VMware Explore Las Vegas에서 소개된 vSAN Max는 많은 관심을 받았으며, 그도 그럴 것이 당연했습니다. vSAN ESA(Express Storage Architecture)를 기반으로 구축된 이 제품은 상용 서버를 사용하는 vSphere 클러스터를 위한 고성능 페타바이트 규모의 공유 스토리지를 제공합니다.

Explore에서 받은 많은 질문 중 하나는 “vSAN Max가 흥미로워 보이지만 이것이 기존 모듈형 스토리지 어레이보다 나은 이유가 무엇인가요?”와 비슷한 질문이었습니다. 이 질문은 vSAN Max의 많은 이점 중 하나인 성능 및 용량의 점진적 확장성을 강조하기 때문에 중요한 질문입니다.

이 답변을 좀 더 자세히 살펴보고 vSAN Max가 기존 스토리지 어레이와 다른 점과 이것이 중요한 이유를 더 잘 이해해 보겠습니다.

모듈형 스토리지 어레이를 사용하는 기존 3계층 스토리지

현재 사용 중인 대부분의 스토리지 어레이는 프로세서, 메모리, 중복 스토리지 컨트롤러, 스토리지 장치로 구성된 기본 섀시 또는 헤드 유닛으로 구성됩니다. 스토리지 어레이는 용량을 늘리기 위해 특정 유형의 백플레인으로 연결된 추가 확장 장치를 사용하여 확장할 수 있습니다. 이를 “모듈식 확장” 방식이라고도 하는데, 일반적으로 헤드 유닛이 연결된 확장 유닛에 있는 모든 데이터 처리를 담당하기 때문입니다. 헤드 유닛과 스토리지 컨트롤러는 연결된 vSphere 호스트에 대한 I/O의 도관 및 처리 기능을 제공하여 각 vSphere 호스트의 데이터 I/O를 공유 스토리지 솔루션의 컨트롤러를 통해 전달합니다. 그런 다음 어레이는 VMFS 또는 vVols와 같은 클러스터된 파일 시스템을 사용하여 해당 볼륨을 vSphere 호스트에 제공합니다.

이 접근 방식은 지난 20년 동안 수십 개의 공유 스토리지 제품을 통해 입증된 것처럼 수년 동안 성공을 거둔 접근 방식이며, 시장에 공유 스토리지 솔루션을 도입하는 가장 쉬운 방법 중 하나였습니다. 디바이스 백플레인, 컨트롤러 인터커넥트, 프로토콜, 처리 능력은 수년에 걸쳐 모두 개선되었지만 워크로드 요구 사항과 용량 요구 사항도 크게 증가했습니다. 아키텍처의 일반적인 원칙은 동일하게 유지되었기 때문에 해결해야 할 과제 역시 동일합니다. 특히 데이터센터의 성장과 전반적인 변화를 수용하는 것이 가장 중요합니다. 어떤 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 사용하든 이러한 유형의 아키텍처는 제한된 확장 유닛과 결합된 헤드 유닛을 사용하기 때문에 역사적으로 용량을 점진적으로 경제적으로 확장하는 데 어려움을 겪어 왔습니다. 중앙 컨트롤러를 통해 I/O를 퍼널링하면 잠재적인 경합 지점이 발생하고 헤드 유닛이 현재 및 미래의 성능 요구 사항을 충족할 수 있는지 확인하기 어렵기 때문에 일반적으로 성능 확장이 훨씬 더 어렵습니다.

funnel I/O는 중앙 집중식 연결 지점은 배열의 관점에서는 ‘선착순’으로 처리되지만 호스트의 관점에서는 임의적이기 때문에 때때로 일부 I/O가 다른 I/O보다 예측할 수 없는 성능을 나타낼 수 있습니다. 이러한 어레이 컨트롤러는 글로벌 공유 버퍼 및 캐싱 계층을 사용하는 경우가 많습니다. 여러 워크로드가 동일한 리소스를 사용하는 경우, 중요하지만 덜 중요한 다른 워크로드의 작업 집합으로 인해 한 중요한 VM의 핫 데이터가 플러시될 수 있습니다.

이러한 우려를 상쇄하기 위해 어레이 공급업체는 다양한 수준의 처리 성능과 비용으로 여러 개의 헤드 유닛을 제공하는 것이 일반적입니다. 그러나 어레이 헤드 유닛을 대형화하면 고객은 나중에 발생할 수 있는 문제를 피하기 위해 하드웨어 감가상각에 현재 비용을 지출해야 하는 부담을 안게 됩니다. 또한 아키텍처가 다른 방식으로 묶이거나 제약을 받을 수 있기 때문에 I/O 경합을 피할 수 있다는 보장도 없습니다. 스토리지 패브릭, 상호 연결된 스토리지 컨트롤러, 심지어 스토리지 디바이스 자체도 성능에 영향을 미칠 수 있으며, 특히 인터포저와 페어링된 SATA 또는 SAS 인터페이스를 사용하는 경우 더욱 그렇습니다.

vSAN Max의 분산 스케일 아웃 아키텍처

vSAN Max는 다릅니다. 데이터에 대한 액세스가 중앙 집중식 I/O 컨트롤러를 통해 이루어지지 않고 vSAN Max 클러스터의 각 노드(호스트)의 모든 성능을 사용하는 완전히 분산된 아키텍처입니다. vSAN Max 클러스터의 모든 호스트에 걸쳐 집계된 리소스가 I/O 처리에 기여합니다. 새 호스트를 추가하면 용량과 성능을 선형적으로 확장할 수 있습니다.

