描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111589334丛书名: 云计算与虚拟化技术丛书
内容简介
本书共分10章，第1章概述了vSphere存储技术的现状；第2章介绍了过去10年VMware使用的传统和经典的存储技术；第3章讲解了存储连通性和结构，与传统存储技术及下一代解决方案有关；第4章有与VirtualSAN存储技术相关的设计注意事项；第5章着重讲解延伸集群的设计；第6章解释与大规模部署VSANsh关的注意事项；第7章概述VSAN的用例；第8章探究了VMware虚拟卷技术以及与其相关的策略驱动的存储概念；第9章介绍IT组织和服务提供商如何设计并提供存储即服务；第10章涵盖在软件定义存储的数据中心存储内的存储监控和预警设计。
目 录
Contents 目 录
译者序
推荐序一
推荐序二
推荐序三
前言
作者简介
技术审校人员简介
第1章 软件定义存储设计1
1.1 软件定义计算2
1.2 软件定义网络2
1.3 软件定义存储3
1.4 VMware存储环境设计5
1.4.1 技术评估和需求收集5
1.4.2 确立存储设计因素6
1.5 存储经济性9
1.5.1 计算存储资源的总体拥有成本11
1.5.2 信息生命周期管理13
1.6 实施软件定义存储战略14
1.7 软件定义存储概要15
1.7.1 超融合基础架构和Virtual SAN17
1.7.2 Virtual Volumes17
1.7.3 传统存储模型与下一代存储模型18
第2章 传统存储模型与构建19
2.1 传统存储概念19
2.1.1 RAID集22
2.1.2 虚拟置备36
2.1.3 存储分层41
2.1.4 存储可扩展性设计45
2.1.5 存储管理工具47
2.1.6 多租户存储设计48
2.1.7 服务质量49
2.1.8 数据去重和压缩49
2.1.9 存储设备安全性50
2.1.10 硬件高可用性51
2.1.11 基于存储阵列的灾难恢复和 备份51
2.1.12 传统存储环境中的存储阵列快照和克隆53
2.1.13 vSphere城域存储集群54
2.1.14 全闪存磁盘阵列54
2.2 vSphere存储技术56
2.2.1 虚拟磁盘56
2.2.2 虚拟机存储控制器（vSCSI适配器）59
2.2.3 数据存储60
2.2.4 裸设备映射66
2.2.5 什么情况下使用RDM而不使用VMFS或NFS67
2.2.6 Storage vMotion和增强型vMotion操作68
2.2.7 数据存储集群69
2.2.8 存储分布式资源调度69
2.2.9 存储I/O控制71
2.2.10 传统存储模型—VAAI74
2.2.11 传统存储模型—VASA 1.076
2.2.12 VADP和VAMP76
2.2.13 从SAN引导77
2.2.14 传统存储模型—vSphere存储策略79
2.2.15 vSphere中的分层存储设计模型80
2.2.16 子LUN系统访问83
第3章 结构连接和存储I/O架构85
3.1 光纤通道SAN86
3.1.1 光纤通道协议86
3.1.2 光纤通道拓扑94
3.1.3 基于交换的结构98
3.1.4 安全和流量隔离功能103
3.1.5 N_Port虚拟化和N_PortID虚拟化108
3.1.6 从SAN引导110
3.1.7 光纤通道概要110
3.2 iSCSI存储传输协议111
3.2.1 iSCSI协议组件111
3.2.2 iSCSI流量隔离113
3.2.3 巨型帧113
3.2.4 iSCSI设备命名标准114
3.2.5 CHAP安全115
3.2.6 iSCSI网络适配器116
3.2.7 虚拟交换机设计118
3.2.8 从SAN引导iSCSI121
3.2.9 iSCSI协议概要121
3.3 NFS存储传输协议122
3.3.1 NAS和SAN对比123
