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計算機工程應用技術
基于VMware vSAN 集群節點損壞的數據恢復研究
張宇
(北亞企安科技(北京)有限公司，北京100094)
摘要：為了解決VMware vSAN 集群中某些節點意外損壞導致集群中部分虛擬機無法正常使用問題，提出了一種基于vSAN
集群中損壞節點元數據和現有節點元數據重新恢復用戶損壞數據的方法。在vSAN 集群中某個節點的緩存硬盤或容量硬盤損壞率達到策略上限時，或vSAN 集群出現突然斷電、網絡故障等特殊情況時，導致vSAN 節點宕機無法正常使用時可啟用此恢復方法。通獲取宕機節點中緩存硬盤中的緩存鏈表及容量硬盤中組件相關信息來確認用戶損壞數據的范圍，并根據包含用戶損壞數據的現存節點中的相關信息進行重建，進而實現對損壞虛擬機的恢復。實驗結果表明，經該方法在vSAN 集群節點損壞硬盤時或節點不可用時，可恢復用戶丟失的重要數據，并且恢復的概率相當高。關鍵詞：VMware vSAN 集群；節點損壞；數據恢復中圖分類號：TP3
文獻標識碼：A
文章編號：1009-3044(2020)01-0272-02
開放科學(資源服務)標識碼(OSID)：
1VMware vSAN 集群介紹
VMware vSAN 是企業級存儲虛擬化軟件，可以理解為軟件定義的基于服務器集群搭建的分布式存儲。
分布式可以將數據、IO 訪問分散到多個節點，讓整個存儲系統隨著節點的增多容量和性能線性增加。
VMware vSAN 的設計目標是為了解決VMware 傳統集群模式下共享存儲無法靈活擴展的問題。隨著企業應用產生的數據越來越多，因此對存儲容量的要求也越來越大，并且在面臨的可擴充性問題和性能方面的壓力也越來越大。VMware vSAN 在兼容VMware 傳統模式集群的功能基礎之上、在伸縮性和可靠性方面進行了大量改進，最大的優點是突破了VMware 傳統模式集群不可橫向擴展的功能。1.1VMware vSAN 集群結構
VMware vSAN 聚合本地本或直接連接數據存儲設備，并創建在vSAN 集群的所有主機之間共享的單個存儲池。VMware vSAN 消除了對外部共享存儲的需求，并簡化了存儲配置和虛擬機配置。VMware vSAN 是ESXi 虛擬機管理程序中包含的分布式軟件層，它與VMware vSphere 完全集成。VMware vSAN 支持需要共享存儲的VMware vSphere 功能，例如高可用性(HA)，vMotion 和分布式資源調度程序(DRS)。VM 存儲策略使您可以定義虛擬機存儲要求和功能。VMware vSAN 群集中的每個主機都可以為群集提供存儲。這些存儲設備組合在一起以創建單個VMware vSAN 數據存儲。混合VMware vSAN 集群使用SSD(閃存硬盤)硬盤作為緩存層，使用HDD(機械硬盤)硬盤作為容量層。全閃存的VMware vSAN 群集將SDD 硬盤設備用于緩存層和容量層。該體系結構創建了專為虛擬環境設計的閃存優化，彈性共享數據存儲。VMware vSAN 集群架構圖如圖1
所示。
圖1VMware vSAN 集群架構圖
1.2VMware vSAN 集群存儲過程
VMware vSAN 集群的每個節點中必須包含一個或多個磁
盤組，磁盤組是為vSAN 集群提供性能和容量的主機和物理設備組上的物理存儲容量單元。磁盤組必須由一塊SSD 硬盤和一塊或多塊HDD 硬盤組成。用于緩存的磁盤設備不能在磁盤組之間共享，也不用于其他目的，單個緩存設備必須專用于單個磁盤組，在混合集群中，SSD 硬盤用于緩存層，HDD 硬盤用于存儲容量層。VMware vSAN 集群的可用容量是每個節點磁盤組中容量層大小的集合，緩存容量不計算在可用容量內。
vSAN 集群以靈活的數據容器也就是對象形式存儲并管理數據，在vSAN 集群中對象的類型分為四種，名稱空間對象、交換空間對象、虛擬磁盤對象及虛擬磁盤快照對象。對象又由多個組件組成，并且vSAN 集群給對象組件設計了不同的存儲策略來提高讀寫對象數據的性能及安全性，對象的組件才是
收稿日期：2019-10-05
基金項目：國家重點研發計劃重點項目“物證檢驗質量保證與量值溯源關鍵技術研究”(2018YFC080730
5)作者簡介：張宇(1978—)，男，山西人，本科，從事有損大容量存儲數據重組分析技術研究與系統開發研究。
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