새로운 vSAN Express Storage Architecture(ESA)에서 RAID-1의 성능과 함께 RAID-5/6 공간 효율성을 제공하는 기능은 vSAN 고객이 성능 저하 없이 용량 사용을 개선하는 방법을 변화시킵니다. 그러나 공간 효율적인 삭제 코딩의 개선은 여기서 그치지 않습니다. vSAN 8의 ESA에는 RAID-5 사용 전용의 새로운 기능이 도입되어 고객이 vSAN 클러스터의 유효 스토리지 용량을 늘리는 동시에 관리 편의성을 높일 수 있습니다.
vSAN Original Storage Architecture에서 사용되는 RAID-5
이전 버전의 vSAN 및 vSAN 8의 OSA(Original Storage Architecture)는 3+1 체계를 통해 RAID-5 삭제 코딩을 제공했습니다. 즉, 데이터는 최소 4개의 호스트에서 3개의 데이터 비트와 1개의 패리티 비트로 구성된 스트라이프로 작성됩니다. 이 방식은 그림 1과 같이 데이터의 가용성을 유지하면서 단일 호스트 장애(FTT=1)를 허용할 수 있습니다.
기본 데이터 용량의 1.33배를 소비하는 이 방식은 데이터를 탄력적으로 저장하는 공간 효율적인 방식이었지만 성능 저하가 있었고 이를 지원하기 위해 클러스터에 최소 4개의 호스트가 필요했습니다.
ESA에 두 가지 새로운 RAID-5 삭제 코딩 체계
vSAN 8의 ESA는 위의 3+1 체계를 두 개의 새로운 RAID-5 삭제 코드로 바꿉니다.
옵션 #1: 4+1 체계에서 RAID-5를 사용하는 FTT=1
그림 2와 같이 VM의 데이터는 최소 5개의 호스트에 걸쳐 4개의 데이터 비트와 1개의 패리티 비트로 구성된 스트라이프로 기록됩니다. Primary 데이터의 1.25배만 사용하므로 성능 저하 없이 공간 효율성이 매우 높지만 데이터를 탄력적으로 저장하는 데 5개의 호스트가 필요합니다.
옵션 #2: 2+1 체계에서 RAID-5를 사용하는 FTT=1
그림 3과 같이 VM의 데이터를 최소 3개의 호스트에 걸쳐 2개의 데이터 비트와 1개의 패리티 비트로 구성된 스트라이프로 기록합니다. Primary 데이터의 1.5배 용량을 소비하여 3개의 호스트에서만 복원력이 뛰어난 데이터의 공간 효율성을 보장합니다.
2+1 체계는 기본 데이터 용량의 2배가 필요한 데이터 복원력을 위해 RAID-1 미러링에 의존하는 소규모 vSAN 클러스터의 용량 사용량을 줄일 수 있는 모든 새로운 기회를 제공합니다.
FTT=1을 사용하는 VM이 있고 RAID-1이 200TB를 소비하는 3-호스트 클러스터를 상상해 보십시오. 이 동일한 구성에서도 vSAN 8의 ESA는 RAID-5를 사용하여 FTT=1을 적용할 수 있으며 소비량은 150에 불과합니다. RAID-1의 성능으로 데이터 복원력을 보장하는 TB 스토리지입니다. 이 예에서는 스토리지 정책 변경으로 50TB의 절감 효과가 보장됩니다. ESA의 용량 대비 모든 스토리지 장치를 사용할 수 있는 능력뿐만 아니라 향상된 압축 속도 및 ESA가 제공하는 비용 절감 효과도 상당할 수 있습니다.
권장 사항: 훨씬 더 높은 수준의 복원력을 제공하려면 호스트가 7개 이상인 클러스터에서 RAID-6를 사용하여 FTT=2에서 표준화하는 것을 고려해 보십시오. vSAN ESA는 성능 저하 없이 높은 수준의 복원력과 높은 수준의 공간 효율성을 제공합니다.