3.3.2 NFS组件123
3.3.3 NAS实现125
3.3.4 单虚拟交换机/单网络设计129
3.3.5 单虚拟交换机/多网络设计131
3.3.6 vSphere 6 NFS 4.1版本限制132
3.3.7 NFS协议小结133
3.4 以太网光纤通道协议133
3.4.1 以太网光纤通道协议原理134
3.4.2 以太网光纤通道物理组件136
3.4.3 以太网光纤通道基础架构137
3.4.4 以太网光纤通道设计选项137
3.4.5 以太网光纤通道协议概要140
3.5 多路径模型141
3.5.1 可插拔存储架构143
3.5.2 iSCSI多路径146
3.5.3 NAS多路径146
3.6 直接连接存储148
3.7 评估交换机设计特性149
3.8 结构连接和存储I/O体系架构概要151
第4章 使用Virtual SAN实现策略驱动的存储设计153
4.1 Virtual SAN概览157
4.2 Virtual SAN体系架构158
4.2.1 Virtual SAN磁盘组159
4.2.2 Virtual SAN混合与全闪存模式比较161
4.2.3 全闪存模式的去重与压缩164
4.2.4 数据的位置和缓存算法166
4.2.5 Virtual SAN的倒盘机制166
4.2.6 Virtual SAN的分布式数据存储167
4.2.7 对象、组件和见证169
4.2.8 磁盘格式170
4.2.9 交换效率/稀疏交换172
4.2.10 Virtual SAN分布式RAID172
4.2.11 软件校验码173
4.3 Virtual SAN设计需求174
4.3.1 主机形式因素174
4.3.2 主机引导架构175
4.3.3 Virtual SAN硬件需求179
4.4 Virtual SAN网络结构设计189
4.4.1 vSphere网络需求190
4.4.2 物理网络需求193
4.5 Virtual SAN存储策略设计200
4.5.1 基于存储策略的管理框架200
4.5.2 Virtual SAN规则201
4.5.3 Virtual SAN规则集201
4.5.4 缺省的存储策略212
4.5.5 应用评估和存储策略设计212
4.6 Virtual SAN数据存储设计与容量规划216
4.6.1 每集群主机数量217
4.6.2 存储能力218
4.6.3 配置多个磁盘组219
4.6.4 耐久型闪存设备容量规划220
4.6.5 对象、组件和见证容量规划221
4.6.6 数据存储容量盘容量规划222
4.6.7 容量盘容量规划222
4.7 可用性设计227
4.7.1 防范硬件组件失败的设计228
4.7.2 防范主机故障的主机集群设计与规划230
4.7.3 仲裁逻辑设计与vSphere高可用236
4.7.4 故障域236
4.8 Virtual SAN内部组件技术240
4.8.1 可靠数据报传输240
4.8.2 集群监控、成员关系与目录服务241
4.8.3 集群级对象管理器241
4.8.4 分布式对象管理器241
4.8.5 本地日志结构对象管理器242
4.8.6 对象存储文件系统243
4.8.7 基于存储策略的管理243
4.9 Virtual SAN集成与互操作243
第5
译者序
推荐序一
推荐序二
推荐序三
前言
作者简介
技术审校人员简介
第1章 软件定义存储设计1
1.1 软件定义计算2
1.2 软件定义网络2
1.3 软件定义存储3
1.4 VMware存储环境设计5
1.4.1 技术评估和需求收集5
1.4.2 确立存储设计因素6
1.5 存储经济性9
1.5.1 计算存储资源的总体拥有成本11
1.5.2 信息生命周期管理13
1.6 实施软件定义存储战略14
1.7 软件定义存储概要15
1.7.1 超融合基础架构和Virtual SAN17
1.7.2 Virtual Volumes17