다음 예시를 통해 각 호스트에 300TB의 용량, 56개의 컴퓨팅 코어, 100GbE 업링크가 있는 vSAN Max 클러스터의 각 호스트에서 NVMe 스토리지 디바이스의 모든 기능을 활용할 수 있습니다. 즉, 6개의 호스트가 있는 vSAN Max 클러스터의 총 용량은 1.8PiB, I/O 처리를 위한 총 컴퓨팅 리소스는 336개 코어, 총 대역폭은 600Gbps로 연결된 vSphere 호스트의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

그러나 호스트가 추가될 때마다 300TB의 용량, 100Gb의 네트워킹, 56개의 스토리지 처리 코어가 추가됩니다. 12개의 호스트로 구성된 vSAN Max 클러스터는 6개의 호스트 클러스터보다 리소스와 기능이 2배, 18개의 호스트로 구성된 클러스터는 6개의 호스트 클러스터보다 리소스와 기능이 3배 더 많습니다.

중앙 집중식 연결 지점을 제거하여 I/O를 퍼널링하면 개별 워크로드가 다른 워크로드와 다른 경로를 사용할 수 있으므로 개별 워크로드의 예측 가능성이 향상됩니다. 또한 각 개체의 데이터 경로를 vSAN에서 동적으로 조정할 수 있으므로 리소스 집약적인 하나의 VM이 다른 VM에 영향을 미치는 경우를 방지할 수 있습니다.

vSAN Max는 클러스터에 호스트를 추가하여 스케일 아웃할 수 있을 뿐만 아니라 각 호스트에 스토리지 디바이스를 추가하여 스케일 업할 수도 있습니다. 8개의 호스트가 있는 vSAN Max 클러스터에 용량을 더 추가하려는 시나리오를 상상해 보겠습니다. 예를 들어 호스트당 16TB 스토리지 디바이스를 2개 더 추가하면 서버를 추가하지 않고도 클러스터 용량을 약 256TB 더 확보할 수 있습니다. 이러한 유형의 증분 비용은 훨씬 더 큰 자본 지출에 필요한 승인에 비해 상대적으로 사소한 비용으로 승인을 받을 수 있는 경우가 많습니다.

클러스터에서 vSAN ESA의 “Managed Disk Claim” 기능을 사용하는 경우 새 디바이스가 자동으로 인식되므로 쉽고 빠르게 확장할 수 있습니다.

vSAN Max는 클러스터가 성장함에 따라 성능 및 용량 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 장애 상황을 처리하는 데에도 상당한 이점이 있습니다. 12개 호스트 vSAN Max 클러스터에서 스토리지 노드에 장애가 발생하더라도 모든 I/O 리소스가 나머지 11개 호스트에 균등하게 재분배되므로 리소스의 1/12에만 영향을 미칩니다. 이러한 유형의 최소 영향은 일반적으로 듀얼 컨트롤러 스토리지 어레이에서 컨트롤러 장애가 발생할 때 발생하는 것보다 훨씬 적습니다.

예측 가능한 점진적 확장성 그 이상

vSAN Max의 분산 아키텍처를 통해 용량 및 성능 확장을 모두 해결할 수 있습니다. 하지만 물리적으로 분산된 아키텍처뿐만 아니라 vSAN Max가 데이터를 저장하는 방식도 특별합니다. VMFS와 같은 기존의 클러스터형 파일 시스템과 달리 vSAN Max는 오브젝트 스토어와 유사한 접근 방식을 사용하므로 관리 및 액세스되는 데이터의 경계가 기존 VMFS 데이터스토어보다 훨씬 작습니다. 이는 게시물에서 언급했듯이 특정한 이유 때문입니다: “vSAN 오브젝트 및 구성 요소 재검토.” 이러한 유형의 오브젝트 기반 스토리지는 ESA의 설계와 결합되어 장애 경계를 최소 수준으로 최소화하고 클러스터 규모에 관계없이 매우 견고하게 만들어 줍니다.

그리고 vSAN Max의 고유한 데이터 경로도 빼놓을 수 없습니다. vSAN ESA를 사용하여 구축되었기 때문에 고성능 데이터 경로와 확장 가능하고 효율적인 데이터 구조는 초고속 NVMe 디바이스의 디바이스 수준에 가까운 성능뿐만 아니라 모든 유형의 사용 사례에서 원하는 점진적 확장성을 제공합니다. 예를 들어 vSAN Max는 수신되는 쓰기의 특성에 따라 두 가지 쓰기 경로 중 하나를 동적으로 사용하고 해당 오브젝트에 대한 쓰기 강도에 따라 경로를 조정할 수 있습니다. 따라서 vSAN Max는 최고의 스토리지 어레이에서도 끊임없이 제기되는 문제인 가장 까다로운 대규모 순차 쓰기 작업도 빠르게 수행할 수 있습니다. 하지만 데이터 쓰기는 절반의 성공에 불과합니다. 스토리지 시스템은 데이터 스토리지가 엄청난 용량으로 증가하더라도 데이터를 안정적이고 효율적으로 읽을 수 있어야 합니다. 빠르고 효율적인 읽기는 vSAN ESA의 기본 요소로, vSAN Max 클러스터를 구동합니다.

요약

향후 성장을 쉽게 수용하면서 올바른 크기의 스토리지 플랫폼을 배포하는 것은 이해하기 쉽지만 올바른 아키텍처를 사용하지 않을 경우 구현하기 어렵습니다. vSAN Max는 스토리지 리소스를 컴퓨팅 리소스와 분리하여 유지하려는 환경에 점진적이고 예측 가능한 확장성을 제공하면서도 vSAN HCI 클러스터가 관리되는 방식과 동일한 방식으로 관리될 수 있도록 지원합니다.

출처 : https://core.vmware.com/blog/vsan-max-and-advantage-scalability

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