VMware در مقابل Oracle - ذخیره سازی - قسمت سوم

فعال یا غیرفعال کردن write protection در VMFS

همانطور که گفتیم VMFS یک فایل سیستم کلاستر شونده است. یکی از قابلیت های VMFS و هر فایل سیستم کلاستری پشتیبانی از عملیات multi-writer است. با فعالسازی این قابلیت هر دیسک مجازی VMFS می تواند به بیشتر از یک ماشین متصل باشد و همزمان توسط ماشین ها برا عملیات نوشتن و خواندن مورد استفاده قرار گیرد.

به شکل پیش فرض این قابلیت غیر فعال است. دلیل غیر فعال بودن این ویژگی به شکل پیش فرض این است که برخی از تکنولوژی های Vmware از این قابلیت پیشتیبانی نمی کنند و فعال بودن آن در سیستم عامل های زیادی به شکل پیش فرض پشتیبانی نمی شود.

لیست ویژگی های پشتیبانی شده و پشتیبانی نشده توسط این قابلیت

ویژگی	پشتیبانی	عدم پشتیبانی	یادداشت
روشن کردن، خاموش کردن و ریستارت ماشین مجازی	√
Suspend VM		×
اضافه کردن hot دیسک مجازی	√		تنها وقتی آداپتورها وجود داشته باشند
حذف کردن hot دیسک مجازی	√
افزایش hot سایز دیسک مجازی		×
connect و disconnect دستگاه ها	√
گرفتن snapshot		×	راهکارهای پشتیبان گیری مجازی همه از vStorage API ها استفاده می کنند. به عنوان مثال VMware Data Recovery یا vSphere Data Protection این موارد پشتیبانی نمی شوند.
گرفتن snapshotهای فوری از دیسک های مستقل	√		پشتیبانی شده از vSphere 5.1 update2 به بعد
Clon گیری		×
Storage vMotion		×	دیسک های کلاستری نمی توانند با استفاده از Storage vMotion جا به جا شوند چون کل ماشین مجازی برای آغاز عملیات مهاجرت لازم است.
Changed Block Tracking (CBT)		×
vSphere Flash Read Cache (vFRC)		×	نوشتن داده های موجود بر روی کش بر روی داده های قدیمی دیسک می تواند موجب خرابی یا از دست دادن داده شود
vMotion	√		پشتیبانی فقط برای Oracle RAC صورت گرفته است و محدودیت 8 هاست را دارد

محدودیتها

• هنگام استفاده از حالت multi-writer دیسک مجازی حتما باید در حالت eager zeroed thick باشد و نمی تون از حالت zeroed thick یا thin provisioned استفاده کرد. برای اطلاعات بیشتر به این لینک مراجعه کنید: https://kb.vmware.com/s/article/1033570
• برای اضافه کردن hot دیسک مجازی باید فلگ رو موقتا بردارید.
• وقتی در حال استفاده از حالت multi-writer هستید ماشین های مجازی نباید به کنترلرهای NVMe متصل باشند.
• از vSphere 6.7 Update 1 به بعد ماشین ها با دیسک هایی با ویژگی multi-writer فعال می توانند بیشتر از 8 هاست را پشتیبانی کنند. برای فعالسازی این قابلیت شما باید ویژگی VMFS3/GBLAllowMW را فعال کنید.

VMware vSphere Virtual Volumes

نگرانی های بسیاری درباره استفاده از مجازی سازی برای سرویس پایگاه داده در بیزنس هایی با داده های چند ترابایتی وجود دارد. (مشکلات زیادی همانند تاخیرهای لایه CPU در محاسبه و یا استفاده نادقیق از منابع گزارش داده شده) از جمله موارد زیر:

• بیزنس هایی با پایگاه داده های حساس و با حجم بالا و قابل افزایش با SLA بالا جهت حفط پرفورمنس
• پایگاه داده ها با رشد سایز بالا که در طول زمان حجم بک آپ های آنها به سرعت افزایش پیدا می کند
• محیط هایی که به طور منظم نیاز به گرفتن کلون و رفرش پایگاه داده از محیط عملیاتی به محیط آزمون و یا محیط توسعه دارند. حجم دیتابیس های بالا برای کلون گیری یا رفرش شدن بین محیط های مختلف نیازمند راهکارهای بهینه تر است.
• پایگاه داده با حساسیت های مختلف نیازمند ذخیره سازهایی با پرفورمنس ها و ویژگی های مختلف هستند.
• مشکلات در نسخه های قدیمی VMFS دلیل خوبی برای استفاده از RDM بودند ولی اکثر این مشلات رفع شده اند و دیگر وجود ندارند.

یک چلنج بزرگ برای بک آپ از دیتابیس های چند ترابایتی است. همچنین ورود حجم زیادی از دیتا در بازه زمانی کم نیز چالش بزرگی محسوب می گردد. در کل امکان گرفتن بک آپ های full از پایگاه داده های چند ترابایتی در Vmware وجود ندارد.