Adaptive RAID-5
이 기능의 가장 창의적인 측면은 클러스터의 호스트 수에 가장 적합하도록 RAID-5 삭제 코드를 자동으로 조정하는 vSAN의 기능입니다. vSAN ESA는 사용자가 선택할 수 있는 단일 RAID-5 스토리지 정책 규칙을 제공하며 클러스터의 호스트 수를 기준으로 RAID-5 체계를 조정합니다. 또한 필요한 최소 호스트가 아니라 가능한 한 예비 장애 도메인(호스트)이 있는지 확인하기 위해 권장되는 최소 호스트별로 사용할 RAID-5 체계를 결정합니다. 그림 4의 애니메이션을 통해 RAID-5를 사용하는 스토리지 정책을 사용하는 개체의 동작을 살펴보겠습니다.
- 호스트가 6개인 클러스터. 오브젝트는 4+1 체계를 사용, 5개의 호스트에 스트라이프와 패리티를 펼치고, 여전히 회복력의 후속 호스트 관리 모드 또는 고장 조건에서 규정한 수준을 회복하기 1개의 폴트 도메인을 갖습니다.
- 클러스터가 5개의 호스트로 감소. 오브젝트는 5 호스트들을 가로질러 24시간 동안 충분한 탄력 있는 4+1 계획을 유지해 나갈 것. 그래서 적어도 1의 폴트도메인 도메인 이후 유지 보수 모드 또는 고장 조건에서 회복력의 규정한 수준을 되찾는 기간이 지나면, 해당 개체가2+1 체계를 사용하기를 다시 구성할 것이에요.
- 클러스터가 4호스트로 감소. 오브젝트는 2+1 스키마를 계속 사용, 스트라이프와 페리티는 3 호스트에 펼집니다. 후속 호스트 유지 보수 모드 또는 장애 조건에서 규정된 수준의 복원력을 되찾을 수 있는 예비 장애 도메인이 여전히 있습니다.
- 클러스터가 3호스트로 감소. 오브젝트는 2+1 스키마를 계속 사용, 스트라이프와 페리티는 3호스트에 펼치집니다. 체계를 사용하는 3호스트들을 가로질러 패리티에 이 줄무늬를 퍼뜨릴 것이에요. 3-호스트 클러스터에서는 호스트 운영 중단을 겪고 데이터 가용성을 유지할 수 있지만, 규정된 수준의 복원력이 없습니다.
위의 애니메이션은 호스트 수를 줄이고 있는 클러스터를 보여주지만 호스트 수를 늘리는 작은 클러스터에도 이 논리가 적용됩니다. vSAN에는 정책 변경으로 인해 용량 제한 조건이 발생하는 것을 방지하기 위한 보호 기능도 있습니다.
그림 4에 나와 있는 6-호스트 클러스터는 RAID-6를 기반으로 한 스토리지 정책을 사용할 수 있습니다. 데이터 및 패리티를 6개의 호스트에 분산시켜야 하기 때문입니다. 일반적으로 7개 이상의 호스트가 있는 클러스터에서는 RAID-6를 권장하므로 호스트에 장애가 발생한 경우 다른 호스트를 사용하여 지정된 수준의 복원력을 되찾을 수 있습니다.
공간 효율성과 호스트 수 요구 사항을 비교
다음 표에서는 ESA 및 OSA와 관련된 스토리지 정책 간의 공간 효율성 옵션을 비교하는 데 도움이 됩니다.
권고 : OSA 또는 ESA를 실행하는 vSAN 클러스터의 경우 사용된 스토리지 정책에 필요한 최소 호스트보다 하나 이상의 호스트가 포함된 클러스터 호스트 수를 확보해야 합니다. 이를 통해 스토리지 정책은 호스트 장애 또는 유지 보수 기간 동안 규정된 수준의 복원력을 되찾을 수 있습니다.
요약
삭제 코딩은 vSAN에 새로운 것은 아니지만, vSAN ESA와 함께 RAID-5를 사용하면 워크로드에 새로운 수준의 적응성과 공간 효율성을 제공하는 동시에 RAID-1 미러링 수준의 성능을 제공할 수 있습니다.
참고 : https://core.vmware.com/blog/adaptive-raid-5-erasure-coding-express-storage-architecture-vsan-8
