vSAN 8.0

VMware Associate Solution Engineer 귀여운 백지 신입의 입장에서 떠먹여주는 morning VMware 시리즈 2탄.
지난 8월 말에 VM Explore가 있었고, 그곳에서 릴리즈된 아주 다양한 주제들이 많았지만
나는 Core SE 팀이니깐, vSAN과 vSphere 업데이트 사항과 고객사에 어떤 영향을 미칠지에 대한 고민을 하고 있는 중이다.
시리즈는 대중에게도 공개된 Tech Blog의 내용을 가지고 꾸준하게 이어질 예정이다.

이 글은 vSAN8.0의 overall한 업데이트 사항을 담았다.

vSAN Express Storage Architecture

등장 배경

• NVMe 기반의 플래시 장치의 보급화 (evolution of hardware)
  

Overview & Architecture

• 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

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 <이 내용에 관련된건 시리즈 1탄에!>

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