1.7.3 传统存储模型与下一代存储模型18
第2章 传统存储模型与构建19
2.1 传统存储概念19
2.1.1 RAID集22
2.1.2 虚拟置备36
2.1.3 存储分层41
2.1.4 存储可扩展性设计45
2.1.5 存储管理工具47
2.1.6 多租户存储设计48
2.1.7 服务质量49
2.1.8 数据去重和压缩49
2.1.9 存储设备安全性50
2.1.10 硬件高可用性51
2.1.11 基于存储阵列的灾难恢复和 备份51
2.1.12 传统存储环境中的存储阵列快照和克隆53
2.1.13 vSphere城域存储集群54
2.1.14 全闪存磁盘阵列54
2.2 vSphere存储技术56
2.2.1 虚拟磁盘56
2.2.2 虚拟机存储控制器（vSCSI适配器）59
2.2.3 数据存储60
2.2.4 裸设备映射66
2.2.5 什么情况下使用RDM而不使用VMFS或NFS67
2.2.6 Storage vMotion和增强型vMotion操作68
2.2.7 数据存储集群69
2.2.8 存储分布式资源调度69
2.2.9 存储I/O控制71
2.2.10 传统存储模型—VAAI74
2.2.11 传统存储模型—VASA 1.076
2.2.12 VADP和VAMP76
2.2.13 从SAN引导77
2.2.14 传统存储模型—vSphere存储策略79
2.2.15 vSphere中的分层存储设计模型80
2.2.16 子LUN系统访问83
第3章 结构连接和存储I/O架构85
3.1 光纤通道SAN86
3.1.1 光纤通道协议86
3.1.2 光纤通道拓扑94
3.1.3 基于交换的结构98
3.1.4 安全和流量隔离功能103
3.1.5 N_Port虚拟化和N_PortID虚拟化108
3.1.6 从SAN引导110
3.1.7 光纤通道概要110
3.2 iSCSI存储传输协议111
3.2.1 iSCSI协议组件111
3.2.2 iSCSI流量隔离113
3.2.3 巨型帧113
3.2.4 iSCSI设备命名标准114
3.2.5 CHAP安全115
3.2.6 iSCSI网络适配器116
3.2.7 虚拟交换机设计118
3.2.8 从SAN引导iSCSI121
3.2.9 iSCSI协议概要121
3.3 NFS存储传输协议122
3.3.1 NAS和SAN对比123
3.3.2 NFS组件123
3.3.3 NAS实现125
3.3.4 单虚拟交换机/单网络设计129
3.3.5 单虚拟交换机/多网络设计131
3.3.6 vSphere 6 NFS 4.1版本限制132
3.3.7 NFS协议小结133
3.4 以太网光纤通道协议133
3.4.1 以太网光纤通道协议原理134
3.4.2 以太网光纤通道物理组件136
3.4.3 以太网光纤通道基础架构137
3.4.4 以太网光纤通道设计选项137
3.4.5 以太网光纤通道协议概要140
3.5 多路径模型141
3.5.1 可插拔存储架构143
3.5.2 iSCSI多路径146
3.5.3 NAS多路径146
3.6 直接连接存储148
3.7 评估交换机设计特性149
3.8 结构连接和存储I/O体系架构概要151
第4章 使用Virtual SAN实现策略驱动的存储设计153
4.1 Virtual SAN概览157
4.2 Virtual SAN体系架构158
4.2.1 Virtual SAN磁盘组159
4.2.2 Virtual SAN混合与全闪存模式比较161
4.2.3 全闪存模式的去重与压缩164
4.2.4 数据的位置和缓存算法166
4.2.5 Virtual SAN的倒盘机制166
4.2.6 Virtual SAN的分布式数据存储167
4.2.7 对象、组件和见证169
4.2.8 磁盘格式170
4.2.9 交换效率/稀疏交换172
