vSAN / VergeFS : stockage défini par logiciel

Comprendre comment le vSAN de VergeOS (VergeFS) fournit un stockage distribué défini par logiciel avec une architecture hiérarchisée, une distribution des données basée sur le hachage et une redondance auto-réparatrice.

Qu’est-ce que vSAN / VergeFS ?

vSAN (réseau de stockage virtuel), aussi appelé VergeFS, est le système de stockage distribué défini par logiciel intégré à chaque déploiement VergeOS. Il regroupe les disques physiques (ou virtuels) de tous les nœuds participant au stockage dans une ressource de stockage unique et partagée pour l’ensemble du système.

Aucun SAN externe, NAS ou logiciel de stockage tiers n’est requis. vSAN est intégré directement à la plateforme VergeOS et fonctionne au niveau bloc, en fournissant du stockage pour tous les disques de VM, instantanés, images ISO et métadonnées système.

Caractéristiques clés :

• Architecture au niveau bloc — Les disques des VM sont divisés en blocs, chacun identifié par un hachage adressable par contenu
• Distribué sur les nœuds — Les blocs de données sont répartis sur tous les nœuds participant au stockage dans le cluster
• Stockage par niveaux — Le niveau 0 est réservé aux métadonnées de vSAN ; les niveaux 1 à 5 sont des niveaux de stockage des charges de travail qui vous permettent d’associer le type de support aux exigences de la charge de travail
• Déduplication en ligne — L’identification des blocs par hachage permet une déduplication automatique sur tous les niveaux
• Auto-réparation — Détection automatique des pannes et basculement vers des copies redondantes. La reconstruction est initiée par l’opérateur (disque de secours ou remplacement matériel) ; les Journal Walks répliquent ensuite à nouveau les blocs manquants à partir des copies redondantes. L’auto-réparation fonctionne dans la limite du niveau de redondance configuré (N+1 ou N+2) ; les pannes qui dépassent la redondance (par exemple, la perte simultanée de plus de nœuds que le système ne peut en tolérer) peuvent entraîner des réparations bloquées nécessitant une intervention manuelle et l’implication du support

Pont VMware

Si vous venez du modèle cache + capacité de vSAN et des politiques de stockage par VM ? VergeFS utilise 5 niveaux de charge de travail (T1 à T5) plus 1 niveau de métadonnées (Niveau 0), effectue la déduplication en ligne sur tous les niveaux par défaut, applique un seul réglage de redondance à l’échelle du système (N+1/N+2) et prend en charge les déploiements HCI et UCI. La compression ne s’applique que lors de la réplication de synchronisation de site — pas au repos.

Pont Nutanix

Si vous venez de l’architecture DSF de Nutanix et de son architecture CVM par nœud ? VergeFS s’exécute comme un service OS intégré — pas de CVM séparée, pas de surcharge CPU/RAM par nœud. Il utilise 5 niveaux de charge de travail (T1 à T5) plus 1 niveau de métadonnées (Niveau 0), sans déplacement automatique entre chaud et froid, un seul réglage de redondance N+1/N+2 à l’échelle du système, une déduplication en ligne permanente, et prend en charge les déploiements HCI et UCI.

Le système de niveaux

Le vSAN de VergeOS organise les disques en niveaux numérotés de 0 à 5. Chaque niveau est conçu pour une classe différente de support de stockage et de profil de charge de travail. Lors de l’installation, chaque disque physique est affecté à un niveau spécifique, et cette affectation détermine la manière dont le disque est utilisé par le système.

