vSphere数据存储库和协议功能概述
可使用以下七种协议将VMware vSphere连接到运行ONTAP的系统上的数据存储库:
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FCP
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FCoE
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NVMe/FC
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NVMe/TCP
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iSCSI
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NFS v3
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NFS v4.1
FCP、FCoE、NVMe/FC、NVMe/TCP和iSCSI是块协议、它们使用vSphere虚拟机文件系统(VMFS)将VM存储在ONTAP FlexVol 卷中包含的ONTAP LUN或NVMe命名空间中。请注意,从 vSphere 7.0 开始, VMware 不再支持在生产环境中使用软件 FCoE 。NFS 是一种文件协议,无需使用 VMFS 即可将虚拟机放置到数据存储库(即 ONTAP 卷)中。SMB (CIFS)、iSCSI、NVMe/TCP或NFS也可以从子操作系统直接使用到ONTAP。
下表介绍了ONTAP支持vSphere的传统数据存储库功能。此信息不适用于VVOL数据存储库、但它通常适用于使用受支持的ONTAP 版本的适用场景 vSphere 6.x及更高版本。您也可以参考 "VMware配置最大值" 用于确认特定限制的特定 vSphere 版本。
功能 / 功能 | FC/FCoE | iSCSI | NVMe-oF | NFS |
---|---|---|---|---|
格式。 |
VMFS 或原始设备映射( RDM ) |
VMFS 或 RDM |
VMFS |
不适用 |
数据存储库或 LUN 的最大数量 |
每个主机1024个LUN |
每个服务器1024个LUN |
每个服务器256个命名空间 |
256个挂载 |
最大数据存储库大小 |
64 TB |
64 TB |
64 TB |
使用 FlexGroup 卷时为 100 TB 或更高的 FlexVol 卷 |
最大数据存储库文件大小 |
62 TB |
62 TB |
62 TB |
使用ONTAP 9.12.1P2及更高版本时为62 TB |
每个 LUN 或文件系统的最佳队列深度 |
64-256 |
64-256 |
已自动协商 |
请参见中的NFS.MaxQueueDepth "建议的 ESXi 主机和其他 ONTAP 设置"。 |
下表列出了支持的 VMware 存储相关功能。
容量 / 功能 | FC/FCoE | iSCSI | NVMe-oF | NFS |
---|---|---|---|---|
VMotion |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
存储 vMotion |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
VMware HA |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
存储分布式资源计划程序( Storage Distributed Resource Scheduler , SDRS ) |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
支持 VMware vStorage APIs for Data Protection ( VADP )的备份软件 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
虚拟机中的 Microsoft 集群服务( MSCS )或故障转移集群 |
是的。 |
是 * |
是 * |
不支持 |
容错 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
Site Recovery Manager |
是的。 |
是的。 |
否 |
仅v3 |
精简配置的 VM (虚拟磁盘) |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
VMware 原生多路径 |
是的。 |
是的。 |
是、使用新的高性能插件(HPP) |
NFS v4.1会话中继需要ONTAP 9.14.1及更高版本 |
下表列出了支持的 ONTAP 存储管理功能。
功能 / 功能 | FC/FCoE | iSCSI | NVMe-oF | NFS |
