vSAN 8.0, Express Storage Architecture

vSAN 8.0

Status: [Product] vSphere

vSAN Express Storage Architecture

등장 배경

• NVMe 기반의 플래시 장치의 보급화 (evolution of hardware)

Overview & Architecture

![Untitled]

• Single Tier Architecture
• 앞으로도 계속 증가하는 Flash device에 대한 수요를 충족하기 위해 개발됨
• networking throughput과 bandwidth에서의 증가
• CPU와 Memory capacity 증가

참고) 기존 vSAN Architecture

![Untitled]

Feature details

• 간소화된 storage device 프로비저닝
• Processed I/O에 대해 적어지는 CPU usage
• RAID 1의 성능으로 RAID5나 RAID6를 채택 가능
• Data compression 4배 이상
• 최소한의 성능 임팩트로 snapshot 생성

기존 feature와 달라진점

• vSAN ESA Cluster를 생성하는 경우 disk group을 생성할 필요가 없음
  • 기존 OSA 의 경우, caching device와 capacity device를 묶어 disk group으로 생성했으나, ESA 구조에서는 필요하지 않음
  • 단순히 vSAN Datastore의 구성이 될 device들만 모두 선택하면 됨
  • caching mecanism이 없는가? → 그건 아님 (vSAN ESA에서는 모든 device가 capacity에 contribute하며, 모든 device가 performance에 contribute)
  • 만약 한 device에 장애가 발생하더라도, 해당 device에 저장된 것 외에는 다른 어떤 것에도 영향을 미치지 않음 (기존 OSA에서는 해당 device가 속한 disk group에 영향을 미침)
• Caching disk가 없어졌는데도 performance를 보장하는 이유
  1. Log structured file system의 도입
     • Log structured file system은 write 병합을 지원하고, I/O를 빠르게 ack하는 것을 가능하게 함
     • Data의 direct compression (이제 default, policy를 통해 disable 가능함)
     • “leg” 용량에 대한 전체 Stripe을 패키징함

  2. Capacity Leg와 Performance Leg의 도입

     

     | | Performance Leg | Capacity Leg | | — | — | — | | RAID 구성 | RAID 1으로 구성됨 | - 주로 RAID5나 6구성 (RAID 1도 가능) | | | | |

     • Capacity Leg의 도입으로 적용이 RAID5 구성이 적용하기 쉬워짐 (고객은 RAID5 구성을 딱 3host부터 6host 이상으로 구성할 수 있음)
       • 3~5 host 인 경우 : 2(data component)+1(parity) 설정
       • 6+ host 인 경우: 4(data component) + 1 (parity) 설정 (기존 : 4+2)
• Data compression 옵션이 Default임
  • Data compression이 top에서 일어나서 compression cost가 낮기 때문에 압축 푼 과정이 필요없음
  • VM 별로 압축 여부 지정 가능
  • write가 일어날때, network 로 전송되는 블록 자체가 이미 compressed 되어 목적지에 전달되는 것이고, 바로 저장됨
• Snapshot을 생성할 때 vSAN이 분산된 Object를 생성하지 않음 (snapshot은 현재 object layout 내에 존재함)
  • 성능 개선
  • Snapshot을 많이 생성할 때 개체 수가 급증하지 않음

기존 feature에서 개선된 점

• Logical cache capacity는 기존 600GB에서 1.6TB로 증가됨
• 8:1 수준으로 data compression
• encryption
  • encryption이 top에서 일어나서 Data-at-rest(저장된 데이터)와 Data-in-transit(네트워크를 흐르는 데이터) encryption을 바로 접근가능
  • Cluster 레벨에서 encryption을 활성화한다는 점은 동일함
• Snapshot 성능 개선 중 consolidation (병합) 할 때 테스트 시 100배의 속도 개선이 있었음. Snapshot consolidation과 생성 모두에서 normal IO또한 속도 개선
• Networking 관점에서의 개선
  • resync 속도 향상
  • virtual machine I/O 속도 향상
  • compression의 도입으로 잔여 bandwidth가 늘어남

기존 feature에서 유지되는 점

• vSAN Original Storage Architecture(OSA)는 여전히 존재할 예정
• vSAN OSA가 사라지지 않는 대신 사용자는 vSAN Cluter 생성 시 ESA or OSA중에서 선택하게 됨
• Cluster 레벨에서 encryption enable

Reference

https://core.vmware.com/blog/introduction-vsan-express-storage-architecture