VMware vSAN™ 8의 Express 스토리지 아키텍처를 통해 압축 구현 방법을 다시 설계할 수 있었습니다. 첫째, 압축 기능의 잠재적 데이터 감소를 4KB 블록당 8:1의 압축 비율로 개선하는 새로운 기술이 도입되었으며, 이는 원래 스토리지 아키텍처보다 4배 향상된 것입니다. vSAN의 새로운 압축 기능 설계는 들어오는 쓰기를 수신할 때 vSAN의 상위 계층에서 수행됩니다. 데이터 압축에 필요한 CPU 작업량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 복제본 트래픽이 항상 압축되기 때문에 네트워크 트래픽량도 줄일 수 있습니다. 이 매우 효율적인 설계를 통해 기본적으로 사용하도록 설정할 수 있지만 이미 애플리케이션 레벨 압축을 수행하고 있는 워크로드의 경우 VM별로 또는 스토리지 정책을 통해 VMDK별로 해제할 수 있습니다.
왜 바뀌었을까요?
vSAN Original Storage Architecture 압축
압축은 원래 VSAN 6.2 릴리스와 함께 vSAN에 구현되었습니다. 이 기능은 호스트와 리소스 비용이 근본적으로 다른 환경에서 처음 도입되었습니다. 많은 최신 가속 기능이 없는 6개의 코어 프로세서가 있는 호스트는 일반적이었습니다. 캐시 디스테이지에서만 데이터를 압축하는 시스템을 구현하는 데 CPU 오버헤드와 첫 번째 쓰기에 대한 잠재적 지연 시간 또는 메타데이터 증폭 비용이 크게 고려되었습니다. 데이터의 압축성에 따라 데이터를 적응적으로 압축할 수 있도록 주의를 기울였습니다. 이는 압축 비용 절감의 대가를 치렀지만, 당시 CPU 오버헤드를 줄이는 데 도움이 되었습니다. 당시 CPU 리소스 예산은 현재와 비슷했습니다. 당시 vSAN 데이터 서비스는 디스크 그룹 계층의 “스택 맨 아래”에 추가되었으며 이러한 설계는 타당했습니다.
vSAN Express Storage Architecture
vSAN ESA의 핵심 주제는 “무손실 성능”입니다. 두 가지 주요 변경 사항을 통해 용량 효율성이 가장 높지만(원래 스토리지 아키텍처보다 최대 4배 향상됨) CPU를 덜 사용할 수 있는 새로운 압축 시스템이 가능해졌습니다. vSAN 파일 시스템과 압축이 “up the stack”되어 가상 시스템이 실행 중인 호스트에서 즉시 실행됩니다.
쓰기 – 압축 프로세스는 데이터의 각 복사본에 대해 한 번만 실행되면 됩니다. 따라서 드라이브에 기록된 CPU 및 데이터의 증폭이 줄어듭니다. 이 데이터는 네트워크에 도달하기 전에 압축되므로 필요한 네트워크 트래픽도 줄어듭니다.
읽기 – 압축된 상태에서 데이터를 가져오므로 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 양이 줄어듭니다. RAID 5/6 구현의 새로운 개선 사항과 함께 패리티 스트라이프의 나머지 부분을 읽어 패리티를 업데이트할 필요가 없습니다. 기존 패리티 “read before write”를 제거하면 패리티 기반 RAID에 사용되는 CPU가 줄어듭니다.
복잡하지 않은 세분화된 관리
vSAN에서는 원래 스토리지 아키텍처 압축을 단일/단순 데이터스토어 전체 옵션으로 사용할 수 있었습니다. 이는 IO 경로의 하위 레벨에 깊이 포함되었기 때문에 의미가 있었으며, 파일 시스템을 구성하는 것은 “all or nothing” 옵션입니다. 이후 활성화 또는 비활성화할 수 있지만 이로 인해 모든 데이터를 롤링 방식으로 클러스터에 다시 쓰는 비교적 과중한 IO 작업이 필요하게 되었습니다. vSAN 8 Express 스토리지 아키텍처를 통해 우리는 더 많은 유연성과 제어 기능을 제공하면서도 지나치게 복잡하지는 않기를 원했습니다. 새 압축 옵션은 기본적으로 사용되도록 설정되지만 워크로드에 대해서는 vCenter SPBM(스토리지 정책 기반 관리) 프레임워크를 사용하여 선택적으로 사용하지 않도록 설정할 수 있습니다. “No Compression”을 사용하는 정책을 추가하여 특정 디스크 또는 가상 시스템에 대한 압축을 사용하지 않도록 설정할 수 있습니다. 정책에 의해 비활성화(또는 다시 활성화)된 경우 정책이 소급 적용되지 않습니다. 압축은 이후 쓰기에만 적용됩니다. 이렇게 하면 정책 실행 또는 실행 중지에 대한 운영 성능 영향 고려 사항이 제거됩니다. 일부 애플리케이션은 자체 압축을 수행할 수 있습니다(VMware Tanzu Greenplum/PostgreSQL, Video 등). 이러한 경우 압축을 강제로 사용하지 않도록 설정하면 CPU 주기가 절약됩니다. 그러나 스토리지 정책을 사용하여 쉽고 규범적으로 이러한 작업을 수행할 수 있습니다.
결론
VMware vSAN™ 8의 Express Storage Architecture는 성능 저하 없이 최고의 용량 비용을 제공하는 방식으로 데이터 서비스를 개선할 수 있는 기회였습니다. 관리 및 IO 경로의 변경은 광범위한 사전 계획이 필요하거나 2일차 구성 변경 시 영향을 운영적으로 관리할 필요가 없는 압축을 통해 이러한 가능성을 실현합니다.
출처 : https://core.vmware.com/blog/vsan-8-compression-express-storage-architecture
