Speicherstufen
Das VergeOS-Speicherstufenmodell: 5 Workload-Stufen plus die Metadatenstufe Tier 0, Regeln zur Laufwerkszuweisung und Kapazitätsplanung.
Das VergeOS-Speicher-Tier-Modell
VergeOS vSAN organisiert physischen Speicher in 5 Workload-Tiers (1–5) plus ein dediziertes Metadaten-Tier (Tier 0), die jeweils für eine bestimmte Art von Workload oder Datentyp ausgelegt sind. Diese abgestufte Architektur ermöglicht es Unternehmen, Leistung, Kapazität und Kosten auszubalancieren, indem sie VM-virtuelle Datenträger auf dem für ihr Workload-Profil am besten geeigneten Tier bereitstellen.
Tier 0 — Metadaten
vSAN-Dateisystemindex und gerätebezogene Zuordnungen pro Tier. Erforderlich auf Controller-Knoten. Kein Cache — ausschließlich Metadaten.
Tiers 1–3 — Leistung
NVMe- und SSD-Tiers für schreibintensive, gemischte bzw. leseoptimierte Workloads.
Tiers 4–5 — Kapazität
HDD-Tiers für Dateiserver, Backup-Ziele, Compliance-Archive und Cold Storage.
Im Gegensatz zu Speicherplattformen, die einen einzigen Pool mit Hintergrund-Datenverschiebung verwenden, gibt VergeOS Administratoren explizite Kontrolle darüber, wo Daten gespeichert werden. Sie wählen das Tier, wenn Sie einen VM-Datenträger bereitstellen, und die Daten bleiben für die gesamte Lebensdauer des virtuellen Datenträgers auf diesem Tier.
Tier-Spezifikationen
Die folgende Tabelle fasst den Hardwaretyp, den Zweck und die typischen Einsatzszenarien der einzelnen Tiers zusammen:
0
NVMe mit hoher Haltbarkeit
vSAN-Metadaten
Dateisystemindex, gerätebezogene Zuordnungen pro Tier — erforderlich auf Controller-Knoten
1
Hochausdauer-NVMe-SSDs
Schreibintensive Workloads
Hochleistungsdatenbanken, Transaktionsprotokolle, schreibintensive Anwendungen
2
Mittelklasse-SSDs
Gemischte Lese-/Schreib-Workloads
VMs für allgemeine Zwecke, gemischte Anwendungs-Workloads, Entwicklung/Test
3
Leseoptimierte SSDs
Leselastige Workloads
Content Delivery, Anwendungs-Repositorys, Referenzdaten
4
Hochkapazitäts-HDDs
Kapazität für große Datenmengen
Dateiserver, Backup-Ziele, selten genutzte Daten
5
Archivtaugliche HDDs
Cold Storage / Archiv
Compliance-Archive, langfristige Aufbewahrung, regulatorische Daten
Tier 0: Das Metadaten-Tier
Tier 0 verdient besondere Aufmerksamkeit, da es sich grundlegend von den Workload-Tiers unterscheidet. Es speichert nur vSAN-Metadaten — den Dateisystemindex und die gerätebezogenen Zuordnungen pro Tier, aus denen die Blockplatzierung abgeleitet wird. Es gibt keine zentrale Tabelle, die Blockpositionen oder Referenzzähler verfolgt: Die Platzierung wird aus dem Inhalts-Hash jedes Blocks gegen die Gerätezuordnungen berechnet, und die Referenzzähler werden durch den vSAN Walk neu aufgebaut.
Dimensionierungsrichtlinie: Planen Sie ungefähr 5 GB Tier-0-Kapazität pro 1 TB nutzbarer Speicherkapazität (mindestens) oder 10 GB pro 1 TB (empfohlen) über alle Ihre Workload-Tiers hinweg. Verwenden Sie Enterprise-NVMe-Laufwerke mit einer Auslegung für 3 DWPD oder gleichwertig (d. h. TBW). Halten Sie stets mindestens 30 % freien Speicherplatz auf Tier 0 vor, um Metadaten-Druck zu vermeiden.
Hardwareanforderungen: Verwenden Sie NVMe-Laufwerke der Enterprise-Klasse mit mindestens 3 DWPD (Drive Writes Per Day) Haltbarkeit. Consumer-NVMe-Laufwerke werden für Tier 0 in Produktionsumgebungen nicht unterstützt.
