VMware vSAN: راهکاری مدرن برای ذخیره‌سازی توزیع‌شده و زیرساخت‌های HCI

در دنیای فناوری اطلاعات، نیاز به ذخیره‌سازی پرسرعت، مقیاس‌پذیر و مقرون‌به‌صرفه برای پشتیبانی از بارهای کاری مدرن به‌شدت افزایش یافته است. سازمان‌ها به دنبال جایگزینی برای زیرساخت‌های ذخیره‌سازی سنتی مانند SAN و NAS هستند که هزینه‌های بالا و پیچیدگی‌های مدیریتی زیادی دارند. در این راستا، VMware vSAN به‌عنوان یک راهکار ذخیره‌سازی تعریف‌شده توسط نرم‌افزار (SDS)، امکان استفاده از دیسک‌های محلی سرورهای ESXi را برای ایجاد یک فضای ذخیره‌سازی توزیع‌شده و مشترک فراهم می‌کند. این فناوری کاملاً درون vSphere یکپارچه شده و نیاز به تجهیزات ذخیره‌سازی خارجی را از بین می‌برد.

VMware vSAN با ترکیب مدیریت مبتنی بر سیاست (SPBM)، افزونگی داده‌ها و بهینه‌سازی خودکار منابع ذخیره‌سازی، سازمان‌ها را قادر می‌سازد تا به عملکرد بالا، انعطاف‌پذیری و کاهش هزینه‌ها دست یابند. این راهکار از Hybrid و All-Flash پشتیبانی می‌کند و با قابلیت‌هایی مانند Deduplication، Compression و Erasure Coding، فضای ذخیره‌سازی را بهینه می‌سازد. در نتیجه، vSAN یک انتخاب ایده‌آل برای دیتاسنترهای مدرن، محیط‌های ابری خصوصی و ترکیبی، مجازی‌سازی دسکتاپ (VDI) و بارهای کاری حیاتی محسوب می‌شود.

۱. VMware vSAN چیست؟

vSAN یک ذخیره‌ساز توزیع‌شده است که از دیسک‌های محلی سرورهای میزبان (ESXi Hosts) برای ساخت یک Shared Datastore استفاده می‌کند. این راهکار به سازمان‌ها اجازه می‌دهد بدون نیاز به ذخیره‌سازهای سنتی مانند SAN و NAS، از یک سیستم ذخیره‌سازی مدرن، کارآمد و بهینه بهره ببرند.

۲. معماری VMware vSAN

معماری VMware vSAN به‌گونه‌ای طراحی شده است که بتواند منابع ذخیره‌سازی سرورهای فیزیکی را تجمیع کرده و یک فضای ذخیره‌سازی توزیع‌شده و مقیاس‌پذیر ایجاد کند. این معماری به‌صورت کاملاً نرم‌افزاری عمل کرده و درون هایپروایزر vSphere ادغام شده است. vSAN به‌جای استفاده از سخت‌افزار ذخیره‌سازی اختصاصی مانند SAN/NAS، از دیسک‌های محلی هر هاست ESXi برای ایجاد یک Shared Datastore استفاده می‌کند.

معماری vSAN شامل چندین مؤلفه کلیدی است که در ادامه به بررسی هر یک می‌پردازیم:

۱) گروه‌های دیسک (Disk Groups)

هر سرور (ESXi Host) که در یک کلاستر vSAN قرار دارد، شامل یک یا چند گروه دیسک (Disk Group) است. این گروه‌ها شامل دو نوع دیسک هستند:

✅ دیسک کش (Cache Disk):

• معمولاً از نوع SSD یا NVMe است.
• برای بهینه‌سازی عملکرد خواندن و نوشتن در vSAN استفاده می‌شود.
• در معماری Hybrid، کش SSD برای خواندن و نوشتن داده‌ها به کار می‌رود.
• در معماری All-Flash، کش SSD فقط برای بهینه‌سازی عملیات نوشتن استفاده می‌شود.

✅ دیسک ظرفیت (Capacity Disk):

• از HDD یا SSD تشکیل شده است.
• محل ذخیره‌سازی داده‌های اصلی ماشین‌های مجازی (VMs) است.
• در معماری Hybrid، این دیسک‌ها معمولاً HDD هستند، اما در All-Flash از SSD استفاده می‌شود.

🔹 نکته: هر گروه دیسک شامل حداقل یک دیسک کش و یک دیسک ظرفیت است و یک هاست می‌تواند چندین گروه دیسک داشته باشد.