Niveau 0 : Métadonnées

• Matériel: SSD NVMe à haute endurance
• Rôle: Stocke exclusivement l’index du système de fichiers vSAN et les métadonnées internes
• Exigence clé: Le niveau 0 réside uniquement sur les nœuds contrôleurs — nœuds 1 à 2 pour N+1, ou nœuds 1 à 3 pour N+2
• Bonne pratique: Utilisez des disques NVMe d’entreprise certifiés pour 3 DWPD (Drive Writes Per Day) ou l’équivalent (c’est-à-dire que si vous n’avez besoin que de 500 Go pour les métadonnées vSAN, un disque plus grand de 2 To certifié à 1 DWPD offre une endurance totale d’écriture comparable) ; conservez au moins 30 % d’espace libre sur le niveau 0

Niveaux 1 à 5 : Données de charge de travail

Niveau	Matériel	Rôle	Cas d’usage typiques
Niveau 1	SSD NVMe à haute endurance	Charges de travail intensives en écriture	Bases de données haute performance, journaux de transactions
Niveau 2	SSD de milieu de gamme	Charges de travail équilibrées en lecture/écriture	VM polyvalentes, applications mixtes, environnements de développement
Niveau 3	SSD optimisés pour la lecture	Charges de travail intensives en lecture	Diffusion de contenu, dépôts d’applications, données de référence
Niveau 4	Disques durs à grande capacité	Données moins fréquemment consultées	Serveurs de fichiers, cibles de sauvegarde
Niveau 5	Disques durs de qualité archivage	Stockage à froid et conservation à long terme	Archives de conformité, archives de sauvegarde

Tous les déploiements n’utilisent pas nécessairement les cinq niveaux de charge de travail. Une configuration de production courante pourrait n’utiliser que le niveau 1 (NVMe pour les charges sensibles aux performances) et le niveau 4 (HDD pour la capacité). Le playground Terraform n’utilise que les niveaux 0 et 1.

Pont VMware

VMware vSAN dispose de niveaux cache + capacité et utilise des politiques de stockage par VM (FTT, largeur de striping, codage d’effacement). VergeOS utilise 6 niveaux explicites et aucune politique par VM — choisissez le niveau au moment du provisionnement du disque, et la redondance (N+1/N+2) est définie à l’échelle du système.

Pont Nutanix

Nutanix AOS organise les données en conteneurs de stockage au sein d’un pool de stockage et utilise le moteur de hiérarchisation intelligente (ILM) pour déplacer les blocs entre SSD et HDD en fonction des schémas d’accès. VergeOS ne déplace pas les données entre les niveaux — les disques sont attribués à l’installation et les données restent là où elles ont été écrites, ce qui privilégie un placement explicite et des performances prévisibles.

Comment les données sont distribuées

vSAN utilise un algorithme de distribution basé sur le hachage pour répartir les blocs de données sur tous les nœuds du cluster. Voici comment cela fonctionne :

Création des blocs et hachage

1. Lorsqu’une VM écrit des données, vSAN divise l’écriture en blocs de données
2. Chaque bloc se voit attribuer un hachage adressable par contenu qui sert d’identifiant unique
3. Le hachage détermine à la fois l’emplacement de stockage du bloc et permet la déduplication — si deux blocs produisent le même hachage, une seule copie est stockée

Distribution entre nœuds

Les blocs de données sont distribués sur plusieurs nœuds du cluster plutôt que stockés sur un seul nœud. Cette conception offre :

• Performances équilibrées — La charge d’E/S est répartie sur tous les nœuds participant au stockage
• Tolérance aux pannes — Aucun nœud unique ne détient toutes les copies d’un ensemble de données
• Montée en charge efficace — L’ajout d’un nœud étend automatiquement le pool de stockage et déclenche un rééquilibrage

Chemins de lecture et d’écriture

Lectures :

• Le système recherche l’emplacement du bloc via la table de hachage du niveau 0
• Les lectures privilégient la copie principale pour des raisons d’efficacité
• Si la VM s’exécute sur le même nœud qu’une copie redondante, vSAN lit la copie locale afin de minimiser le trafic réseau
• Si la copie principale est lente ou ne répond pas, vSAN bascule automatiquement vers la copie redondante

Écritures :

• Les nouveaux blocs sont hachés et placés sur le nœud optimal
• Les copies principale et redondante sont écrites simultanément
• L’écriture n’est validée qu’une fois les deux copies confirmées
• Les métadonnées du niveau 0 sont mises à jour pour suivre l’emplacement du nouveau bloc

Redondance et auto-réparation

vSAN conserve plusieurs copies de chaque bloc de données pour protéger contre les pannes matérielles. Le niveau de redondance — également appelé le Facteur de réplication (RF) — est configuré au niveau du système et s’applique par niveau. Le RF est simplement le nombre de copies conservées : RF2 (N+1) conserve 2 copies, RF3 (N+2) en conserve 3.

