vSAN ESA(Express Storage Architecture)는 2022년 첫 출시 이후 놀라운 성능 기능을 입증해 왔습니다. 그러나 이러한 새로운 수준의 성능이 모든 잠재력을 발휘했다고 해서 모든 잠재력을 발휘했다고 생각해서는 안 됩니다. ESA의 초기 릴리스는 분산 스토리지 시스템에서 거의 불가능하다고 여겨졌던 스토리지 성능 기능의 토대를 마련했습니다. vSAN 엔지니어링 팀은 vSAN 8 U1과 마찬가지로 vSAN 8 U2의 ESA를 완전히 새로운 차원으로 끌어올렸습니다.

vSAN 8 U2의 ESA는 vSAN 8 U1에서 처음 도입된 두 가지 특정 개선 사항을 기반으로 하며, “Performance Improvements with the Express Storage Architecture in vSAN 8 U1” 게시물에 설명되어 있습니다. ESA에서 설명한 과거의 성능 개선 사항과 마찬가지로 이러한 새로운 기능은 시스템에 내장되어 있으므로 관리자의 튜닝이나 운영 변경이 필요하지 않습니다. Express Storage Architecture에서 더 많은 성능 잠재력을 실현하기 위해 vSAN 8 U2에서 수행된 작업을 살펴보겠습니다.

vSAN ESA 적응형 쓰기 경로 최적화

vSAN 8 U1의 ESA의 로그 구조 파일 시스템(LFS)에는 들어오는 I/O의 특성을 실시간으로 파악하고 들어오는 I/O에 가장 적합하다고 판단되는 두 가지 데이터 경로 중 하나를 사용하여 데이터를 쓸 수 있는 새로운 적응형 쓰기 경로가 포함되어 있습니다. 기본 쓰기 경로는 작은 I/O 크기를 처리하는 반면, 큰 I/O 쓰기 경로는 큰 I/O 크기 또는 대량의 미해결 I/O를 처리하도록 설계되었습니다. 이 혁신적인 접근 방식은 스토리지 시스템의 일반적인 문제를 해결하는 데 도움이 되었습니다: 다양한 워크로드 조건에서 성능을 제공하는 것입니다.

vSAN은 수요가 많은 데이터를 처리하기 위해 메모리를 사용하는 방식을 조정하여 LFS를 개선합니다. 각 오브젝트에 대해 LFS는 효율적인 전체 스트라이프 쓰기를 위해 데이터 및 메타데이터를 준비하는 데 사용되는 메모리 할당인 I/O 뱅크를 사용합니다. 이전 버전에서는 일반적으로 객체당 2개의 뱅크가 포함되었습니다: 활성 수신 I/O를 위한 하나의 뱅크 스트라이프와 오브젝트의 용량 레그와 패리티가 같은 스트라이프로 데이터를 플러시하는 또 다른 뱅크 스트라이프입니다. 오브젝트당 고정된 수의 뱅크 대신 vSAN 8 U2는 오브젝트당 뱅크 스트라이프 모음을 동적으로 할당하여 들어오는 I/O를 더 많이 수용합니다. 이를 통해 그림 1에 표시된 것처럼 LFS는 비활성화된 여러 뱅크를 순서대로 플러시할 수 있습니다.

쓰기 집약적인 워크로드가 단일 VMDK에 부담을 주는 경우 이 개선 사항의 이점을 가장 많이 누릴 수 있으며, 그 결과 워크로드에서 요구하는 경우 더 높은 IOPS, 더 높은 처리량, 더 낮은 지연 시간을 얻을 수 있습니다. 플랫폼 전체에서 보류 중인 쓰기가 더 빨리 처리되어 후속 활동을 위한 리소스를 확보할 수 있으므로 전체 플랫폼도 이 개선 사항의 이점을 누릴 수 있습니다.