---|---|---|---|---|
重复数据删除 |
阵列中的节省量 |
阵列中的节省量 |
阵列中的节省量 |
数据存储库中的节省量 |
精简配置 |
数据存储库或 RDM |
数据存储库或 RDM |
数据存储库 |
数据存储库 |
调整数据存储库大小 |
仅增长 |
仅增长 |
仅增长 |
增长,自动增长和缩减 |
适用于 Windows 和 Linux 应用程序的 SnapCenter 插件(在子系统中) |
是的。 |
是的。 |
否 |
是的。 |
使用适用于 VMware vSphere 的 ONTAP 工具监控和主机配置 |
是的。 |
是的。 |
否 |
是的。 |
使用适用于 VMware vSphere 的 ONTAP 工具进行配置 |
是的。 |
是的。 |
否 |
是的。 |
下表列出了支持的备份功能。
功能 / 功能 | FC/FCoE | iSCSI | NVMe-oF | NFS |
---|---|---|---|---|
ONTAP快照 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
复制的备份支持 SRM |
是的。 |
是的。 |
否 |
仅v3 |
卷 SnapMirror |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
是的。 |
VMDK 映像访问 |
支持 VADP 的备份软件 |
支持 VADP 的备份软件 |
支持 VADP 的备份软件 |
启用了 VADP 的备份软件, vSphere Client 和 vSphere Web Client 数据存储库浏览器 |
vmdk 文件级访问 |
启用了 VADP 的备份软件,仅限 Windows |
启用了 VADP 的备份软件,仅限 Windows |
启用了 VADP 的备份软件,仅限 Windows |
支持 VADP 的备份软件和第三方应用程序 |
NDMP 粒度 |
数据存储库 |
数据存储库 |
数据存储库 |
数据存储库或虚拟机 |
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NetApp建议对Microsoft集群使用来宾iSCSI、而不是在VMFS数据存储库中使用启用了多写入程序的VMDK。Microsoft 和 VMware 完全支持这种方法,并可通过 ONTAP ( SnapMirror 到内部或云中的 ONTAP 系统)提供极大的灵活性,易于配置和自动化,并可通过 SnapCenter 进行保护。vSphere 7 添加了一个新的集群模式 VMDK 选项。这与启用了多写入程序的VMDK不同、它需要一个通过FC协议提供的数据存储库、该协议已启用集群模式VMDK支持。其他限制适用。请参见VMware "Windows Server 故障转移集群设置" 配置准则文档。
*使用NVMe-oF和NFS v4.1的数据存储库需要vSphere复制。SRM不支持基于阵列的复制。
选择存储协议
运行ONTAP的系统支持所有主要存储协议、因此客户可以根据现有和计划内的网络基础架构以及员工技能选择最适合其环境的协议。NetApp 测试通常表明,以相似的线路速度运行的协议之间差别不大,因此,与原始协议性能相比,最好重点关注您的网络基础架构和员工能力。
在考虑选择协议时,以下因素可能会很有用:
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* 当前的客户环境。 * 尽管 IT 团队通常擅长管理以太网 IP 基础架构,但并非所有团队都擅长管理 FC SAN 网络结构。但是、如果使用的是不针对存储流量设计的通用IP网络、则可能效果不会很好。请考虑您已有的网络基础架构,任何计划内的改进,以及管理这些改进的人员的技能和可用性。
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* 易于设置。 * 除了 FC 网络结构的初始配置(额外的交换机以及 HBA 和固件的布线,分区以及互操作性验证)之外,块协议还需要创建和映射 LUN 以及通过子操作系统进行发现和格式化。创建并导出 NFS 卷后,它们将由 ESXi 主机挂载并准备好使用。NFS 没有特殊的硬件资格认定或固件可供管理。
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* 易于管理。 * 使用 SAN 协议时,如果需要更多空间,则需要执行几个步骤,包括增加 LUN ,重新扫描以发现新大小,然后增加文件系统大小。虽然可以增加 LUN 的大小,但不能减小 LUN 的大小,因此恢复未使用的空间可能需要额外的工作。NFS 可以轻松地进行大小调整,存储系统可以自动调整大小。SAN 可通过子操作系统剪切 /UNMAP 命令提供空间回收,从而允许将已删除文件中的空间返回到阵列。使用 NFS 数据存储库时,这种类型的空间回收会更加困难。