Niveaux de redondance

Fonctionnalité	N+1 (RF2) — Par défaut	N+2 (RF3)
Copies des données	2	3
Pannes simultanées tolérées	1 nœud	2 nœuds
Nœuds contrôleurs minimum	2	3
Nœuds recommandés	3	5
Surcharge de stockage (avant déduplication)	~2×	~3×

• N+1 (RF2) est le réglage par défaut et convient à la plupart des environnements de production
• N+2 (RF3) est disponible pour les charges de travail ultra-critiques ou les sites distants où le remplacement du matériel est lent
• Le niveau de redondance est généralement défini lors de l’installation et s’applique à l’échelle du système
• Une panne n’affecte que le niveau où se trouvent les disques défaillants — les autres niveaux restent pleinement opérationnels

Processus d’auto-réparation

Lorsqu’un nœud ou un disque tombe en panne, vSAN bascule automatiquement vers les copies redondantes — les VM continuent de fonctionner sans interruption, mais le niveau affecté opère avec une redondance réduite. Le rétablissement d’une redondance complète est piloté par l’opérateur : soit il lance une réparation sur un disque de secours dédié, soit il remplace le disque (ou le nœud) défaillant, et la reconstruction démarre à partir de là :

1. Détection — vSAN détecte automatiquement la panne du disque ou du nœud ; le changement de topologie déclenche un Parcours complet du journal qui revérifie la redondance sur le niveau affecté
2. Basculement — Les lectures et écritures sont redirigées vers des copies redondantes sans interruption des VM
3. Redondance réduite — Le niveau affecté fonctionne sans redondance complète jusqu’à l’intervention d’un opérateur
4. Reconstruction — Un opérateur lance soit une réparation sur un disque de secours dédié, soit remplace le disque/nœud défaillant. vSAN réplique alors à nouveau les blocs affectés pour restaurer la redondance complète

Qu’est-ce qu’un Journal Walk ?

Un Journal Walk est le parcours en arrière-plan d’un niveau de stockage par vSAN, qui reconstruit les comptes de références des blocs (qui ne sont jamais stockés de façon persistante), vérifie la redondance et déclenche les réparations nécessaires. Il s’exécute sous trois formes : un Parcours complet (déclenché au démarrage du contrôleur ou par un changement de topologie tel qu’une panne de disque/nœud ou l’ajout/la suppression d’un nœud), un Parcours mixte (lorsqu’un nœud autre que le contrôleur actif redémarre), et un parcours de routine Parcours différentiel. Sur le tableau de bord des niveaux vSAN, le en cours indicateur signale qu’un parcours est en cours et Avancement du parcours affiche son pourcentage. Voir Comprendre l’état des niveaux vSAN / Journal Walks pour le détail complet.

Pont VMware

Si vous venez des politiques de stockage par VM de vSAN (FTT, largeur de striping) et de la reconstruction automatique basée sur les délais d’attente ? VergeOS utilise un seul réglage de redondance à l’échelle du système (N+1 ou N+2) et rétablit la redondance sur action de l’opérateur — lancez une réparation sur un disque de secours dédié ou remplacez le matériel défaillant.

Pont Nutanix

Si vous venez du Facteur de réplication par conteneur de Nutanix et du rééquilibrage piloté par Curator ? VergeOS utilise un seul réglage N+1 ou N+2 à l’échelle du système et rétablit la redondance sur action de l’opérateur — lancez une réparation sur un disque de secours dédié ou remplacez le matériel défaillant.