Workload-Tiers (1–5)
Tiers 1 bis 5 speichern tatsächliche VM-Daten. Nicht jede Bereitstellung benötigt alle fünf Workload-Tiers — viele Produktionsumgebungen verwenden nur zwei oder drei. Die Tier-Nummern sind ein Rangsystem: Niedrigere Zahlen stehen für höhere Leistung (und in der Regel höhere Kosten pro GB), während höhere Zahlen eine größere Kapazität (zu niedrigeren Kosten pro GB) anzeigen.
Gängige Bereitstellungsmuster:
All-Flash: Tier 0 (Metadaten) + Tier 1 oder 2 (alle VM-Workloads)
Hybrid: Tier 0 (Metadaten) + Tier 2 (leistungsintensive VMs) + Tier 4 (Dateiserver, Backups)
Mehrstufig: Tier 0 (Metadaten) + Tier 1 (Datenbanken) + Tier 2 (allgemeine VMs) + Tier 4 (Dateifreigaben) + Tier 5 (Archiv)
Verhalten der bevorzugten Tier-Stufe
Beim Erstellen oder Ändern eines VM-virtuellen Datenträgers legen Sie eine Bevorzugte Ebenebevorzugte Tier-Stufe System > Systemeinstellungen > Standard-VM-Laufwerkstier. Wenn das angegebene Tier im Cluster nicht vorhanden ist:
Höheres Tier angefordert als verfügbar: Das System wählt das nächsthöhere (langsamere) Tier. Wenn Sie beispielsweise Tier 3 in einem System mit Tier 1 und Tier 4 anfordern, wird Tier 4 als Speicherort verwendet.
Niedrigeres Tier angefordert als verfügbar: Das System wählt das nächstniedrigere (schnellere) Tier. Wenn Sie beispielsweise Tier 3 in einem System mit Tier 1 und Tier 2 anfordern, wird Tier 2 als Speicherort verwendet.
Dieses Fallback-Verhalten stellt sicher, dass VMs immer bereitgestellt werden können, selbst wenn das exakt angeforderte Tier nicht vorhanden ist.
Kein automatisches Tiering
Dies ist eines der wichtigsten Konzepte, die Sie über den VergeOS-Speicher verstehen sollten:
Wichtiges Konzept: Keine automatische Datenverschiebung
VergeOS NICHT führt VergeOS kein automatisches Hot/Cold-Tiering auf Basis von Zugriffsmustern durch. Es gibt keine richtliniengesteuerte Datenbewegung. Daten verbleiben auf ihrem bereitgestellten Tier, es sei denn, ein Administrator ändert die bevorzugte Tier-Stufe des Datenträgers — wodurch eine Live-Hintergrundmigration online und ohne Ausfallzeit ausgelöst wird. Die Tier-Zuordnung ist eine administrative Entscheidung.
Dieses Design ist absichtlich so gewählt und bietet mehrere Vorteile:
Vorhersehbare Leistung — Workloads erhalten konsistente I/O-Eigenschaften, weil ihre Daten nie unerwartet auf langsamere Medien migrieren
Einfache Kapazitätsplanung — Die Kapazität jedes Tiers wird nur von explizit bereitgestellten Workloads verbraucht
Kein Hintergrund-Overhead — Keine Tiering-Engine, die CPU, Speicher oder I/O-Bandbreite verbraucht, um Daten zu analysieren und zu verschieben
Klare Kostenmodellierung — Die Speicherkosten lassen sich direkt den bereitgestellten Tiers zuordnen
Um die Tier-Zuordnung eines Workloads zu ändern, muss ein Administrator den VM-virtuellen Datenträger manuell auf ein anderes Tier verschieben. Dies ist eine bewusste operative Entscheidung, kein automatisierter Prozess.
Regeln für die Laufwerkszuordnung
Die korrekte Zuordnung physischer Laufwerke zu Tiers ist für ein gesundes vSAN entscheidend. Befolgen Sie diese Regeln bei der Konfiguration des Speichers:
Regel 1: Controller-Knoten benötigen Tier 0
Controller-Knoten müssen mindestens ein Tier-0-Laufwerk haben. Tier 0 enthält den vSAN-Dateisystemindex und die gerätebezogenen Zuordnungen pro Tier (Metadaten), die von den Controller-Knoten verwaltet werden. Scale-out- und reine Speicherknoten stellen Workload-Tiers (1–5) bereit, hosten aber kein Tier 0; Tier 0 befindet sich nur auf Controller-Knoten (Knoten 1–2 für N+1, Knoten 1–3 für N+2).