3 نوع سطح بندی متفاوت برای گرفتن بک آپ از دیتابیس اوراکل در vSphere وجود داره:

• سطح اپلیکیشن (برای مثال استفاده از RMAN)
• سطح vSphere (برای مثال استفاده از VMware snapshotها)
• سطح ذخیره ساز (برای مثال استفاده از اسنپ شات ها در لایه ذخیره ساز، سینک و یا تقسیم دیسک ها و تکنلولوژیهای مشابه در برندهای مختلف سخت افزار)

راه حل های بک آپ مثل ORACLE RMAN و بک آپ از SQLها ارائه شده توسط دیتابیس اوراکل برای بک آپ بهترین سطح گارانتی شده برای گرفتن بک آپ هستند. اما در اغلب موارد سریعترین راه حل را ارئه نمی کنند.

گرفتن snapshot از ماشین مجازی به صورت لحظه ای راه حل بک آپ گیری ایده آل تری شاید باشند اما مشکلاتی را نیز به همراه دارند به عنوان مثال در هنگام پاک کردن یک snapshot از ماشین مجازی با لود کاری بالا امکان متوقف شدن و یا هنگ کردن ماشین مجازی برای مدت طولانی وجود دارد. (http://kb.vmware.com/kb/1002836)

در این لحظه حتی اگر ماشین متوقف نشود این اقدام می تواند تاثیر منفی بر روی پرفورمنس ماشین مجازی بگذارد.

در بین این 3 سطح شاید بتوان گفت snapshotهای گرفته شده توسط لایه ذخیره ساز بی دردسرترین و سریعترین راه حل ممکن هستند اما متاسفانه گرفتن snapshot توسط لایه ذخیره ساز توسط لایه مجازی ساز قابل کنترل نیست بنابراین هیچ جزییاتی از این اقدام در لایه مجازی ساز قابل شناسایی و پیگیری نیست.

یک بک آپ ایده آل از نظر شرکت Vmware برای پایگاه داده های اوراکل (به غیر از بک آپ در سطح اپلیکیشن) با لود کاری بسیار ادغام 3 سطح پشتیبان گیری باهم است برای 2 سطح زیر شرکت VMware راهکار ادغام ارائه داده است:

• باید بتوان عملیات backup و clone گیری از ماشین را در لایه مجازی ساز ایجاد کرد.
• باید با سریعترین حالت ممکن snapshotهای فوری برپایه تکنولوژی های ذخیره ساز ایجاد کرد.

تکنولوژی VMware vSphere Virtual Volumes یک تکنولوژی و راه حل شرکت VMware برای این ادغام است.

برای اطلاعات بیشتر به لینک محصول مراجعه کنید:

https://www.vmware.com/products/vsphere/virtual-volumes.html

استفاده از VMware vSAN

vSAN یک راه حل نرم افزاری ذخیره سازی کاملا سازگار برای ایجاد یک زیرساخت ذخیره ساز (SAN) کاملا مجازی است، vSAN یک معماری نرم افزاری کامل برای ارائه زیرساخت مجازی SAN به صورت کامل به جهت استفاده در سرورهای مجازی است. این زیرساخت با گروه بندی دیسک های لوکال ماشین های سخت افزاری ارائه یک زیرساخت کامل را با استفاده از انواع دیسک های SSD به جهت استفاده به عنوان کش خواندن/ نوشتن و انواع دیسک های لوکال را ارائه می کند.

vSAN می تواند فقط از دیسک های SSD یا دیسک های 15k و یا فقط از یک گروه دیسک و یا ترکیبی از آنها به جهت ارائه زیرساخت مجازی SAN استفاده کند.

vSAN از معماری دیسک های چندگانه برای راه اندازی زیرساخت استفاده می کند که به جهت دستیابی به پرفورمنس بالا از دیسک های مبتنی بر فلش باری کش کردن داده و از باقی دیسک ها برای ذخیره سازی پایدار داده استفاده می کند. ادمین ها می توانند ویژگی های ذخیره سازی را همانند ظرفیت، سرعت و در دسترس پذیری را به عنوان یک پالیسی در سطح هر VMDK مشخص نمایند.این پالیسی ها به صورت داینامیک می توانند بهینه شوند بسته به لود سیستم و ماشین مجازی از منابع کمتر یا بیشتری استفاده کنند.

دیتابیس اوراکل به صورت single instance و cluster یا(RAC) می توانند بر روی vSAN راه اندازی شوند. به جهت دسترسی به پرفورمنس مطلوب شرکت VMware توصیه کرده کارشناس storage بر فرآیند راه اندازی این زیرساخت نظارت داشته باشد.

VMware در مقابل Oracle - ذخیره سازی - قسمت دوم

تکنولوژی VMware vSphere Flash Read Cache

قابلیت VMware vFRC از VMware VSPhere نسخه 5.5 به ESXi اضافه شد. vFRC یک بخشی از زیرساخت ذخیره ساز هاست ESXi است که برای مدیریت سخت افزارهای ذخیره ساز به شکل flash که به صورت لوکال به سرور اتصال پیدا کرده اند مورد استفاده قرار می گیرد. این سخت افزارها می توانند شامل انواع مختلفی باشند (فلش کارت های قابل اتصال به سرور، انواه هاردهای SSD به شکل SAS و SATA) زیرساخت فلش vSphere به عنوان یک بازوی کمکی از تمام منابع سخت افزاری معرفی شده به عنوان یک منبع واحد در صورت نیاز استفاده می کند در این فرآیند خواندن از دیسک های اصلی به شدت کاهش پیدا می کند.

