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计算机工程应用技术
基于VMware vSAN 集群节点损坏的数据恢复研究
张宇
(北亚企安科技(北京)有限公司，北京100094)
摘要：为了解决VMware vSAN 集群中某些节点意外损坏导致集群中部分虚拟机无法正常使用问题，提出了一种基于vSAN
集群中损坏节点元数据和现有节点元数据重新恢复用户损坏数据的方法。在vSAN 集群中某个节点的缓存硬盘或容量硬盘损坏率达到策略上限时，或vSAN 集群出现突然断电、网络故障等特殊情况时，导致vSAN 节点宕机无法正常使用时可启用此恢复方法。通获取宕机节点中缓存硬盘中的缓存链表及容量硬盘中组件相关信息来确认用户损坏数据的范围，并根据包含用户损坏数据的现存节点中的相关信息进行重建，进而实现对损坏虚拟机的恢复。实验结果表明，经该方法在vSAN 集群节点损坏硬盘时或节点不可用时，可恢复用户丢失的重要数据，并且恢复的概率相当高。关键词：VMware vSAN 集群；节点损坏；数据恢复中图分类号：TP3
文献标识码：A
文章编号：1009-3044(2020)01-0272-02
开放科学(资源服务)标识码(OSID)：
1VMware vSAN 集群介绍
VMware vSAN 是企业级存储虚拟化软件，可以理解为软件定义的基于服务器集群搭建的分布式存储。
分布式可以将数据、IO 访问分散到多个节点，让整个存储系统随着节点的增多容量和性能线性增加。
VMware vSAN 的设计目标是为了解决VMware 传统集群模式下共享存储无法灵活扩展的问题。随着企业应用产生的数据越来越多，因此对存储容量的要求也越来越大，并且在面临的可扩充性问题和性能方面的压力也越来越大。VMware vSAN 在兼容VMware 传统模式集群的功能基础之上、在伸缩性和可靠性方面进行了大量改进，最大的优点是突破了VMware 传统模式集群不可横向扩展的功能。1.1VMware vSAN 集群结构
VMware vSAN 聚合本地本或直接连接数据存储设备，并创建在vSAN 集群的所有主机之间共享的单个存储池。VMware vSAN 消除了对外部共享存储的需求，并简化了存储配置和虚拟机配置。VMware vSAN 是ESXi 虚拟机管理程序中包含的分布式软件层，它与VMware vSphere 完全集成。VMware vSAN 支持需要共享存储的VMware vSphere 功能，例如高可用性(HA)，vMotion 和分布式资源调度程序(DRS)。VM 存储策略使您可以定义虚拟机存储要求和功能。VMware vSAN 群集中的每个主机都可以为群集提供存储。这些存储设备组合在一起以创建单个VMware vSAN 数据存储。混合VMware vSAN 集群使用SSD(闪存硬盘)硬盘作为缓存层，使用HDD(机械硬盘)硬盘作为容量层。全闪存的VMware vSAN 群集将SDD 硬盘设备用于缓存层和容量层。该体系结构创建了专为虚拟环境设计的闪存优化，弹性共享数据存储。VMware vSAN 集群架构图如图1
所示。
图1VMware vSAN 集群架构图
1.2VMware vSAN 集群存储过程
VMware vSAN 集群的每个节点中必须包含一个或多个磁
盘组，磁盘组是为vSAN 集群提供性能和容量的主机和物理设备组上的物理存储容量单元。磁盘组必须由一块SSD 硬盘和一块或多块HDD 硬盘组成。用于缓存的磁盘设备不能在磁盘组之间共享，也不用于其他目的，单个缓存设备必须专用于单个磁盘组，在混合集群中，SSD 硬盘用于缓存层，HDD 硬盘用于存储容量层。VMware vSAN 集群的可用容量是每个节点磁盘组中容量层大小的集合，缓存容量不计算在可用容量内。
vSAN 集群以灵活的数据容器也就是对象形式存储并管理数据，在vSAN 集群中对象的类型分为四种，名称空间对象、交换空间对象、虚拟磁盘对象及虚拟磁盘快照对象。对象又由多个组件组成，并且vSAN 集群给对象组件设计了不同的存储策略来提高读写对象数据的性能及安全性，对象的组件才是
收稿日期：2019-10-05
基金项目：国家重点研发计划重点项目“物证检验质量保证与量值溯源关键技术研究”(2018YFC080730
5)作者简介：张宇(1978—)，男，山西人，本科，从事有损大容量存储数据重组分析技术研究与系统开发研究。
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