4.2.10 Virtual SAN分布式RAID172
4.2.11 软件校验码173
4.3 Virtual SAN设计需求174
4.3.1 主机形式因素174
4.3.2 主机引导架构175
4.3.3 Virtual SAN硬件需求179
4.4 Virtual SAN网络结构设计189
4.4.1 vSphere网络需求190
4.4.2 物理网络需求193
4.5 Virtual SAN存储策略设计200
4.5.1 基于存储策略的管理框架200
4.5.2 Virtual SAN规则201
4.5.3 Virtual SAN规则集201
4.5.4 缺省的存储策略212
4.5.5 应用评估和存储策略设计212
4.6 Virtual SAN数据存储设计与容量规划216
4.6.1 每集群主机数量217
4.6.2 存储能力218
4.6.3 配置多个磁盘组219
4.6.4 耐久型闪存设备容量规划220
4.6.5 对象、组件和见证容量规划221
4.6.6 数据存储容量盘容量规划222
4.6.7 容量盘容量规划222
4.7 可用性设计227
4.7.1 防范硬件组件失败的设计228
4.7.2 防范主机故障的主机集群设计与规划230
4.7.3 仲裁逻辑设计与vSphere高可用236
4.7.4 故障域236
4.8 Virtual SAN内部组件技术240
4.8.1 可靠数据报传输240
4.8.2 集群监控、成员关系与目录服务241
4.8.3 集群级对象管理器241
4.8.4 分布式对象管理器241
4.8.5 本地日志结构对象管理器242
4.8.6 对象存储文件系统243
4.8.7 基于存储策略的管理243
4.9 Virtual SAN集成与互操作243
第5
前 言
前 言 Preface存储往往是虚拟数据中心里的最重要元素。它在系统的性能、可用性、可扩展性和可管理性中是关键的组成部分。传统上，从资本和运营成本的角度来看，它一直也是最昂贵的组件。
由于历史上的资本支出成本与硬件相关，存储基础架构不仅必须满足当前的要求，还要满足未来几年的业务需求。存储及 vSphere 架构师必须因此尽可能地做出最明智的选择，设计的解决方案需要考虑多个复杂而又矛盾的业务需求、技术目标、预测的数据增长、约束，当然还有预算。
为了更有信心承担vSphere存储的设计，以满足一系列业务和组织类型的要求，你必须了解平台的功能。设计一个解决方案，能满足客户的要求和约束规定，需要以你的经验和知识为基础，并跟上 IT 行业的进步。一个成功的设计需要收集信息，关联坚实的设计方法，理解设计的权衡及设计的决策。
本书的主要内容涉及VMware vSphere软件定义存储模型的各个方面，包括其中独立的组件。在继续阅读之前，你应该确保已经熟悉核心的 vSphere 产品，如 VMware vCenter 服务器和ESXi—基础架构虚拟机和客户操作系统所驻留的1型虚拟化层。
这里还假定你对共享的存储技术和网络有很好的理解，包括支持虚拟环境的广泛的基础架构，如物理交换机、防火墙、服务器硬件、阵列硬件，以及与设备类型相关的协议，其中包括但并不限于光纤通道、iSCSI、NFS、以太网和FCoE。
谁应该读这本书对参与设计新vSphere环境的基础架构设计师和顾问，以及负责维护现有 vSphere 部署，想要进一步优化其基础架构，或者获得更多关于存储设计知识的管理员来说，本书最有用处。此外，对拥有VCA、VCP，或者具有好的基础知识，并想深入了解新的vSphere 存储体系结构设计过程的人来说，本书也很有用。已经有一系列vSphere专业知识，但正在寻找一些额外的详细知识的VCAP、VCIX或VCDX候选人也将从本书中受益。
本书内容近几年来基于VMware的存储基础架构更改了很多，新技术和新存储逐渐渗透至各行业巨头，如EMC、IBM和NetApp。然而，对于企业IT组织和服务提供商而言，存储平台的生命周期管理仍然是一个持续的挑战，VMware的许多全球客户也在不断进行硬件的更新。