Tier 0 ist verpflichtend — dort speichert vSAN seinen Dateisystemindex und seine Gerätezuordnungen, sodass vSAN ohne sie nicht eingebunden oder betrieben werden kann. Deshalb müssen die Controller-Knoten vor der Nutzung eines Workload-Tiers mit Tier-0-Laufwerken ausgestattet sein; ein System hat keinen laufenden „ohne Tier 0“-Zustand, mit dem es umgehen könnte.
Regel 2: Einheitliche Laufwerke innerhalb eines Tiers
Alle Laufwerke innerhalb eines Tiers sollten ähnlichen Typs, Kapazität und Leistung. Wenn Sie einem vorhandenen Tier ein Laufwerk anderer Größe hinzufügen, kann das Tier nur die Kapazität des kleinsten Laufwerks im Tier nutzen. Das Mischen von NVMe- und SATA-Laufwerken im selben Tier wird nicht empfohlen.
Regel 3: Gleiche Laufwerksanzahl über alle Knoten hinweg
Für eine ausgewogene Datenverteilung und optimale Leistung sollte jeder Speicherknoten die gleiche Anzahl von Laufwerken pro Tier. Wenn Knoten 1 beispielsweise zwei Tier-2-Laufwerke hat, sollte Knoten 2 ebenfalls zwei Tier-2-Laufwerke desselben Typs und derselben Kapazität haben.
Regel 4: Verteilung pro Tier über mehrere Knoten
Jedes Tier erstreckt sich über alle an der Speicherung beteiligten Knoten. Blockverteilung, Redundanzkopien und I/O-Lastverteilung arbeiten innerhalb jedes Tiers unabhängig voneinander. Das bedeutet:
Ein Ausfall von Tier-4-Laufwerken beeinträchtigt Tier 1 oder Tier 2 nicht
Ein Ausfall auf einem Tier beeinflusst die Redundanz auf anderen Tiers nicht — die Redundanz jedes Tiers wird unabhängig verfolgt. Das clusterweite Redundanzniveau (N+1 oder N+2) gilt einheitlich für alle Tiers.
Kapazität und Leistung skalieren pro Tier unabhängig voneinander
Speicher skalieren
vSAN unterstützt zwei Skalierungsansätze, und jedes Tier kann unabhängig skaliert werden:
Vertikale Skalierung (Scale Up)
Fügen Sie vorhandenen Knoten innerhalb eines Tiers weitere Laufwerke hinzu. Dadurch erhöhen sich die Kapazität und der aggregierte Durchsatz dieses Tiers, ohne neue Hardware hinzuzufügen.
Wichtige Voraussetzungen für die Skalierung nach oben:
Stellen Sie sicher, dass vSAN mindestens 30 % freie Kapazität hat, bevor Sie Laufwerke hinzufügen (es sei denn, Sie verdoppeln die Laufwerksanzahl)
Neue Laufwerke müssen in Typ, Kapazität und Leistung den vorhandenen Laufwerken im Tier entsprechen
Fügen Sie die gleiche Anzahl von Laufwerken zu jedem Speicherknoten hinzu, um eine ausgewogene Verteilung beizubehalten
Erstellen Sie vor Beginn des Scale-up-Prozesses einen Systemsnapshot
Befolgen Sie die vSAN-Scale-Up-SOP für das vollständige Verfahren
Horizontale Skalierung (Scale Out)
Fügen Sie dem Cluster neue Knoten hinzu. Dadurch erhöhen sich Kapazität, Rechenressourcen und aggregierte I/O-Bandbreite gleichzeitig.
Wichtige Voraussetzungen für die Skalierung nach außen:
Neue Knoten sollten die gleiche Laufwerkskonfiguration wie die vorhandenen Knoten für jedes Tier
Die Netzwerkanbindung (Core Fabric) muss vor dem Hinzufügen des Knotens überprüft werden
Der neue Knoten wird per USB installiert und tritt dem vorhandenen Cluster bei
Nach dem Beitritt beginnt vSAN automatisch damit, Daten auf den neuen Knoten zu verteilen
Befolgen Sie die vSAN-Scale-Out-Leitfaden für das vollständige Verfahren
Entscheidungsmatrix für die Skalierung
Kapazitätszuwachs
Nur pro Tier
Alle Tiers + Rechenleistung
Leistungszuwachs
Mäßig (mehr Spindeln)
Erheblich (mehr Knoten)
Rechenressourcen
Keine Änderung
Zusätzliche CPU + RAM
Fehlerdomäne
Keine Änderung
Bessere Verteilung
Komplexität
Geringer
Höher
Typischer Anwendungsfall
Ein Tier läuft knapp
Mehr Gesamtkapazität benötigt
Kapazitätsplanung
Proaktive Kapazitätsplanung verhindert Leistungseinbußen und stellt sicher, dass vSAN innerhalb gesunder Parameter arbeitet.
