VxRail với Kiến trúc lưu trữ vSAN Express (ESA)

Kiến trúc Lưu trữ vSAN Express: Kỷ nguyên Mới. Có thể nói, với những cải tiến vượt bậc về hiệu suất mà VMware đang tuyên bố (bài viết về hiệu suất VxRail với vSAN ESA của tôi sẽ được đăng vào tháng tới) và những thay đổi lớn về khả năng của các dịch vụ dữ liệu được cung cấp trong vSAN ESA, điều quan trọng cần hiểu là đây là bước tiếp theo trong quá trình phát triển của vSAN, chứ không phải là kết thúc. Kiến trúc Lưu trữ Gốc (OSA) của vSAN đã liên tục phát triển kể từ khi ra mắt lần đầu tiên vào năm 2014. Kiến trúc Lưu trữ vSAN 8.0 Express chỉ là một bước tiến nhỏ nữa trên hành trình phát triển đó – có lẽ là một bước nhảy vọt. Một bước nhảy vọt mà VxRail sẽ cùng thực hiện.

vSAN OSA được thiết kế vào thời điểm mà đĩa quay là chuẩn mực, flash đắt tiền, bộ xử lý đa lõi hai chữ số là sản phẩm mới và mạng 10Gbit dành cho đường truyền chuyển mạch chứ không phải máy chủ. Kể từ đó, đã có những thay đổi đáng kể trong phần cứng cơ bản, mà vSAN đã được hưởng lợi và tận dụng trong suốt quá trình phát triển. Quay trở lại hiện tại, đĩa quay được sử dụng để lưu trữ, NVMe tương đối rẻ, bộ xử lý 96 lõi đã có, mạng 25Gb là mặc định hoàn toàn mới với mạng 100Gb có sẵn với mức phí bảo hiểm nhỏ. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi thấy VMware tối ưu hóa vSAN để khai thác toàn bộ tiềm năng của phần cứng mới nhất, mở khóa các khả năng mới, hiệu quả cao hơn và hiệu suất cao hơn. Liệu đây có phải là hồi kết cho vSAN OSA? Hoàn toàn không! Cả hai kiến trúc đều là một phần của vSAN 8.0, với OSA nhận được một số cải tiến. Cải tiến thú vị nhất trong số đó là Tăng dung lượng bộ đệm ghi từ 600GB lên 1,6TB cho mỗi nhóm đĩa. Điều này không chỉ làm tăng hiệu suất mà còn cải thiện tính nhất quán của hiệu suất.

Trước khi bạn hào hứng với những cải thiện về hiệu suất và các tính năng mới mà việc nâng cấp lên vSAN ESA sẽ mang lại cho cụm VxRail của bạn, hãy lưu ý một điều quan trọng. vSAN ESA hiện vẫn chỉ là giải pháp hoàn toàn mới. Điều này được thực hiện để cho phép vSAN ESA khai thác tối đa tiềm năng của phần cứng và giao thức máy chủ mới nhất, mang đến các tính năng và hiệu suất mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của doanh nghiệp đối với cơ sở hạ tầng CNTT hiện nay.

Ngoài việc chỉ dành cho người mới bắt đầu, vSAN ESA còn có những yêu cầu phần cứng đặc biệt. Để bạn có thể bắt đầu ngay trong năm mới này với vSAN ESA, chúng tôi đã nâng cấp VxRail E660N và P670N với cấu hình đáp ứng hoặc vượt trội hơn các yêu cầu khác biệt đáng kể của vSAN ESA, cho phép bạn tự tin mua hàng:

Sáu thiết bị TLC NVMe sử dụng hỗn hợp 3,2TB hoặc 6,4TB
32 lõi
RAM 512GB
Hai cổng NIC 25Gb, khuyến nghị 100Gb để đạt hiệu suất tối đa. Đúng vậy, vSAN ESA sẽ làm bão hòa một cổng mạng 25Gb. Và đúng vậy, bạn có thể kết nối nhiều cổng mạng 25Gb, nhưng chênh lệch giá (bao gồm cả switch và cáp) giữa mạng quad 25Gb và dual 100Gb lại nhỏ đến bất ngờ.

Và đúng như bạn mong đợi, VxRail Manager đã được đào tạo và đang hoạt động trơn tru cùng bạn. Khi triển khai, VxRail Manager sẽ nhận dạng cấu hình mới này, triển khai cụm theo các thông lệ tốt nhất của vSAN ESA và kiểm tra khả năng tương thích, đồng thời thực hiện các bản cập nhật trong tương lai với các Trạng thái Xác thực Liên tục (Continuous Validated States).

Nhưng phần cứng chỉ là một nửa câu chuyện. Những gì VMware đã làm với vSAN để tận dụng lợi thế của bối cảnh phần cứng được cải thiện đáng kể mới là chìa khóa. vSAN ESA kế thừa những thành quả mà OSA đã đạt được, tái sử dụng phần lớn dữ liệu, nhưng tối ưu hóa đường dẫn dữ liệu để tận dụng phần cứng hiện tại. Những thay đổi về kiến trúc này diễn ra ở hai nơi: một hệ thống tệp có cấu trúc nhật ký mới và một trình quản lý đối tượng và cấu trúc dữ liệu có cấu trúc nhật ký được tối ưu hóa. Bài đăng trên blog của Pete Koehler , “Giới thiệu về Kiến trúc Lưu trữ vSAN Express” , đã giải thích điều này một cách rõ ràng và súc tích – và tốt hơn nhiều so với những gì tôi có thể làm. Điều tôi thấy thú vị nhất là những thay đổi này đã tạo ra một nghịch lý lưu trữ với mã hóa xóa hiệu suất cao cùng các dịch vụ dữ liệu có giá trị cao:

Hình 1. Hệ thống tệp có cấu trúc nhật ký – xử lý dữ liệu được tối ưu hóa

Các dịch vụ dữ liệu như nén và mã hóa diễn ra ở lớp cao nhất, giảm thiểu sự khuếch đại quy trình và giảm mức sử dụng bộ xử lý và mạng. Nói cách khác, các dịch vụ dữ liệu được thực hiện một lần, và khối lượng dữ liệu được mã hóa và nhỏ hơn sẽ được gửi qua mạng để ghi lên nhiều máy chủ.
Hệ thống tệp có cấu trúc nhật ký nhanh chóng tiếp nhận dữ liệu, đồng thời sắp xếp dữ liệu thành một lần ghi toàn dải (full stripe write). Điểm mấu chốt ở đây là việc ghi toàn dải. Thông thường, với mã hóa xóa, một lần ghi một phần dải được thực hiện. Điều này dẫn đến việc đọc-sửa-ghi, gây ra chi phí hiệu năng mà chúng ta thường liên tưởng đến RAID5 và RAID6. Do đó, việc ghi toàn dải cho phép tận dụng tối đa hiệu suất của mã hóa xóa RAID5/6 với hiệu suất của sao chép RAID1.
Ảnh chụp nhanh cũng được hưởng lợi từ hệ thống tệp có cấu trúc nhật ký, với các thao tác ghi được ghi vào các vùng lưu trữ mới và các con trỏ siêu dữ liệu theo dõi dữ liệu nào thuộc về ảnh chụp nhanh nào. Thay đổi này cho phép Ảnh chụp nhanh gốc có khả năng mở rộng, hiệu suất cao , tương thích với các giải pháp sao lưu VDAP của bên thứ ba hiện có ^và vSphere Replication.

Liệu điều này có nghĩa là chúng ta vừa được ăn bánh vừa được hưởng lợi không ? Chắc chắn là vậy, nhưng hãy xem bài viết tiếp theo của tôi, nơi chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về những kết quả tuyệt vời từ quá trình thử nghiệm chuyên sâu của nhóm VxRail Performance.

Quay lại với nửa phần cứng của câu chuyện. Đừng để chi phí của ổ đĩa NVMe sử dụng hỗn hợp khiến bạn sợ vSAN ESA. TCO của ESA thực sự thấp hơn OSA. Có một vài điều nhỏ góp phần vào điều này, không có bộ điều khiển SAS và không có thiết bị bộ nhớ đệm chuyên dụng. Tuy nhiên, do RAID-5/6 của ESA có Hiệu suất của RAID-1 , cần ít dung lượng hơn, mang lại khả năng tiết kiệm chi phí đáng kể. Theo truyền thống, hiệu suất và phản chiếu yêu cầu dung lượng gấp đôi, nhưng ESA RAID6 có thể mang lại hiệu suất tương đương, với dung lượng khả dụng cao hơn 33% và khả năng phục hồi tốt hơn khi không chịu được lỗi hai. Ngay cả các cụm nhỏ cũng được hưởng lợi từ ESA với RAID5 thích ứng , có sơ đồ đặt dữ liệu 2+1 để sử dụng trên các cụm có ít nhất ba nút. Khi các cụm nhỏ này phát triển vượt quá năm nút, vSAN ESA sẽ điều chỉnh vị trí đặt dữ liệu RAID5 2+1 đó thành vị trí đặt dữ liệu RAID5 4+1 hiệu quả hơn.

Hình 2. So sánh vSAN OSA và ESA trên các chính sách lưu trữ khác nhau về hiệu suất và hiệu quả

Cuối cùng, ESA sở hữu một con át chủ bài với khả năng nén chi tiết và tiết kiệm tài nguyên hơn, được tuyên bố là ” cải thiện lên đến 4 lần so với kiến trúc lưu trữ ban đầu “. Yêu cầu phần cứng tối thiểu của ESA có vẻ cao, nhưng hãy nhớ rằng chúng được thiết kế để cho phép ESA mang lại hiệu suất cao mà nó có thể đạt được. Khi chạy cùng khối lượng công việc hiện tại trên cụm VxRail với vSAN OSA trên cụm VxRail với vSAN ESA, mức tiêu thụ tài nguyên sẽ thấp hơn đáng kể – giải phóng tài nguyên cho các máy ảo bổ sung và khối lượng công việc của chúng.

Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các đồng nghiệp tiếp thị kỹ thuật tại VMware vì rất nhiều blog, video và tài liệu tuyệt vời mà họ đã cung cấp. Tôi đã liên kết đến một số bài viết ở trên, nhưng bạn có thể tìm thấy tất cả tài liệu vSAN ESA của họ tại core.vmware.com/vsan-esa , bao gồm cả phần Câu hỏi thường gặp rất chi tiết và loạt video Nền tảng Kiến trúc vSAN được cập nhật trên YouTube.

Kiến trúc Lưu trữ vSAN Express là một bước tiến vượt bậc cho các quản trị viên trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới và sẽ thu hút ngày càng nhiều người tham gia vào thế giới cơ sở hạ tầng siêu hội tụ. vSAN ESA trên VxRail cung cấp giải pháp hiệu quả và an toàn nhất để khách hàng tận dụng công nghệ mới này. Kỷ nguyên mới đã bắt đầu, và nó sẽ rất thú vị.