VMware vSAN 8 的一些信息

Source: Chris Mellor, VMware adds single NVMe flash tier to vSAN, August 31, 2022

NVMe SSD的流行及其更快的IO使VMware有机会重新审视vSAN的存储架构并提高其性能。

对于使用它的vSAN和超融合设备（例如戴尔的VxRail）来说，这是一个巨大的进步。

这些改进来自vSAN 8及其快速存储体系结构（ESA，Express Storage Architecture）。这是一项可选功能，因此用户可以继续使用现有的OSA（Original Storage Architecture）或选择部署ESA。这涉及经过验证的硬件和新的vSAN许可证。我们看了一下ESA的功能，看看发生了什么以及有什么价值。

起点

服务器硬件和虚拟机环境在过去10年中发生了变化，CPU内核更多，存储驱动器（NVMe SSD）更快，网络速度更快：

这既需要更改vSAN软件，也提供了进行改进的机会。

当前的vSAN OSA涉及按基于磁盘的容量层、磁盘组和SSD缓存层或缓冲区进行组织的硬盘驱动器和SSD。ESA具有针对NVMe TLC（3 bit/cell）SSD优化的单层或存储池。与OSA相比，它实际上都是缓存。

ESA介绍：

• 日志结构化文件系统（vSAN LFS, log-structured file system）

• 写入优化的日志结构化对象管理器

• 新的对象格式

LFS

LFS和对象管理器组件适合vSAN堆栈中的不同位置，如下图所示：

对象管理器由一个并行块引擎、一个键值存储和一个IO层组成：

与OSA相比，LFS可以接收更多的小型和大型IO，并将它们合并以减少堆栈中的总体IO数，如VMware图所示：

性能和容量段

（Performance and capacity legs）

ESA引入了性能段（performance leg）和容量段（capacity leg）概念，它们是数据载入过程中的各个阶段。性能段使用RAID1（镜像）方案将数据和元数据临时和快速镜像写入持久日志，并返回快速确认。容量段阶段对数据有效负载使用键：值存储，该有效负载使用合并数据的完整条带写入，从而减少了写入放大：

此容量支段通常使用RAID5或6保护方案，我们将在下面讨论，但可以使用RAID1。

数据压缩和RAID

LFS的引入伴随着VMware将压缩和加密操作移动到vSAN堆栈的较高位置，以便减少执行这些操作的频率并减少过程放大。校验和还用于减少重复处理，并且引入了具有更快，更一致性能的新快照引擎。它不会为每个快照创建新对象。快照整合速度提高了100倍，从而加快了备份速度并缩短了虚拟机的待机时间。整个vSAN 8 ESA引擎现在可以更快地处理其任务和数据。

ESA基于策略的数据压缩可以在每个虚拟机级别启用或禁用。与vSAN OSA相比，它每4KB数据块的压缩比高出4倍。

VMware表示，它使用自适应RAID-5纠删码来保证在只有3台主机的群集上节省空间，并且具有RAID-5/6纠删码的空间效率和RAID-1镜像的性能。它是动态的。当应用于具有3到5个主机的群集时，它使用2+1数据放置方案，但当应用于具有6个或更多主机的群集时，它将使用4+1数据方案。现在存储的数据消耗原始数据对象大小的1.25倍；优于RAID-1镜像方案所需的2倍和2+1方案所需的1.5倍。

以下是显示ESA优势的VMware图形：

借助vSAN 8，OSA用户将获得大幅增加的逻辑缓存缓冲区大小，从600GB跃升至最大1.6TB，从而提高工作负载性能。

使用vSAN 8 ESA需要vSAN高级或企业许可证以及经批准的Ready Nodes（服务器节点）硬件。

VMware vSAN 8 Technology Overview