Kiến trúc cấp khối và phân phối dữ liệu của VergeOS vSAN
Tổng quan kỹ thuật về kiến trúc cấp khối của VergeOS vSAN, bao gồm phân phối dữ liệu dựa trên hash, quản lý dự phòng, chống trùng lặp, phân phối xuyên node và chiến lược mở rộng.
Tổng quan
VergeOS vSAN sử dụng một kiến trúc tinh vi ở cấp khối, nền tảng cho hệ thống lưu trữ phân tán của nó. Kiến trúc này cho phép phân phối dữ liệu hiệu quả, tính sẵn sàng cao và hiệu năng tối ưu trên toàn bộ hạ tầng lưu trữ.
Tài liệu liên quan
Hướng dẫn mở rộng theo chiều ngang - Hướng dẫn chi tiết để thêm node nhằm mở rộng dung lượng
quy trình Mở rộng quy mô một vSAN - Hướng dẫn tăng tài nguyên trên các node hiện có
Các thao tác ở cấp khối
Quản lý khối dữ liệu
Tạo khối:
Đĩa VM được chia thành nhiều khối
Mỗi khối được gán một hàm băm mật mã duy nhất
Kích thước khối được tối ưu cho hiệu năng và hiệu quả
Siêu dữ liệu theo dõi mối quan hệ và vị trí của các khối
Phân phối dựa trên hàm băm
Nhận dạng khối:
Mỗi khối dữ liệu nhận một giá trị hàm băm mật mã
Hàm băm đóng vai trò là mã định danh duy nhất cho khối
Được dùng cho cả ánh xạ vị trí và khử trùng lặp
Thuật toán phân phối:
Các khối được phân phối dựa trên các giá trị hàm băm
Đảm bảo phân phối đồng đều trên các node khả dụng
Ngăn ngừa điểm nóng trong hệ thống lưu trữ
Tạo điều kiện truy xuất dữ liệu hiệu quả
Kiến trúc phân phối dữ liệu
Lưu trữ chính
Vị trí đặt khối:
Bản sao chính của mỗi khối được lưu trên node tối ưu
Vị trí được xác định bởi thuật toán dựa trên hàm băm
Xem xét các yêu cầu về tầng lưu trữ
Tối ưu cho hiệu năng và dung lượng
Lưu trữ chính
Mẫu truy cập:
Các thao tác đọc ưu tiên truy cập một bản sao để đạt hiệu quả
Hệ thống mặc định đọc từ bản sao chính
Tự động đọc từ bản sao dự phòng nếu bản sao chính chậm/không phản hồi
Tối ưu bằng cách đọc từ bản sao dự phòng cục bộ khi ở cùng node
Các thao tác ghi luôn cập nhật cả bản sao chính và bản sao dự phòng
Tự động phân phối lại khi cần
Quyền truy cập dữ liệu
Thao tác đọc:
Tra cứu nhanh vị trí khối qua hàm băm
Lựa chọn nguồn thông minh:
Ưu tiên bản sao chính
Dùng bản sao dự phòng cục bộ khi ở cùng node
Chuyển sang bản sao dự phòng nếu bản sao chính không phản hồi
Tối ưu để giảm thiểu lưu lượng mạng
Tối ưu hiệu năng thông qua nhận biết tính cục bộ
Thao tác ghi:
Tạo hàm băm khối mới
Cập nhật đồng thời bản sao chính và bản sao dự phòng
Đảm bảo tính nhất quán ghi trên các bản sao
Cập nhật siêu dữ liệu
Duy trì tính nhất quán
Lưu trữ dự phòng
Quản lý dự phòng:
Duy trì các bản sao thứ cấp để bảo vệ dữ liệu
Phân phối trên các node khác nhau
Tự động đồng bộ các bản sao
Mức dự phòng có thể cấu hình
Xử lý chuyển đổi dự phòng:
Tự động chuyển sang các bản sao dự phòng
Trong suốt đối với ứng dụng và VM
Sẵn sàng ngay lập tức khi node bị lỗi
Khả năng tự phục hồi
Chức năng bản đồ hàm băm
Các thành phần cốt lõi
Cấu trúc bản đồ hàm băm:
Ánh xạ các hàm băm khối tới các vị trí vật lý
Duy trì siêu dữ liệu khối
Theo dõi các bản sao dự phòng
Xử lý quản lý phiên bản
Theo dõi vị trí:
Cập nhật vị trí khối theo thời gian thực
Cơ chế tra cứu hiệu quả
Được tối ưu cho các hệ thống quy mô lớn
Hỗ trợ phân phối lại động
Phân bổ liên nút
Cơ chế phân phối
Quản lý node:
Thêm và xóa node linh hoạt
Cân bằng lại tự động
Phân bổ tải công việc
Tối ưu hóa tài nguyên
Luồng dữ liệu:
Giao thức giao tiếp giữa các node
Truyền dữ liệu hiệu quả
Tối ưu hóa băng thông
Quản lý độ trễ
Tối ưu hóa hiệu năng
Tối ưu hóa truy cập dữ liệu
Bộ nhớ đệm:
Quản lý bộ nhớ đệm ở cấp khối
Tối ưu dữ liệu được truy cập thường xuyên
Duy trì tính nhất quán của bộ nhớ đệm
Tăng tốc hiệu năng
Đường dẫn I/O:
Các đường dẫn đọc/ghi được tối ưu
Định tuyến qua số bước nhảy tối thiểu
Truy cập trực tiếp khối
Giảm độ trễ
Các tính năng hiệu quả
Khử trùng lặp:
Khử trùng lặp ở cấp khối
Nhận dạng dựa trên hàm băm
Hiệu quả không gian lưu trữ
Quản lý tác động đến hiệu năng
Khả năng phục hồi của hệ thống
Khả năng chịu lỗi
Lỗi node:
Tự động phát hiện lỗi
Chuyển đổi dự phòng ngay lập tức
Duy trì khả năng truy cập dữ liệu
Khởi động khôi phục
Sự cố mạng:
Dự phòng đường dẫn
Lựa chọn tuyến thay thế
Độ tin cậy giao tiếp
Duy trì hiệu năng
Tính toàn vẹn dữ liệu
Xác thực khối:
Kiểm tra tính toàn vẹn liên tục
Xác thực hàm băm
Phát hiện lỗi hỏng
Tự động khởi động sửa chữa
Duy trì tính nhất quán:
Tính nhất quán giao dịch
Tính đồng nhất dữ liệu
Quản lý phiên bản
Quản lý đồng bộ hóa
Cân nhắc mở rộng
Mở rộng ngang (Scale out)
Thêm node:
Tích hợp liền mạch các node mới
Cần tối thiểu hai node mỗi cụm để đảm bảo dự phòng
Các node mới phải khớp với cấu hình cụm hiện có:
Loại bộ xử lý
Cấu hình bộ nhớ
Cấu hình ổ đĩa vật lý
Duy trì dự phòng N+1 để có tính sẵn sàng cao
Tự động phân phối lại dữ liệu
Tối ưu hóa hiệu năng
Mở rộng dung lượng
Mở rộng cụm:
Khả năng mở rộng tuyến tính
Tùy chọn tạo cụm mới nếu không có node phù hợp
Mỗi cụm mới yêu cầu tối thiểu hai node phù hợp
Tối ưu hóa tài nguyên
Duy trì hiệu năng
Phân phối cân bằng
Mở rộng dọc (Scale up)
Nâng cấp tài nguyên:
Tăng dung lượng lưu trữ:
Yêu cầu thêm số lượng ổ đĩa bằng nhau trên tất cả các node trong cụm
Duy trì phân phối lưu trữ cân bằng
Mở rộng bộ nhớ:
Yêu cầu vào chế độ bảo trì trước khi tắt nguồn
Đảm bảo di chuyển khối lượng công việc an toàn
Cải thiện hiệu năng
Mở rộng khả năng
Tối ưu hóa hiệu quả
Cập nhật lần cuối
Nội dung này có hữu ích không?