Niveles de almacenamiento
El modelo de niveles de almacenamiento de VergeOS: 5 niveles de carga de trabajo más el nivel de metadatos Tier 0, reglas de asignación de discos y planificación de capacidad.
El modelo de niveles de almacenamiento de VergeOS
VergeOS vSAN organiza el almacenamiento físico en 5 niveles de carga de trabajo (1–5) más un nivel de metadatos dedicado (Nivel 0), cada uno diseñado para una clase específica de carga de trabajo o tipo de datos. Esta arquitectura por niveles permite a las organizaciones equilibrar rendimiento, capacidad y costo aprovisionando discos virtuales de VM en el nivel más adecuado para el perfil de su carga de trabajo.
Nivel 0 — Metadatos
Índice del sistema de archivos de vSAN y mapas de dispositivos por nivel. Requerido en los nodos controladores. No es una caché — exclusivamente metadatos.
Niveles 1–3 — Rendimiento
Niveles NVMe y SSD para cargas intensivas en escritura, mixtas y optimizadas para lectura, respectivamente.
Niveles 4–5 — Capacidad
Niveles HDD para servidores de archivos, destinos de respaldo, archivos de cumplimiento y almacenamiento en frío.
A diferencia de las plataformas de almacenamiento que usan un único grupo con movimiento de datos en segundo plano, VergeOS ofrece a los administradores un control explícito sobre dónde residen los datos. Usted elige el nivel al aprovisionar un disco de VM, y los datos permanecen en ese nivel durante toda la vida útil del disco virtual.
Especificaciones de los niveles
La siguiente tabla resume el tipo de hardware, el propósito y los casos de uso típicos de cada nivel:
0
NVMe de alta resistencia
metadatos de vSAN
Índice del sistema de archivos, mapas de dispositivos por nivel — requeridos en los nodos controladores
1
SSD NVMe de alta resistencia
Cargas de trabajo intensivas en escritura
Bases de datos de alto rendimiento, registros de transacciones, aplicaciones con mucha escritura
2
SSD de gama media
Cargas de trabajo mixtas de lectura/escritura
VM de uso general, cargas de trabajo de aplicaciones mixtas, desarrollo/pruebas
3
SSD optimizados para lectura
Cargas de trabajo intensivas en lectura
Entrega de contenido, repositorios de aplicaciones, datos de referencia
4
HDD de alta capacidad
Capacidad masiva
Servidores de archivos, destinos de respaldo, datos de acceso poco frecuente
5
HDD de grado de archivo
Almacenamiento en frío / archivo
Archivos de cumplimiento, retención a largo plazo, datos regulatorios
Nivel 0: El nivel de metadatos
El Nivel 0 merece atención especial porque es fundamentalmente diferente de los niveles de carga de trabajo. Almacena solo metadatos de vSAN — el índice del sistema de archivos y los mapas de dispositivos por nivel a partir de los cuales se deriva la ubicación de los bloques. No hay una tabla central que rastree las ubicaciones de los bloques o los recuentos de referencias: la ubicación se calcula a partir del hash de contenido de cada bloque frente a los mapas de dispositivos, y los recuentos de referencias se reconstruyen mediante el vSAN Walk.
Guía de dimensionamiento: Asigne aproximadamente 5 GB de capacidad de Nivel 0 por cada 1 TB de almacenamiento utilizable (mínimo) o 10 GB por 1 TB (recomendado) en todos sus niveles de carga de trabajo. Use unidades NVMe empresariales con clasificación para 3 DWPD o equivalente (es decir, TBW). Mantenga siempre al menos 30% de espacio libre en el Nivel 0 para evitar presión de metadatos.
Requisitos de hardware: Use unidades NVMe de grado empresarial con un mínimo de 3 DWPD (Drive Writes Per Day) de resistencia. Las unidades NVMe de consumo no son compatibles con el Nivel 0 en entornos de producción.