분산 오브젝트 관리자 최적화

스토리지 솔루션은 한 번에 실행되는 여러 워크로드의 집합체로서 잠재적인 성능 기능을 광고하는 경우가 많습니다. 이는 공유 스토리지 솔루션이 동시에 많은 워크로드의 요구 사항을 충족한다는 점에서 잠재적 성능을 전달하는 데 유용한 접근 방식입니다. 그러나 또 다른 유용한 측정 방법은 스토리지 시스템이 단일 VMDK 워크로드에 대해 어떤 성능을 발휘할 수 있는지 확인하는 것입니다. 단일 VMDK 성능은 더 많은 VM을 사용하여 스케일 아웃할 수 있는 기능이 제한적인 애플리케이션에 특히 중요합니다. 이러한 VM의 경우 데이터를 더 빠르게 처리하기 위해 가상 리소스를 확장하는 경우가 많습니다. 그러나 이는 스토리지 스택이 단일 VMDK 또는 소수의 VMDK에 제공할 수 있는 경우에만 도움이 됩니다.

vSAN 8 U2는 분산 오브젝트 관리자(DOM) 소유자 계층에 도입된 것과 유사한 접근 방식을 사용하여 단일 VMDK 성능을 지속적으로 개선합니다. vSAN 8 U1에서는 DOM 소유자 계층에 추가 헬퍼 스레드를 도입하여 DOM 소유자 계층의 작업을 더 많은 CPU 코어에 분산했습니다. 이로 인해 일부 경우 병목 현상이 DOM 클라이언트 계층으로 이동했습니다: 그림 2에 표시된 바와 같이 vSAN 8 U2는 DOM 클라이언트 계층에서 헬퍼 스레드를 사용하여 이와 동일한 접근 방식을 취합니다. 이 계층의 추가 헬퍼 스레드는 데이터 압축 및 암호화와 같이 ESA에서 더 많은 책임을 지는 계층이라는 점에서 특히 중요합니다.

OSA와 비교했을 때 ESA의 단일 VMDK의 성능이 얼마나 더 우수하나요? RAID-6와 ESA를 사용하는 단일 VMDK는 OSA에서 RAID-1을 사용하는 전체 VMDK 호스트의 성능과 맞먹을 수 있습니다. 이는 ESA의 놀라운 잠재력을 보여주는 또 다른 예입니다.

Cross-Cluster Capacity Sharing을 위한 Adaptive Write Path 및 vSAN Max

vSAN 8 U2는 이러한 인상적인 성능 최적화를 기존 vSAN HCI 클러스터뿐만 아니라 vSAN HCI 클러스터의 클러스터 간 용량 공유 및 vSAN Max를 사용하는 완전히 분리된 클러스터에도 제공할 수 있습니다. 이렇게 하면 그림 3과 같이 이러한 토폴로지에서 클라이언트 클러스터에 위치한 vSAN 스택의 최상위 계층이 서버 클러스터에 위치한 vSAN 스택의 하위 계층으로 데이터를 더 빠른 속도로 전달할 수 있습니다.

프로덕션 환경에서 관찰되는 실제 성능 향상은 워크로드 조건과 클라이언트 클러스터와 서버 클러스터 간의 연결에 따라 크게 달라집니다. 그러나 내부 테스트 결과, 특히 대량의 뛰어난 I/O, 큰 I/O 크기 또는 이 두 가지의 조합으로 구성된 조건에서 성능이 크게 개선되는 것으로 나타났습니다.

권장 사항. vSphere 클러스터와 vSAN Max 클러스터 간에 충분한 네트워크 연결을 사용하십시오. vSAN Max 스토리지 클러스터에서 제공하는 데이터스토어는 클러스터 간 연결이 10Gb에 불과한 vSphere 클러스터(“vSAN 컴퓨팅 클러스터”라고도 함)에 마운트할 수 있지만 클라이언트 클러스터의 워크로드가 요구하는 경우 클러스터 간 대역폭이 높고 지연 시간이 짧은 연결이 훨씬 더 나은 성능을 제공할 수 있습니다. 자세한 내용은 vSAN Max Design and Operational Guidance 의 “네트워킹” 섹션을 참조하십시오.

요약

vSAN 8 U2는 Express 스토리지 아키텍처의 잠재적인 성능 기능을 완전히 새로운 수준으로 끌어올렸습니다. 이 제품은 추가적인 복잡성 없이 가장 까다로운 애플리케이션의 성능 기대치를 충족할 수 있습니다. 앞으로 더 많은 기능을 기대해 주십시오!

출처 : https://core.vmware.com/blog/performance-improvements-express-storage-architecture-vsan-8-u2

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