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* 存储空间透明度。 * 在 NFS 环境中,存储利用率通常更容易查看,因为精简配置可以立即实现节省。同样,重复数据删除和克隆节省的空间可立即用于同一数据存储库中的其他虚拟机或其他存储系统卷。NFS 数据存储库中的虚拟机密度通常也会更高,这样可以减少要管理的数据存储库数量,从而节省重复数据删除的空间,并降低管理成本。
数据存储库布局
ONTAP 存储系统可以非常灵活地为 VM 和虚拟磁盘创建数据存储库。尽管在使用 VSC 为 vSphere 配置数据存储库时会应用许多 ONTAP 最佳实践(在一节中列出) "建议的 ESXi 主机和其他 ONTAP 设置"),下面是需要考虑的其他一些准则:
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使用 ONTAP NFS 数据存储库部署 vSphere 可实现高性能,易于管理的实施,从而提供基于块的存储协议无法实现的虚拟机与数据存储库比率。此架构可将数据存储库密度提高十倍,并相应地减少数据存储库数量。虽然较大的数据存储库可以提高存储效率并提供运营优势,但请考虑至少使用四个数据存储库( FlexVol 卷)将虚拟机存储在一个 ONTAP 控制器上,以便从硬件资源中获得最大性能。通过这种方法,您还可以使用不同的恢复策略建立数据存储库。根据业务需求、某些备份或复制的频率比其他备份或复制的频率要高。FlexGroup 卷不需要多个数据存储库来提高性能、因为它们可以根据设计进行扩展。
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NetApp建议对大多数NFS数据存储库使用FlexVol卷。从ONTAP 9.8开始、也支持将FlexGroup卷用作数据存储库、并且通常建议在某些使用情形下使用。通常不建议使用其他ONTAP存储容器、例如qtrees、因为适用于VMware vSphere的ONTAP工具或适用于VMware vSphere的NetApp SnapCenter插件目前均不支持这些存储容器。尽管如此、在一个卷中将数据存储库部署为多个qtrees可能会对高度自动化的环境非常有用、这些环境可以从数据存储库级别的配额或VM文件克隆中受益。
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对于 FlexVol 卷数据存储库,大小合适的数据存储库大约为 4 TB 到 8 TB 。这种大小可以很好地平衡性能,易管理性和数据保护。从小规模入手(例如 4 TB ),然后根据需要扩展数据存储库(最大 100 TB )。较小的数据存储库可以更快地从备份中或发生灾难后进行恢复,并可在集群中快速移动。请考虑使用 ONTAP 自动调整大小功能在已用空间发生变化时自动增长和缩减卷。默认情况下,适用于 VMware vSphere 数据存储库配置向导的 ONTAP 工具会对新数据存储库使用自动调整大小。可以使用 System Manager 或命令行对增长和缩减阈值以及大小上限和下限进行其他自定义。
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或者,也可以为 VMFS 数据存储库配置由 FC , iSCSI 或 FCoE 访问的 LUN 。VMFS 允许集群中的每个 ESX 服务器同时访问传统 LUN 。VMFS 数据存储库的大小最多可达 64 TB ,并且最多可包含 32 个 2 TB LUN ( VMFS 3 )或一个 64 TB LUN ( VMFS 5 )。大多数系统上的ONTAP 最大LUN大小为16 TB、而全SAN阵列系统上的最大LUN大小为128 TB。因此,可以使用四个 16 TB LUN 在大多数 ONTAP 系统上创建最大大小的 VMFS 5 数据存储库。尽管具有多个LUN (使用高端FAS 或AFF 系统)的高I/O工作负载可获得性能优势、但创建、管理和保护数据存储库LUN的管理复杂性增加以及可用性风险增加、抵消了这一优势。NetApp 通常建议为每个数据存储库使用一个大型 LUN ,并且只有在特殊需要超过 16 TB 数据存储库时才会跨越。与 NFS 一样,请考虑使用多个数据存储库(卷),以便在一个 ONTAP 控制器上最大限度地提高性能。
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较旧的子操作系统( OS )需要与存储系统对齐,以获得最佳性能和存储效率。但是, Microsoft 和 Linux 分销商(例如 Red Hat )提供的现代供应商支持的操作系统不再需要进行调整,以便在虚拟环境中将文件系统分区与底层存储系统的块对齐。如果您使用的旧操作系统可能需要对齐,请使用 "VM 对齐 " 在 NetApp 支持知识库中搜索文章,或者向 NetApp 销售人员或合作伙伴联系人请求 TR-3747 的副本。
