shù)據(jù)中心管理人員的信心，同時超融合節(jié)點功能及可靠性驗證的研究也將進一步完善項目的實施和驗收過程，使數(shù)據(jù)中心超融合節(jié)點的落地和實現(xiàn)變的更加有的放矢。[7]