Empfohlene Schwellenwerte für freien Speicherplatz
Tier 0
30%+
Metadaten-Druck wirkt sich systemweit auf alle I/O-Operationen aus
Tiers 1–3
20–30 %
Leistungstiers benötigen Puffer für Deduplizierungsoperationen und Schreibvorgänge
Tiers 4–5
15–20 %
Kapazitätstiers benötigen Puffer für die Aufbewahrung von Snapshots
Wichtige Metriken zur Überwachung
Verfolgen Sie diese Metriken im VergeOS-Speicher-Dashboard, um einen gesunden Betrieb der Tiers sicherzustellen:
Kapazitätsauslastung pro Tier — Über die Zeit trendmäßig verfolgen, um vorherzusagen, wann Skalierung erforderlich ist
I/O-Leistung (IOPS und Latenz) — Tiers identifizieren, die Workloads möglicherweise ausbremsen
Deduplizierungsraten — Effektive gegenüber rohen Kapazitätseinsparungen pro Tier verstehen
Laufwerksfehlerraten — Frühwarnung vor bevorstehenden Laufwerksausfällen
Wiederherstellungsstatus — Den Self-Healing-Fortschritt nach Laufwerksersetzungen überwachen
RAM-Anforderungen
vSAN benötigt dedizierten RAM für Speicheroperationen. Planen Sie 1 GB RAM pro 1 TB Rohspeicher (mindestens) oder 1,5 GB pro 1 TB (empfohlen) auf jedem Knoten, der am Speicher teilnimmt. Dieser RAM wird vom VergeOS-Host verbraucht und steht VMs nicht zur Verfügung.
Integration mit Snapshots und Klonen
Speicher-Tiers interagieren auf wichtige Weise mit den Snapshot- und Klonfunktionen von vSAN:
Snapshots sind tierbewusst — Ein Snapshot einer VM mit einem Tier-2-Datenträger verweist auf Blöcke auf Tier 2. Die Snapshot-Metadaten werden auf Tier 0 gespeichert, aber die Datenblöcke bleiben auf ihrem ursprünglichen Tier.
Klon verweist auf dasselbe Tier — Wenn Sie eine VM klonen, verweist der Klon zunächst auf dieselben Datenblöcke auf demselben Tier. Neue Schreibvorgänge des Klons belegen Speicher auf demselben Tier wie das Original.
Deduplizierung arbeitet pro Tier — Die hashbasierte Deduplizierungs-Engine arbeitet über alle Daten innerhalb jedes Tiers hinweg und sorgt so für Speicherersparnisse, die pro Tier getrennt erfasst und gemeldet werden.
Replikation ist bandbreitenoptimiert — Während der Site-Sync-Replikation werden nur eindeutige Blöcke übertragen (unter Berücksichtigung der Deduplizierung), und auf den Übertragungsstrom wird Komprimierung angewendet, um die WAN-Bandbreite zu reduzieren.
Wichtige Erkenntnisse
Tier-Modell
5 Workload-Tiers (1–5) plus ein dediziertes Metadaten-Tier (Tier 0); Tiers 1–3 = Leistung (NVMe/SSD); Tiers 4–5 = Kapazität (HDD)
Kein automatisches Tiering
Daten verbleiben auf dem bereitgestellten Tier — keine Hot/Cold-Migrations-Engine
Bevorzugte Tier-Stufe
Wird pro VM-Datenträger festgelegt; fällt auf das nächstverfügbare Tier zurück, wenn das angeforderte Tier nicht vorhanden ist
Laufwerksregeln
Ähnliche Laufwerke pro Tier, gleiche Anzahl über alle Knoten hinweg, Controller-Knoten benötigen Tier 0
Skalierung
Vertikal (Laufwerke hinzufügen) oder horizontal (Knoten hinzufügen) — jedes Tier skaliert unabhängig
Kapazitätsplanung
30 %+ frei auf Tier 0, 20–30 % auf Workload-Tiers, 1 GB RAM pro 1 TB Rohspeicher
Snapshot-Integration
Snapshots sind tierbewusst; Deduplizierung arbeitet pro Tier; Replikation ist bandbreitenoptimiert
Nächste Schritte
Mit dem Verständnis, wie Speicher-Tiers organisiert und verwaltet werden, behandelt das nächste Thema den Zugriff auf Speicher auf Dateiebene: NAS-Dienst & Freigaben
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