Niveles de carga de trabajo (1–5)
Los niveles 1 al 5 almacenan datos reales de VM. No todas las implementaciones necesitan los cinco niveles de carga de trabajo: muchos entornos de producción usan solo dos o tres. Los números de nivel son un sistema de clasificación: los números más bajos indican mayor rendimiento (y normalmente mayor costo por GB), mientras que los números más altos indican mayor capacidad (a menor costo por GB).
Patrones comunes de implementación:
Todo flash: Nivel 0 (metadatos) + Nivel 1 o 2 (todas las cargas de trabajo de VM)
Híbrido: Nivel 0 (metadatos) + Nivel 2 (VM de rendimiento) + Nivel 4 (servidores de archivos, respaldos)
Multinivel: Nivel 0 (metadatos) + Nivel 1 (bases de datos) + Nivel 2 (VM de uso general) + Nivel 4 (recursos compartidos de archivos) + Nivel 5 (archivo)
Comportamiento del nivel preferido
Al crear o modificar un disco virtual de VM, se establece un Nivel preferido. La mayoría de las implementaciones lo dejan en el valor predeterminado del sistema, que se puede configurar en Sistema > Configuración del sistema > Nivel predeterminado de unidad de VM. Si el nivel especificado no existe en el clúster:
Se solicita un nivel superior al disponible: El sistema selecciona el siguiente nivel superior (más lento). Por ejemplo, solicitar el Nivel 3 en un sistema con Nivel 1 y Nivel 4 da como resultado la colocación en el Nivel 4.
Se solicita un nivel inferior al disponible: El sistema selecciona el siguiente nivel inferior (más rápido). Por ejemplo, solicitar el Nivel 3 en un sistema con Nivel 1 y Nivel 2 da como resultado la colocación en el Nivel 2.
Este comportamiento de reserva garantiza que las VM siempre puedan aprovisionarse, incluso si el nivel exacto solicitado no está presente.
Sin jerarquización automática
Este es uno de los conceptos más importantes que hay que entender sobre el almacenamiento de VergeOS:
Concepto crítico: sin movimiento automático de datos
VergeOS no NO realiza niveles automáticos de caliente/frío basados en los patrones de acceso. No existe movimiento de datos basado en políticas. Los datos permanecen en su nivel aprovisionado a menos que un administrador cambie el nivel preferido del disco, lo que activa una migración en vivo, en segundo plano y en línea, sin tiempo de inactividad. La asignación de nivel es una decisión administrativa.
Este diseño es intencional y ofrece varias ventajas:
Rendimiento predecible — Las cargas de trabajo obtienen características de E/S consistentes porque sus datos nunca migran inesperadamente a medios más lentos
Planificación de capacidad sencilla — La capacidad de cada nivel solo es consumida por cargas de trabajo aprovisionadas explícitamente
Sin sobrecarga en segundo plano — No hay un motor de niveles que consuma CPU, memoria o ancho de banda de E/S para analizar y mover datos
Modelado de costos claro — Los costos de almacenamiento se asignan directamente a los niveles aprovisionados
Para cambiar la ubicación en niveles de una carga de trabajo, un administrador debe mover manualmente el disco virtual de la VM a un nivel diferente. Esta es una decisión operativa deliberada, no un proceso automatizado.
Reglas de asignación de unidades
Asignar correctamente las unidades físicas a los niveles es esencial para un vSAN saludable. Siga estas reglas al configurar el almacenamiento:
Regla 1: los nodos controladores necesitan el Nivel 0
Los nodos controladores deben tener al menos una unidad de Nivel 0. El Nivel 0 contiene el índice del sistema de archivos de vSAN y los mapas de dispositivos por nivel (metadatos), que son administrados por los nodos controladores. Los nodos de escalado horizontal y los nodos solo de almacenamiento aportan niveles de carga de trabajo (1–5) pero no alojan el Nivel 0; el Nivel 0 vive solo en los nodos controladores (Nodos 1–2 para N+1, Nodos 1–3 para N+2).