زیرساخت فلش ساخته شده توسط vSphere برای 2 هدف می تواند استفاده شود:

• استفاده از کش برای درخواست های IO ماشین های مجازی
• ذخیره سازی فایلهای SWAP ماشین هاست ESXi

Raw Device Mapping

هایپروایزر Vmware همچنین از RDM پشتیبانی می کند. RDM قابلیت دسترسی ماشین مجازی را به صورت مستقیم به هارد دیسک local و یا دسترسی به LUNهای SAN از طریق فیبر نوری یا iSCSI را ممکن می کند. RDM از طریق ایجاد یک لینک در فایل VMFS به صورت پراکسی دسترسی ماشین را به سخت افزار ممکن می کند. فایلهای مپ ایجاد شده دسترسی به فضاهای ارائه شده توسط سخت افزار را ممکن می کنند.

فایل های مپ دیوایس های خام نیستند اونها در حقیقت ارجاع هایی برای پیکربندی صحیح ماشین مجازی هستند.

پیکربندی RDM به 2 شیوه ممکن است:

Virtual compatibility mode

در این حالت به صورت کامل مجازی سازی در ایجاد مپ بین دستگاه ذخیره ساز و ماشین مجازی پیشتیبانی می گردد، حالت virtual مزایای زیادی رو برای VMFS ها میاره مثل advanced file locking برای data protection و استفاده از snapshotها

Physical compatibility mode

در این حالت شما به اکثر ویژگی های سخت افزار خود به صورت مستقیم دسترسی دارید. Vmkernel تمام دستورات ارسالی سیستم عامل به SCSI را برای سخت افزار ذخیره ساز ارسال می کند که البته همین موضوع می توان تمام اطلاعات لایه سخت افزار ذخیره ساز شما را برای ماشین مجازی مهمان افشا کند.

مقایسه VMFS و RDM

برای تصمیم گیری در مورد این موضوع که فایل های دیتای پایگاه داده شما بر روی VMFS ایجاد شوند و یا بر روی RDM شما نیازی به مقایسه سرعت در محیط خود نیستید.

البته این موضوع خیلی مهم است که شما کدام شیوه دسترسی را برای ارتباط اپلیکیشن خود با سخت افزار خود انتخاب می کنید. انتخاب دسترسی صحیح سرعت و کارایی اپلیکیشن شما را تا حد بالایی در اپلیکیشن های enterprise افزایش می دهد.

این موضوع توسط تست های بسیار توسط Vmware تایید شده است که نتیجه سرعت بر روی VMFS یا همان RDM مجازی با RDM فیزیکی تقریبا در بیشتر حالات عمومی یکسان است:

 دریافت فایل (performance_char_vmfs_rdm)

شرکت Vmware به شدت استفاده از VMFS را توصیه می کند اما ممکن است در حالاتی نیاز به RDM باشد برخی از تفاوت های VMFS و RDM را گردآوری کردیم تا انتخاب مناسبتری برای پروژه خود داشته باشید:

(همچنین برای بحث کاملتر در مورد این موضوع به مستند زیر مراجعه کنید.)

 دریافت (vsphere-esxi-vcenter-server-storage-guide) 

VMFS	RDM
هر فضا می تواند میزبان چندین ماشین مجازی باشد (یا به صورت اختصاصی فقط به یک ماشین مجازی اتصال یابد.)	مپ کامل فضای هر LUN یا فضا به حداقل یک ماشین مجازی ممکن است
دارای ابزارهای سیاست گذاری ساده جهت افزایش فضای ذخیره سازی و دارای انعطاف پذیری و مدیریتی بیشتر	به طور معمول همیشه نیازمند LUNهای بیشتر برای افزایش فضا هستید و حداکثر توان بهره برداری از 256 LUN را دارید
به طور کامل از از کلاستر کردن هایی که نیازمند رزرو در iSCSI نیستد پشتیبانی می کند. یکی از موارد عدم پشتیبانی Oracle RAC است. برای پشتیبانی از این حالات باید flag مرتبط multi-writer غیرفعال گردد. https://kb.vmware.com/s/article/1034165	به شکل مرسوم تکنولوژی RDM جهت پشتیبان گیری های لایه پایین توسط نرم افزارهای خارجی و ابزارهای replication در سطح بلاک نیاز است
پایین بودن سرعت در عملیات multi write توسط چندین ماشین و امکان ایجاد data corruption	تکنولوژی RDM جهت مهاجرت آسان یک دیتابیس فیزیکی به ماشین مجازی بسیار کمک کننده است. همچنین در صورت درخواست تیم ساپورت اوراکل به آسانی قابلیت مهاجرت از ماشین مجازی به ماشین فیزیکی وجود دارد.
قابلیت جا به جایی نود ها بین ماشین ها در کلاستر اوراکل	قابل استفاده برای Microsoft Cluster Server و Oracle Cluster