本书旨在帮助vSphere架构师、存储架构师和管理员，理解和设计新一代的VMware 的软件定义存储，并通过简单、无须大量训练有素的存储管理员去维护的技术实现高效处理。
此外，本书将帮助大家了解与这些新的vSphere存储选项相关联的设计因素。你将看到VMware如何通过其软件定义的存储产品（即Virtual SAN和虚拟卷）来解决这些数据中心的挑战，以及开发云自动化的方法到这些下一代的存储解决方案上，以进一步简化操作。
本书通过如下方式提供了深厚的知识和对这些新的存储解决方案的理解：
提供对Virtual SAN和虚拟卷的存储技术及设计的独特见解。
提供这些技术的详细的知识转移，以及与基于VMware的存储平台的下一代体系结构相关的设计因素的理解。
提供部署存储即服务，并促进企业IT组织和服务提供商通过完全自动化的云平台部署并维护存储资源。
提供详细和独特的指导，以设计和部署延伸的Virtual SAN 体系架构，包括一个解决方案的示例。
提供从传统存储和协议概念转移的详细知识，以帮助提供 VMware 软件定义存储模型的语境。
最后，在写作本书时，我希望帮助大家理解所有这些新的vSphere 存储选项相关的设计因素，为解决方案架构师和运营团队提供完整的指南，为新一代技术最大化存储设计的质量。
以下是对全书内容的简要介绍。
第1章 概述了vSphere存储技术的现状，以及我们是如何到达这一点的。该章还介绍了软件定义的存储、存储资源的经济学，以及启用存储即服务。
第2章 介绍在过去10年的VMware 基础架构中，已经使用了的、传统和经典的存储技术。借助于该章提供的背景，你将理解本书的重点，即VMware vSphere的下一代存储技术的设计。
第3章 介绍存储连通性和结构，与传统存储技术以及包括虚拟卷的下一代解决方案有关。
第4章 涉及所有与 VMware 的Virtual SAN 存储技术相关的设计注意事项，其中提供了Virtual SAN功能、设计因素和架构方面的考虑。
第5章 着重于一种类型的Virtual SAN 解决方案，即延伸集群的设计。将深度解释这种解决方案类型的具体设计和实施注意事项。该章还提供了一个Virtual SAN延伸架构设计的实例。
第6章 解释了与大规模部署Virtual SAN 超融合基础架构（通常称为Web规模）相关的注意事项。
第7章 概述了Virtual SAN的用例，也为云管理平台提供详细的解决方案架构，可以作为一个例子来参考。
第8章 提供了VMware 虚拟卷技术，以及与其相关的策略驱动的存储概念的详情。该章还提供了基础的知识转移，详细解释了与实施虚拟卷相关的设计因素和架构概念。
第9章 介绍了IT组织和服务提供商如何在通过使用VMware的云管理平台技术支持云的数据中心服务中设计并提供存
由于历史上的资本支出成本与硬件相关，存储基础架构不仅必须满足当前的要求，还要满足未来几年的业务需求。存储及 vSphere 架构师必须因此尽可能地做出最明智的选择，设计的解决方案需要考虑多个复杂而又矛盾的业务需求、技术目标、预测的数据增长、约束，当然还有预算。
为了更有信心承担vSphere存储的设计，以满足一系列业务和组织类型的要求，你必须了解平台的功能。设计一个解决方案，能满足客户的要求和约束规定，需要以你的经验和知识为基础，并跟上 IT 行业的进步。一个成功的设计需要收集信息，关联坚实的设计方法，理解设计的权衡及设计的决策。
本书的主要内容涉及VMware vSphere软件定义存储模型的各个方面，包括其中独立的组件。在继续阅读之前，你应该确保已经熟悉核心的 vSphere 产品，如 VMware vCenter 服务器和ESXi—基础架构虚拟机和客户操作系统所驻留的1型虚拟化层。
