VSAN存储结构介绍及数据恢复方法概述

技术宅 · 发表于 2019-8-15 11:00:15

【什么是VSAN？】

VSAN是一种以vSphere内核为基础进行开发、可扩展的分布式存储架构。VSAN通过在vSphere集群主机当中安装闪存和硬盘来构建VSAN存储层，由VSAN进行控制和管理，形成一个供vSphere集群使用的统一共享存储层。
vSphere基础架构中的存储正在发生变化，传统的基于LUN的存储管理机制将存储能力应用于数据存储级别。底层存储阵列不了解虚拟化，也不了解文件系统。VMware的下一代策略驱动存储方式不再基于传统的VMFS存储卷，而是基于对象存储系统模型，基于虚拟数据存储或者分布式数据存储。

【VSAN数据存储分析】

VSAN数据存储是一个对象存储，以文件系统的形式呈现给vSphere主机，这个对象存储服务会从启用VSAN集群中的每台主机上加载卷。将他们展现为单一的、在所有节点上可见的分布式共享数据存储，VSAN简化了存储配置，对于虚拟机来说，只有一个数据存储，这个分布式数据存储来自VSAN集群中每一台vSphere主机上的存储空间。
通过磁盘组进行配置，在单独的存储实体中存储所有的虚拟机文件，这种数据存储的方式相对来说已经很安全了，但是在出现闪存盘或者是容量盘出现故障的时候，数据会往其他的节点转移，在转移的时候过程中，也有可能出现其他的故障，北亚数据恢复的工程师就解决了一个VSAN存储崩溃，虚拟机无法访问的故障。

【VSAN存储崩溃案例分析】

出现故障是四台dell的服务器组成的VSAN集群，每台服务器上两个磁盘组，一个磁盘组是一个SSD硬盘带5块SAS硬盘，SSD做闪存，SAS做容量盘，其中一个节点上的一个磁盘组中的容量盘出现故障离线，并且VSAN进行数据重构迁移。
这个时候由于停电导致数据迁移没有完成，在来电的时候，其中另外一个磁盘组中的容量盘也由两块故障离线了，导致整个数据存储出现故障，VSAN的管理控制台可以登陆，但是所有的虚拟机都无法访问了。
【VSAN存储数据恢复过程分析】
先把四个节点的所有硬盘都做个只读的镜像，包含SSD闪存盘和SAS容量盘，还有三块因故障离线的硬盘，备份完成之后，把所有的原盘都还原到服务器上，开始对镜像文件来进行分析底层数据存储结构，来确认虚拟机所在硬盘的分布信息。

因为现有的虚拟化程序没有针对VSAN的架构来恢复虚拟机的，北亚的工程师在分析底层数据存储结构的时候，也在做相应的程序开发，来测试数据分布信息的准确性。

单独分析每个节点上的两个磁盘组，看下磁盘组内的闪存硬盘和容量盘之间的对应关系，每块硬盘都有一个唯一标识进行磁盘间的对应，根据硬盘的ID信息，判读磁盘组里面的硬盘ID信息。
1、在每块硬盘上获取磁盘的UUID和磁盘组的UUID

2、根据每个磁盘组中的容量盘的组件信息获取此容量盘的组件信息

3、根据组件信息中记录的组件的MAP位置提取组件位图。

4、根据组件的位图提取组件数据和缓存数据

5、根据组件的描述信息获取组件所属对象及组件顺序，并把组件合并成对象

6、根据对象，提取数据。

【VSAN存储数据恢复结果分析】

对象也可以看成一个卷，也可以理解成是一个逻辑卷，每个存在于数据存储上的VSAN对象都是由多个组件构成，这些组件分布于集群主机上配置的磁盘组中，在恢复的过程中，组件的信息提取是关键的步骤，因为组件是每个对象的重要组成部分，本次故障组件损坏的很少，恢复出来的虚拟机都能正常启动，这次故障解决在分析组件位图和磁盘对应关系用来比较长的时间，但是最后把所有的技术难题都解决了，恢复出来的虚拟机都正常启动，圆满解决了VSAN出现故障导致数据丢失的恢复。