Architecture en blocs du vSAN VergeOS et distribution des données

Présentation technique de l’architecture en blocs du vSAN VergeOS, couvrant la distribution des données basée sur le hachage, la gestion de la redondance, la déduplication, la distribution inter-nœuds et les stratégies de mise à l’échelle.

Vue d'ensemble

VergeOS vSAN emploie une architecture sophistiquée au niveau des blocs qui constitue la base de son système de stockage distribué. Cette architecture permet une distribution efficace des données, une haute disponibilité et des performances optimales sur l’ensemble de l’infrastructure de stockage.

Documentation connexe

• Guide de scale-out - Instructions détaillées pour ajouter des nœuds afin d’augmenter la capacité
• la procédure de mise à l’échelle d’un vSAN - Guide pour augmenter les ressources sur les nœuds existants

Opérations au niveau des blocs

Gestion des blocs de données

• Création de blocs:

  • Les disques des VM sont divisés en plusieurs blocs
  • Chaque bloc se voit attribuer un hachage cryptographique unique
  • La taille des blocs est optimisée pour la performance et l’efficacité
  • Les métadonnées suivent les relations et les emplacements des blocs

Distribution basée sur le hachage

• Identification des blocs:

  • Chaque bloc de données reçoit une valeur de hachage cryptographique
  • Le hachage sert d’identifiant unique pour le bloc
  • Utilisé à la fois pour le mappage d’emplacement et la déduplication
• Algorithme de distribution:

  • Les blocs sont distribués en fonction des valeurs de hachage
  • Assure une répartition uniforme sur les nœuds disponibles
  • Empêche les points chauds dans le système de stockage
  • Facilite une récupération efficace des données

Architecture de distribution des données

Stockage principal

• Placement des blocs:

  • La copie principale de chaque bloc est stockée sur le nœud optimal
  • Le placement est déterminé par un algorithme basé sur le hachage
  • Tient compte des exigences de niveau de stockage
  • Optimisé pour la performance et la capacité

Stockage principal

• Modes d’accès:

  • Les lectures privilégient l’accès à une seule copie pour plus d’efficacité
  • Le système lit par défaut à partir de la copie principale
  • Lit automatiquement à partir de la copie redondante si la copie principale est lente ou ne répond pas
  • Optimise la lecture à partir de la copie redondante locale lorsqu’elle se trouve sur le même nœud
  • Les opérations d’écriture mettent toujours à jour à la fois la copie principale et la copie redondante
  • Redistribution automatique selon les besoins

Accès aux données

• Opérations de lecture:

  • Recherche rapide de l’emplacement du bloc via le hachage
  • Sélection intelligente de la source :

    • Privilégie la copie principale
    • Utilise la copie redondante locale lorsqu’elle se trouve sur le même nœud
    • Bascule vers la copie redondante si la copie principale ne répond pas
  • Optimisé pour un trafic réseau minimal
  • Optimisation des performances grâce à la prise en compte de la proximité
• Opérations d’écriture:

  • Génération d’un nouveau hachage de bloc
  • Mise à jour simultanée des copies principale et redondante
  • Cohérence d’écriture garantie entre les copies
  • Mise à jour des métadonnées
  • Maintien de la cohérence

Stockage redondant

• Gestion de la redondance:

  • Des copies secondaires sont conservées pour la protection des données
  • Répartition sur différents nœuds
  • Synchronisation automatique des copies
  • Niveaux de redondance configurables
• Gestion du basculement:

  • Basculement automatique vers les copies redondantes
  • Transparent pour les applications et les VM
  • Disponibilité immédiate en cas de défaillance d’un nœud
  • Capacités d’auto-réparation

Fonctionnalité de la carte de hachage

Composants principaux

• Structure de la carte de hachage:

  • Associe les hachages de blocs à des emplacements physiques
  • Conserve les métadonnées des blocs
  • Suit les copies redondantes
  • Gère le contrôle de version
• Suivi des emplacements:

  • Mises à jour en temps réel de l’emplacement des blocs
  • Mécanismes de recherche efficaces
  • Optimisé pour les systèmes à grande échelle
  • Prend en charge la redistribution dynamique

Répartition inter-nœuds

Mécanismes de distribution

• Gestion des nœuds:

  • Ajout et suppression dynamiques de nœuds
  • Rééquilibrage automatique
  • Répartition de la charge de travail
  • Optimisation des ressources
• Flux de données:

  • Protocoles de communication inter-nœuds
  • Transfert de données efficace
  • Optimisation de la bande passante
  • Gestion de la latence

Optimisation des performances

Optimisation de l’accès aux données

• Mise en cache:

  • Gestion du cache au niveau des blocs
  • Optimisation des données fréquemment consultées
  • Maintien de la cohérence du cache
  • Accélération des performances
• Chemin d’E/S:

  • Chemins de lecture/écriture optimisés
  • Routage avec un minimum de sauts
  • Accès direct aux blocs
  • Latence réduite

Fonctionnalités d’efficacité

• Déduplication:

  • Déduplication au niveau des blocs
  • Identification basée sur le hachage
  • Efficacité de l’espace
  • Gestion de l’impact sur les performances

Compression

VergeOS vSAN n’effectue pas de compression en ligne des données stockées. La compression n’est appliquée que lors de la synchronisation des données entre sites via le réseau afin d’optimiser l’utilisation de la bande passante.

Résilience du système

Tolérance aux pannes

• Défaillances de nœuds:

  • Détection automatique des défaillances
  • Basculement immédiat
  • Maintien de l’accessibilité des données
  • Lancement de la récupération
• Problèmes réseau:

  • Redondance des chemins
  • Sélection d’un itinéraire alternatif
  • Fiabilité de la communication
  • Maintien des performances

Intégrité des données

• Validation des blocs:

  • Vérification continue de l’intégrité
  • Validation du hachage
  • Détection de corruption
  • Lancement automatique de la réparation
• Maintien de la cohérence:

  • Cohérence des transactions
  • Cohérence des données
  • Contrôle de version
  • Gestion de la synchronisation

Considérations de mise à l’échelle

Mise à l’échelle horizontale (extension)

• Ajout de nœud:

  • Intégration transparente de nouveaux nœuds
  • Nécessite au minimum deux nœuds par cluster pour la redondance
  • Les nouveaux nœuds doivent correspondre à la configuration du cluster existant :

    • Type de processeur
    • Configuration de la mémoire
    • Configuration des disques physiques
  • Maintient une redondance N+1 pour une haute disponibilité
  • Redistribution automatique des données
  • Optimisation des performances
  • Extension de capacité
• Extension du cluster:

  • Évolutivité linéaire
  • Option de créer de nouveaux clusters si des nœuds correspondants ne sont pas disponibles
  • Chaque nouveau cluster nécessite au minimum deux nœuds correspondants
  • Optimisation des ressources
  • Maintien des performances
  • Répartition équilibrée

Mise à l’échelle verticale (montée en charge)

• Augmentation des ressources:

  • Augmentation de la capacité de stockage :

    • Nécessite l’ajout du même nombre de disques sur tous les nœuds du cluster
    • Maintient une répartition équilibrée du stockage
  • Extension de la mémoire :

    • Nécessite le mode maintenance avant l’arrêt
    • Assure une migration gracieuse de la charge de travail
  • Amélioration des performances
  • Extension des capacités
  • Optimisation de l’efficacité

Important

Consultez notre équipe d’assistance pour déterminer la stratégie d’extension optimale pour votre environnement spécifique.

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