El Nivel 0 es obligatorio — vSAN almacena allí su índice del sistema de archivos y sus mapas de dispositivos, por lo que vSAN no puede montarse ni funcionar sin él. Por eso los nodos controladores deben tener unidades de Nivel 0 instaladas antes de poder usar cualquier nivel de carga de trabajo; el sistema no tiene un estado operativo de "sin Nivel 0" con el que lidiar.
Regla 2: unidades consistentes dentro de un nivel
Todas las unidades dentro de un nivel deben ser de tipo, capacidad y rendimiento similares. Si agrega una unidad de un tamaño diferente a un nivel existente, el nivel solo podrá usar la capacidad de la unidad más pequeña en el nivel. No se recomienda mezclar unidades NVMe y SATA en el mismo nivel.
Regla 3: mismo número de unidades en todos los nodos
Para una distribución equilibrada de datos y un rendimiento óptimo, cada nodo de almacenamiento debe tener el mismo número de unidades por nivel. Por ejemplo, si el Nodo 1 tiene dos unidades de Nivel 2, el Nodo 2 también debería tener dos unidades de Nivel 2 del mismo tipo y capacidad.
Regla 4: distribución entre nodos por nivel
Cada nivel abarca todos los nodos participantes en el almacenamiento. La distribución de bloques, las copias de redundancia y el equilibrio de carga de E/S operan de forma independiente dentro de cada nivel. Esto significa:
Un fallo en las unidades de Nivel 4 no afecta al Nivel 1 ni al Nivel 2
Un fallo en un nivel no afecta la redundancia en otros niveles — la redundancia de cada nivel se controla de forma independiente. El nivel de redundancia de todo el clúster (N+1 o N+2) se aplica de manera uniforme a todos los niveles.
La capacidad y el rendimiento escalan de forma independiente por nivel
Escalado del almacenamiento
vSAN admite dos enfoques de escalado, y cada nivel puede escalarse de forma independiente:
Escalado vertical (scale up)
Agregue más unidades a los nodos existentes dentro de un nivel. Esto aumenta la capacidad y el rendimiento agregado de ese nivel sin agregar nuevo hardware.
Requisitos clave para escalar verticalmente:
Asegúrese de que vSAN tenga al menos 30% de capacidad libre antes de agregar unidades (a menos que esté duplicando el número de unidades)
Las nuevas unidades deben coincidir con el tipo, la capacidad y el rendimiento de las unidades existentes en el nivel
Agregue la misma cantidad de unidades a cada nodo de almacenamiento para mantener una distribución equilibrada
Tome una instantánea del sistema antes de comenzar el proceso de escalado vertical
Siga la SOP de escalado vertical de vSAN para el procedimiento completo
Escalado horizontal (scale out)
Agregue nuevos nodos al clúster. Esto aumenta simultáneamente la capacidad, los recursos de cómputo y el ancho de banda agregado de E/S.
Requisitos clave para escalar horizontalmente:
Los nuevos nodos deben tener la misma configuración de unidades que los nodos existentes para cada nivel
La conectividad de red (Core Fabric) debe verificarse antes de agregar el nodo
El nuevo nodo se instala mediante USB y se une al clúster existente
Después de unirse, vSAN comienza automáticamente a distribuir datos al nuevo nodo
Siga la Guía de escalado horizontal de vSAN para el procedimiento completo
Matriz de decisión de escalado
Aumento de capacidad
Solo por nivel
Todos los niveles + cómputo
Aumento de rendimiento
Moderado (más discos giratorios)
Significativo (más nodos)
Recursos de cómputo
Sin cambios
CPU + RAM adicionales
Dominio de fallo
Sin cambios
Mejor distribución
Complejidad
Menor
Mayor
Caso de uso típico
Quedarse sin capacidad en un nivel
Se necesita más capacidad total
Planificación de capacidad
La planificación proactiva de la capacidad evita la degradación del rendimiento y garantiza que vSAN opere dentro de parámetros saludables.