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避免在子操作系统中使用碎片整理实用程序、因为这不会带来任何性能优势、并会影响存储效率和快照空间使用量。此外,还应考虑在子操作系统中关闭虚拟桌面的搜索索引。
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ONTAP 凭借创新的存储效率功能引领行业发展,帮助您充分利用可用磁盘空间。AFF 系统通过默认实时重复数据删除和数据压缩进一步提高了这种效率。数据会在聚合中的所有卷之间进行重复数据删除,因此您无需再将相似的操作系统和类似应用程序分组到一个数据存储库中,即可最大程度地节省空间。
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在某些情况下,您甚至可能不需要数据存储库。为了获得最佳性能和易管理性,请避免对数据库和某些应用程序等高 I/O 应用程序使用数据存储库。而是考虑由子系统拥有的文件系统,例如由子系统管理或使用 RDM 管理的 NFS 或 iSCSI 文件系统。有关具体的应用指南,请参见适用于您的应用程序的 NetApp 技术报告。例如: "基于 ONTAP 的 Oracle 数据库" 包含一个有关虚拟化的章节,其中包含有用的详细信息。
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一级磁盘(或经过改进的虚拟磁盘)支持独立于运行 vSphere 6.5 及更高版本的 VM 的 vCenter 管理磁盘。虽然它们主要由 API 管理,但对于 VVOL 很有用,尤其是在由 OpenStack 或 Kubernetes 工具管理时。ONTAP 以及适用于 VMware vSphere 的 ONTAP 工具均支持这些功能。
数据存储库和 VM 迁移
将 VM 从另一个存储系统上的现有数据存储库迁移到 ONTAP 时,请记住以下一些实践:
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使用 Storage vMotion 将虚拟机的批量移动到 ONTAP 。这种方法不仅不会对正在运行的 VM 造成中断,而且还可以通过实时重复数据删除和数据压缩等 ONTAP 存储效率功能在数据迁移时对其进行处理。请考虑使用 vCenter 功能从清单列表中选择多个 VM ,然后在适当的时间计划迁移(单击操作时使用 Ctrl 键)。
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虽然您可以仔细规划迁移到适当的目标数据存储库,但批量迁移之后再根据需要进行组织往往会更简单。如果您有特定的数据保护需求(例如不同的Snapshot计划)、则可能需要使用此方法来指导您迁移到不同的数据存储库。
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大多数 VM 及其存储可以在运行时进行迁移(热迁移),但从另一个存储系统迁移连接的存储(不在数据存储库中),例如 ISO , LUN 或 NFS 卷可能需要冷迁移。
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需要更仔细迁移的虚拟机包括使用连接存储的数据库和应用程序。一般情况下、请考虑使用应用程序的工具来管理迁移。对于 Oracle ,请考虑使用 RMAN 或 ASM 等 Oracle 工具迁移数据库文件。有关详细信息、请参见 "将Oracle数据库迁移到ONTAP存储系统" 。同样,对于 SQL Server ,请考虑使用 SQL Server Management Studio 或 NetApp 工具,例如适用于 SQL Server 的 SnapManager 或 SnapCenter 。
适用于 VMware vSphere 的 ONTAP 工具
在运行ONTAP的系统中使用vSphere时、最重要的最佳实践是安装和使用适用于VMware vSphere的ONTAP工具插件(以前称为虚拟存储控制台)。无论使用 SAN 还是 NAS ,此 vCenter 插件均可简化存储管理,提高可用性并降低存储成本和运营开销。它使用最佳实践来配置数据存储库,并针对多路径和 HBA 超时优化 ESXi 主机设置(这些内容在附录 B 中进行了介绍)。由于它是vCenter插件、因此可供连接到vCenter Server的所有vSphere Web Client使用。
此插件还可帮助您在 vSphere 环境中使用其他 ONTAP 工具。您可以通过此插件安装适用于VMware VAAI的NFS插件、以便将副本卸载到ONTAP以执行VM克隆操作、为厚虚拟磁盘文件预留空间以及卸载ONTAP快照。
该插件也是适用于 ONTAP 的 VASA Provider 的许多功能的管理界面,支持使用 VVOL 进行基于存储策略的管理。注册适用于 VMware vSphere 的 ONTAP 工具后,可使用它创建存储功能配置文件,将其映射到存储,并确保数据存储库随时间的推移符合这些配置文件。VASA Provider 还提供了一个用于创建和管理 VVol 数据存储库的界面。
