VMware vSAN : concevoir un stockage hyperconvergé performant et résilient
ESA ou OSA, stratégies RAID-1, RAID-5 et RAID-6, topologies, réseau et dimensionnement : les clés pour réussir un cluster vSAN en production.
VMware vSAN transforme les disques locaux des hôtes ESX en un datastore partagé, directement intégré à l'hyperviseur. Plus de baie de stockage ni de réseau SAN à gérer séparément : le stockage évolue avec les serveurs, et sa configuration se pilote par des stratégies appliquées à chaque machine virtuelle. vSAN est le stockage principal de VMware Cloud Foundation.
ESA ou OSA : deux architectures
| Critère | OSA (architecture d'origine) | ESA (Express Storage Architecture) |
|---|---|---|
| Disques | Groupes de disques : un disque de cache et des disques de capacité | Pool unique de disques NVMe, sans couche de cache |
| RAID-5/6 | Possible, mais moins performant que le miroir | Performance proche du miroir, donc à privilégier |
| Compression | Option au niveau du cluster | Par stratégie, activée par défaut, plus efficace |
| Instantanés | Classiques, à éviter sur la durée | Natifs et peu coûteux en performance |
| Réseau | 10 GbE possible | 25 GbE recommandé (10 GbE limité aux petits profils) |
| Pour qui ? | Parcs existants | Tous les nouveaux déploiements |
Pour un nouveau projet, l'ESA est le choix par défaut : plus performant, plus efficace en capacité, plus simple. Elle impose en revanche des serveurs et disques NVMe certifiés pour vSAN ESA.
Les stratégies de stockage
Chaque disque virtuel suit une stratégie qui fixe le nombre de pannes tolérées (FTT) et la méthode de protection. On peut faire coexister plusieurs stratégies sur le même datastore : miroir pour une base de données critique, RAID-5 pour des serveurs applicatifs, RAID-6 pour de l'archive.
| Stratégie | Pannes tolérées | Hôtes minimum | Capacité consommée |
|---|---|---|---|
| RAID-1, FTT=1 | 1 | 3 | 2x |
| RAID-1, FTT=2 | 2 | 5 | 3x |
| RAID-5 ESA, 2+1 | 1 | 3 | 1,5x |
| RAID-5 ESA, 4+1 | 1 | 6 (format choisi automatiquement) | 1,25x |
| RAID-6, 4+2 | 2 | 6 | 1,5x |
Règle d'or : prévoir un hôte de plus que le minimum. Sans cet hôte de réserve, vSAN ne peut pas reconstruire la protection après une panne, et les données restent exposées jusqu'à la réparation.
Les topologies
- Cluster standard : de 3 à plusieurs dizaines d'hôtes dans un même site.
- Cluster à deux nœuds : pour les agences et sites distants, avec un témoin (witness) hébergé ailleurs.
- Cluster étendu : deux sites actifs et un témoin sur un troisième site. Les données sont protégées entre les sites, et éventuellement à l'intérieur de chacun. Il faut une latence très faible entre les deux sites de données (5 ms aller-retour au maximum).
- vSAN Max : stockage désagrégé, des clusters dédiés au stockage partagés par des clusters de calcul, pour faire évoluer indépendamment calcul et capacité.
Le réseau : le point le plus souvent sous-estimé
- VLAN dédié au trafic vSAN, sur au moins deux liens physiques redondants.
- 25 GbE ou plus pour l'ESA : la performance des NVMe se perd vite sur un réseau saturé, notamment pendant les reconstructions.
- Commutateurs non bloquants, avec tampons suffisants ; MTU de 9000 possible, mais cohérent de bout en bout.
- Configuration actif-passif ou équilibrage fondé sur la charge sur le vSphere Distributed Switch ; Network I/O Control pour garantir la bande passante de vSAN face à vMotion.
Dimensionner correctement
- Partir de la capacité utile nécessaire, multipliée par le coût de la stratégie choisie (1,25x à 3x).
- Ajouter la réserve opérationnelle et la réserve de reconstruction d'un hôte : vSAN sait les calculer et les réserver pour éviter de saturer le datastore.
- Intégrer la croissance sur trois à cinq ans, et les gains de compression avec prudence (ils dépendent des données).
- Vérifier la performance : nombre de disques par hôte, débit réseau, profil d'entrées-sorties des applications.
- Utiliser l'outil de dimensionnement de VMware et les profils ReadyNode plutôt que des estimations à la main.
Services de données et sécurité
- Chiffrement des données au repos, avec un serveur de clés externe (KMS) ou le fournisseur de clés natif de vSphere.
- Chiffrement en transit entre les hôtes, pour les environnements sensibles.
- Compression et, avec VCF 9, déduplication globale sur l'ESA pour gagner encore en capacité.
- Services de fichiers (NFS et SMB) intégrés pour les besoins simples de partage.
Exploitation
- Surveiller les contrôles de santé vSAN et traiter chaque alerte : ils détectent problèmes réseau, matériel non certifié et micrologiciels incompatibles.
- Gérer micrologiciels et pilotes avec les images vSphere Lifecycle Manager, conformes à la liste de compatibilité vSAN.
- Choisir le bon mode de maintenance : « garantir l'accessibilité » pour une intervention courte, « migration complète des données » avant le retrait définitif d'un hôte.
- Ne jamais dépasser durablement 70 à 80 % de remplissage ; anticiper l'ajout d'hôtes.
- vSAN n'est pas une sauvegarde : gardez une solution de sauvegarde externe et testez les restaurations.
En résumé
vSAN ESA offre un stockage rapide, simple et efficace, piloté par stratégies. Les clés du succès sont un matériel certifié, un réseau à la hauteur, un hôte de réserve au-dessus du minimum et une capacité dimensionnée avec ses réserves.
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