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# VergeOS vSAN 分层架构和数据分布

## 概述

VergeOS vSAN 采用一种复杂的块级架构，构成其分布式存储系统的基础。该架构可在整个存储基础设施中实现高效的数据分发、高可用性和最佳性能。

## 相关文档

* [横向扩展指南](/plan-and-deploy/zh/shi-shi-zhi-nan/scale-out-nodes.md) - 通过添加节点扩展容量的详细说明
* [扩展 vSAN](/knowledge-base/zh/storage-vsan/scaling-up-a-vsan.md) - 在现有节点上增加资源的指南

## 块级操作

### 数据块管理

* **块创建**:
  * 虚拟机磁盘被划分为多个块
  * 为每个块分配唯一的加密哈希
  * 块大小经过优化，以兼顾性能和效率
  * 元数据跟踪块之间的关系和位置

### 基于哈希的分布

* **块标识**:
  * 每个数据块都会获得一个加密哈希值
  * 哈希作为该块的唯一标识符
  * 用于位置映射和重复数据删除
* **分布算法**:
  * 块根据哈希值进行分布
  * 确保在可用节点之间均匀分布
  * 防止存储系统中的热点
  * 促进高效的数据检索

## 数据分发架构

### 主存储

* **块放置**:
  * 每个块的主副本存储在最优节点上
  * 放置由基于哈希的算法确定
  * 考虑存储层级要求
  * 针对性能和容量进行优化

### 主存储

* **访问模式**:
  * 读取优先采用单副本访问以提高效率
  * 系统默认从主副本读取
  * 如果主副本缓慢或无响应，则自动从冗余副本读取
  * 当位于同一节点时，通过读取本地冗余副本进行优化
  * 写入操作始终同时更新主副本和冗余副本
  * 根据需要自动重新分布

### 数据访问

* **读取操作**:
  * 通过哈希快速查找块位置
  * 智能源选择：
    * 优先使用主副本
    * 当位于同一节点时使用本地冗余副本
    * 如果主副本无响应，则切换到冗余副本
  * 针对最小网络流量进行优化
  * 通过感知本地性实现性能优化
* **写入操作**:
  * 生成新块哈希
  * 同时更新主副本和冗余副本
  * 确保副本之间的写入一致性
  * 元数据更新
  * 一致性维护

### 冗余存储

* **冗余管理**:
  * 保留次级副本以保护数据
  * 分布在不同节点上
  * 自动同步副本
  * 可配置的冗余级别
* **故障切换处理**:
  * 自动切换到冗余副本
  * 对应用和虚拟机透明
  * 节点故障期间立即可用
  * 自愈能力

## 哈希映射功能

### 核心组件

* **哈希映射结构**:
  * 将块哈希映射到物理位置
  * 维护块元数据
  * 跟踪冗余副本
  * 处理版本控制
* **位置跟踪**:
  * 实时块位置更新
  * 高效的查找机制
  * 针对大规模系统优化
  * 支持动态重新分布

## 跨节点分布

### 分布机制

* **节点管理**:
  * 动态添加和移除节点
  * 自动重新平衡
  * 工作负载分配
  * 资源优化
* **数据流**:
  * 节点间通信协议
  * 高效的数据传输
  * 带宽优化
  * 延迟管理

## 性能优化

### 数据访问优化

* **缓存**:
  * 块级缓存管理
  * 常访问数据优化
  * 缓存一致性维护
  * 性能加速
* **I/O 路径**:
  * 优化的读写路径
  * 最少跳数路由
  * 直接块访问
  * 降低延迟

### 效率特性

* **去重**:
  * 块级重复数据删除
  * 基于哈希的标识
  * 空间效率
  * 性能影响管理

{% hint style="info" %}
**压缩**

VergeOS vSAN 不会对存储数据执行内联压缩。压缩仅在站点之间通过网络同步数据时应用，以优化带宽使用。
{% endhint %}

## 系统弹性

### 容错性

* **节点故障**:
  * 自动故障检测
  * 立即故障切换
  * 维持数据可访问性
  * 启动恢复
* **网络问题**:
  * 路径冗余
  * 选择替代路径
  * 通信可靠性
  * 性能维持

### 数据完整性

* **块验证**:
  * 持续完整性检查
  * 哈希验证
  * 损坏检测
  * 自动启动修复
* **一致性维护**:
  * 事务一致性
  * 数据一致性
  * 版本控制
  * 同步管理

## 扩展考虑事项

### 横向扩展（扩展规模）

* **添加节点**:
  * 无缝集成新节点
  * 为实现冗余，每个集群至少需要两个节点
  * 新节点必须匹配现有集群配置：
    * 处理器类型
    * 内存配置
    * 物理磁盘驱动器配置
  * 保持 N+1 冗余以实现高可用性
  * 自动数据重新分布
  * 性能优化
  * 容量扩展
* **集群扩展**:
  * 线性可扩展性
  * 如果没有匹配的节点，可选择创建新集群
  * 每个新集群至少需要两个匹配节点
  * 资源优化
  * 性能维持
  * 均衡分布

### 纵向扩展（扩容）

* **资源增强**:
  * 存储容量增加：
    * 要求在所有集群节点上增加相同数量的驱动器
    * 保持均衡的存储分布
  * 内存扩展：
    * 关机前需要先进入维护模式
    * 确保工作负载平稳迁移
  * 性能提升
  * 能力扩展
  * 效率优化

{% hint style="info" %}
**重要**

请咨询我们的 [支持](/overview/zh/support-and-services.md) 团队，以确定适合您特定环境的最佳扩展策略。
{% endhint %}

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