一般来说, NetApp 建议在 vCenter 中使用适用于 VMware vSphere 的 ONTAP 工具来配置传统数据存储库和 VVOL 数据存储库,以确保遵循最佳实践。
常规网络连接
在运行ONTAP的系统上使用vSphere时、配置网络设置非常简单、与其他网络配置类似。需要考虑以下几点:
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将存储网络流量与其他网络分开。可以通过使用专用 VLAN 或单独的存储交换机来实现单独的网络。如果存储网络共享上行链路等物理路径,您可能需要 QoS 或其他上行链路端口来确保带宽充足。请勿将主机直接连接到存储;使用交换机提供冗余路径、并允许VMware HA在没有干预的情况下运行。请参见 "直连网络" 适用于追加信息 。
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如果您的网络需要并支持巨型帧,则可以使用巨型帧,尤其是在使用 iSCSI 时。如果使用这些协议,请确保在存储和 ESXi 主机之间的路径中的所有网络设备, VLAN 等上对其进行相同的配置。否则,您可能会看到性能或连接问题。此外,还必须在 ESXi 虚拟交换机, VMkernel 端口以及每个 ONTAP 节点的物理端口或接口组上以相同的方式设置 MTU 。
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NetApp 仅建议在 ONTAP 集群中的集群网络端口上禁用网络流量控制。对于用于数据流量的其余网络端口, NetApp 不提供其他最佳实践建议。您应根据需要启用或禁用。有关流量控制的更多背景信息、请参见 "TR-4182"。
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当 ESXi 和 ONTAP 存储阵列连接到以太网存储网络时, NetApp 建议将这些系统连接到的以太网端口配置为快速生成树协议( RSTP )边缘端口或使用 Cisco PortFast 功能。NetApp 建议在使用 Cisco PortFast 功能且为 ESXi 服务器或 ONTAP 存储阵列启用了 802.1Q VLAN 中继的环境中启用生成树 PortFast 中继功能。
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NetApp 建议采用以下链路聚合最佳实践:
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使用支持在两个独立交换机机箱上对端口进行链路聚合的交换机、并采用多机箱链路聚合组方法、例如Cisco的虚拟端口通道(vPC)。
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对连接到ESXi的交换机端口禁用LACP、除非您使用的是配置了LACP的dvSwitches 5.1或更高版本。
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使用LACP为具有端口或IP哈希动态多模式接口组的ONTAP存储系统创建链路聚合。请参见 "网络管理" 以获得进一步指导。
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如果对vSphere分布式交换机使用静态链路聚合(例如EtherChannel)和标准vswitch或基于LACP的链路聚合、请在ESXi上使用IP哈希绑定策略。如果未使用链路聚合、请改用"基于源虚拟端口ID路由"。
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下表汇总了网络配置项,并指出了这些设置的应用位置。
项目 | ESXi | 交换机 | Node | SVM |
---|---|---|---|---|
IP 地址 |
VMkernel |
否 |
否 |
是的。 |
链路聚合 |
虚拟交换机 |
是的。 |
是的。 |
否 * |
VLAN |
VMkernel 和 VM 端口组 |
是的。 |
是的。 |
否 * |
流量控制 |
NIC |
是的。 |
是的。 |
否 * |
生成树 |
否 |
是的。 |
否 |
否 |
MTU (适用于巨型帧) |
虚拟交换机和 VMkernel 端口( 9000 ) |
是(设置为最大值) |
是( 9000 ) |
否 * |
故障转移组 |
否 |
否 |
是(创建) |
是(选择) |
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SVM LIF连接到具有VLAN、MTU和其他设置的端口、接口组或VLAN接口。但是、这些设置不会在SVM级别进行管理。
这些设备具有自己的 IP 地址进行管理,但这些地址不会在 ESXi 存储网络环境中使用。