Attribution des disques en pratique

Lors de l’installation de VergeOS, chaque disque physique est attribué à un niveau vSAN spécifique. L’installateur utilise les YC_DRIVE_LIST et YC_VSAN_TIER_LIST variables (définies de manière interactive pendant l’installation) pour associer les disques aux niveaux.

Règles d’attribution

• Placement du niveau 0: Le niveau 0 réside uniquement sur les nœuds contrôleurs — nœuds 1 à 2 pour N+1, ou nœuds 1 à 3 pour N+2
• Les disques d’un même niveau doivent être de type et de caractéristiques de performance similaires
• Lors d’une montée en capacité (ajout de disques), ajoutez un nombre égal de disques sur tous les nœuds dans le cluster pour maintenir une distribution équilibrée
• Lors d’une extension horizontale (ajout de nœuds), les nouveaux nœuds doivent correspondre à la configuration matérielle du cluster existant (CPU, mémoire, disposition des disques)

Exemple : configuration HCI à 2 nœuds

Dans le déploiement le plus simple du bac à sable Terraform, chaque nœud contrôleur dispose de :

Disque	Niveau	Rôle
1× NVMe (petit)	Niveau 0	Métadonnées — table de hachage vSAN et index du système de fichiers
1× NVMe (grand)	Niveau 1	Données de charge de travail — disques de VM, instantanés, ISO

Les deux nœuds contribuent leurs disques au même pool vSAN. Avec la redondance N+1 (par défaut), chaque bloc écrit sur le niveau 1 du nœud 1 a une copie redondante sur le nœud 2, et inversement.

Fonctionnalités vSAN supplémentaires

Déduplication en ligne

Comme chaque bloc de données est identifié par son hachage cryptographique, vSAN détecte automatiquement les blocs dupliqués. Si deux VM (ou deux régions au sein du même disque de VM) écrivent des données identiques, une seule copie de ce bloc est stockée. Cela fonctionne en ligne — pendant le chemin d’écriture — sans tâche ni planification de déduplication distincte.

Chiffrement

vSAN prend en charge le chiffrement AES-256 au repos, configuré lors de l’installation initiale. Les clés de chiffrement peuvent être stockées sur des clés USB (branchées sur les deux premiers nœuds contrôleurs) ou saisies manuellement au démarrage. Toutes les données sur tous les niveaux sont chiffrées de manière transparente.

Instantanés et clones

L’architecture au niveau bloc de vSAN permet des instantanés économes en espace — un instantané enregistre l’état de la table de hachage à un instant donné plutôt que de copier les blocs de données. Les clones référencent de la même manière les blocs existants, et n’occupent de l’espace supplémentaire que lorsque les données divergent.

Points clés

Concept	Résumé
vSAN / VergeFS	Stockage distribué intégré — aucun SAN/NAS externe requis
Niveau 0	Uniquement les métadonnées (NVMe). Réside uniquement sur les nœuds contrôleurs (1 à 2 pour N+1, 1 à 3 pour N+2).
Niveaux 1 à 5	Données de charge de travail, du NVMe haute performance au HDD d’archivage
Distribution des données	Basée sur le hachage, répartie sur tous les nœuds de stockage
Redondance	N+1 (2 copies, par défaut) ou N+2 (3 copies) — à l’échelle du système par niveau
Auto-réparation	Basculement automatique en cas de panne ; reconstruction déclenchée par l’opérateur (disque de secours ou remplacement)
Déduplication	En ligne, basée sur le hachage, sur tous les niveaux
Compression	Pas au repos — uniquement pendant la réplication de synchronisation de site

Étapes suivantes

Maintenant que vous comprenez comment VergeOS stocke les données, le prochain sujet couvre le fabric réseau qui relie tous les nœuds et transporte le trafic de réplication vSAN : Fabric principal et réseau →