这里还假定你对共享的存储技术和网络有很好的理解，包括支持虚拟环境的广泛的基础架构，如物理交换机、防火墙、服务器硬件、阵列硬件，以及与设备类型相关的协议，其中包括但并不限于光纤通道、iSCSI、NFS、以太网和FCoE。
谁应该读这本书对参与设计新vSphere环境的基础架构设计师和顾问，以及负责维护现有 vSphere 部署，想要进一步优化其基础架构，或者获得更多关于存储设计知识的管理员来说，本书最有用处。此外，对拥有VCA、VCP，或者具有好的基础知识，并想深入了解新的vSphere 存储体系结构设计过程的人来说，本书也很有用。已经有一系列vSphere专业知识，但正在寻找一些额外的详细知识的VCAP、VCIX或VCDX候选人也将从本书中受益。
本书内容近几年来基于VMware的存储基础架构更改了很多，新技术和新存储逐渐渗透至各行业巨头，如EMC、IBM和NetApp。然而，对于企业IT组织和服务提供商而言，存储平台的生命周期管理仍然是一个持续的挑战，VMware的许多全球客户也在不断进行硬件的更新。
本书旨在帮助vSphere架构师、存储架构师和管理员，理解和设计新一代的VMware 的软件定义存储，并通过简单、无须大量训练有素的存储管理员去维护的技术实现高效处理。
此外，本书将帮助大家了解与这些新的vSphere存储选项相关联的设计因素。你将看到VMware如何通过其软件定义的存储产品（即Virtual SAN和虚拟卷）来解决这些数据中心的挑战，以及开发云自动化的方法到这些下一代的存储解决方案上，以进一步简化操作。
本书通过如下方式提供了深厚的知识和对这些新的存储解决方案的理解：
提供对Virtual SAN和虚拟卷的存储技术及设计的独特见解。
提供这些技术的详细的知识转移，以及与基于VMware的存储平台的下一代体系结构相关的设计因素的理解。
提供部署存储即服务，并促进企业IT组织和服务提供商通过完全自动化的云平台部署并维护存储资源。
提供详细和独特的指导，以设计和部署延伸的Virtual SAN 体系架构，包括一个解决方案的示例。
提供从传统存储和协议概念转移的详细知识，以帮助提供 VMware 软件定义存储模型的语境。
最后，在写作本书时，我希望帮助大家理解所有这些新的vSphere 存储选项相关的设计因素，为解决方案架构师和运营团队提供完整的指南，为新一代技术最大化存储设计的质量。
以下是对全书内容的简要介绍。
第1章 概述了vSphere存储技术的现状，以及我们是如何到达这一点的。该章还介绍了软件定义的存储、存储资源的经济学，以及启用存储即服务。
第2章 介绍在过去10年的VMware 基础架构中，已经使用了的、传统和经典的存储技术。借助于该章提供的背景，你将理解本书的重点，即VMware vSphere的下一代存储技术的设计。
第3章 介绍存储连通性和结构，与传统存储技术以及包括虚拟卷的下一代解决方案有关。
第4章 涉及所有与 VMware 的Virtual SAN 存储技术相关的设计注意事项，其中提供了Virtual SAN功能、设计因素和架构方面的考虑。
第5章 着重于一种类型的Virtual SAN 解决方案，即延伸集群的设计。将深度解释这种解决方案类型的具体设计和实施注意事项。该章还提供了一个Virtual SAN延伸架构设计的实例。
第6章 解释了与大规模部署Virtual SAN 超融合基础架构（通常称为Web规模）相关的注意事项。
第7章 概述了Virtual SAN的用例，也为云管理平台提供详细的解决方案架构，可以作为一个例子来参考。
第8章 提供了VMware 虚拟卷技术，以及与其相关的策略驱动的存储概念的详情。该章还提供了基础的知识转移，详细解释了与实施虚拟卷相关的设计因素和架构概念。
第9章 介绍了IT组织和服务提供商如何在通过使用VMware的云管理平台技术支持云的数据中心服务中设计并提供存
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