Umbrales de espacio libre recomendados
Nivel 0
30%+
La presión de metadatos afecta a todas las operaciones de E/S en todo el sistema
Niveles 1–3
20–30%
Los niveles de rendimiento necesitan margen para las operaciones de deduplicación y las escrituras
Niveles 4–5
15–20%
Los niveles de capacidad necesitan margen para la retención de instantáneas
Métricas clave para supervisar
Supervise estas métricas en el panel de almacenamiento de VergeOS para mantener un funcionamiento saludable de los niveles:
Utilización de capacidad por nivel — Siga la tendencia a lo largo del tiempo para predecir cuándo será necesario escalar
Rendimiento de E/S (IOPS y latencia) — Identifique los niveles que pueden estar limitando las cargas de trabajo
Ratios de deduplicación — Comprenda el ahorro de capacidad efectiva frente a la bruta por nivel
Tasas de error de las unidades — Advertencia temprana de fallos inminentes de las unidades
Estado de reconstrucción — Supervise el progreso de autorreparación después de reemplazar unidades
Requisitos de RAM
vSAN requiere RAM dedicada para las operaciones de almacenamiento. Planifique 1 GB de RAM por cada 1 TB de almacenamiento bruto (mínimo) o 1,5 GB por 1 TB (recomendado) en cada nodo participante en el almacenamiento. Esta RAM es consumida por el host de VergeOS y no está disponible para las VM.
Integración con instantáneas y clones
Los niveles de almacenamiento interactúan con las capacidades de instantáneas y clones de vSAN de formas importantes:
Las instantáneas tienen en cuenta el nivel — Una instantánea de una VM con un disco de Nivel 2 hace referencia a bloques en el Nivel 2. Los metadatos de la instantánea se registran en el Nivel 0, pero los bloques de datos permanecen en su nivel original.
Los clones hacen referencia al mismo nivel — Cuando clona una VM, el clon inicialmente hace referencia a los mismos bloques de datos en el mismo nivel. Las nuevas escrituras del clon consumen espacio en el mismo nivel que el original.
La deduplicación opera por nivel — El motor de deduplicación basado en hash funciona en todos los datos dentro de cada nivel, proporcionando ahorro de espacio que se controla e informa de forma independiente por nivel.
La replicación está optimizada para el ancho de banda — Durante la replicación de sincronización entre sitios, solo se transmiten los bloques únicos (teniendo en cuenta la deduplicación), y se aplica compresión al flujo de transferencia para reducir el ancho de banda de WAN.
Puntos clave
Modelo de niveles
5 niveles de carga de trabajo (1–5) más un nivel de metadatos dedicado (Nivel 0); Niveles 1–3 = rendimiento (NVMe/SSD); Niveles 4–5 = capacidad (HDD)
Sin jerarquización automática
Los datos permanecen en el nivel aprovisionado — sin motor de migración caliente/frío
Nivel preferido
Se establece por disco de VM; recurre al nivel disponible más cercano si el nivel solicitado no está presente
Reglas de unidades
Unidades similares por nivel, cantidades iguales entre nodos, los nodos controladores necesitan el Nivel 0
Escalado
Vertical (agregar unidades) u horizontal (agregar nodos) — cada nivel escala de forma independiente
Planificación de capacidad
Más del 30% libre en el Nivel 0, 20–30% en los niveles de carga de trabajo, 1 GB de RAM por cada 1 TB de almacenamiento bruto
Integración de instantáneas
Las instantáneas tienen en cuenta el nivel; la deduplicación opera por nivel; la replicación está optimizada para el ancho de banda
Siguientes pasos
Con una comprensión de cómo se organizan y gestionan los niveles de almacenamiento, el siguiente tema trata el acceso al almacenamiento a nivel de archivo: Servicio NAS y recursos compartidos
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