۲) شبکه vSAN

از آنجا که vSAN یک ذخیره‌ساز توزیع‌شده است، ارتباط بین هاست‌های ESXi برای هماهنگ‌سازی داده‌ها ضروری است. این ارتباط از طریق شبکه vSAN انجام می‌شود.

✅ ویژگی‌های شبکه vSAN:

• حداقل سرعت توصیه‌شده ۱۰ گیگابیت بر ثانیه است.
• پشتیبانی از TCP/IP یا RDMA (با استفاده از vSAN Express Storage Architecture)
• استفاده از Multicast (در نسخه‌های قدیمی‌تر) برای همگام‌سازی متادیتاها.
• در vSAN 7 به بعد، Unicast جایگزین Multicast شده است.

🔹 توصیه: برای افزایش کارایی، بهتر است یک VLAN جداگانه برای ترافیک vSAN اختصاص داده شود.

۳) معماری ذخیره‌سازی توزیع‌شده

یکی از ویژگی‌های کلیدی vSAN، استفاده از RAID نرم‌افزاری توزیع‌شده برای افزایش دوام داده‌ها و افزونگی است.

✅ vSAN از دو نوع RAID پشتیبانی می‌کند:

1. RAID 1 (Mirroring): داده‌ها در دو یا چند هاست کپی می‌شوند. این روش باعث افزایش عملکرد خواندن و مقاومت در برابر خرابی یک هاست می‌شود.
2. RAID 5/6 (Erasure Coding): در نسخه‌های All-Flash vSAN پشتیبانی می‌شود و از الگوریتم‌های Parity برای کاهش مصرف فضای ذخیره‌سازی استفاده می‌کند.

🔹 تفاوت RAID 1 و RAID 5/6 در vSAN:

۴) مدیریت مبتنی بر سیاست ذخیره‌سازی (SPBM – Storage Policy-Based Management)

vSAN از Storage Policy-Based Management (SPBM) برای تعیین سطح سرویس‌دهی به ماشین‌های مجازی استفاده می‌کند. این سیاست‌ها شامل:

✅ سطح حفاظت از داده‌ها (Failure Tolerance Method): مشخص می‌کند که داده‌ها چگونه در هاست‌های مختلف کپی شوند.
✅ حداکثر تعداد خرابی‌های قابل تحمل (Failures to Tolerate – FTT): تعیین می‌کند که vSAN چند خرابی هاست یا دیسک را می‌تواند تحمل کند.
✅ سطح رمزگذاری داده‌ها (Encryption Level): vSAN از رمزگذاری داده‌ها در سطح دیسک (Data-at-Rest Encryption) و در حال انتقال (Data-in-Transit Encryption) پشتیبانی می‌کند.

🔹 مزیت SPBM:

• امکان تنظیم سطح حفاظتی برای هر ماشین مجازی به‌صورت جداگانه
• افزایش انعطاف‌پذیری و کاهش نیاز به پیکربندی‌های پیچیده

۵) معماری Express Storage Architecture (ESA) در vSAN 8

در نسخه vSAN 8، VMware معماری جدیدی به نام Express Storage Architecture (ESA) معرفی کرده است که:

✅ فقط برای All-Flash vSAN طراحی شده است
✅ افزایش عملکرد با حذف نیاز به Disk Group سنتی
✅ کاهش سربار پردازشی با پردازش مستقیم داده‌ها بر روی SSD
✅ بهینه‌سازی فضای ذخیره‌سازی با Deduplication و Compression پیشرفته

🔹 تفاوت ESA با OSA (Original Storage Architecture):

معماری VMware vSAN با استفاده از ذخیره‌سازی توزیع‌شده، گروه‌های دیسک، شبکه پرسرعت، سیاست‌های ذخیره‌سازی و معماری بهینه‌شده، یک راهکار مدرن برای سازمان‌هایی است که نیاز به ذخیره‌سازی مقیاس‌پذیر، پرسرعت و مقرون‌به‌صرفه دارند.

✅ vSAN به‌صورت بومی درون vSphere ادغام شده و مدیریت آن بسیار ساده است.
✅ با استفاده از ویژگی‌هایی مانند RAID نرم‌افزاری و SPBM، انعطاف‌پذیری بالایی ارائه می‌دهد.
✅ با معرفی Express Storage Architecture در vSAN 8، کارایی و مقیاس‌پذیری این فناوری بهبود چشمگیری یافته است.

این معماری vSAN را به یکی از بهترین انتخاب‌ها برای مراکز داده مدرن، رایانش ابری و مجازی‌سازی دسکتاپ (VDI) تبدیل کرده است. 🚀

۳. ویژگی‌های VMware vSAN

• ذخیره‌سازی توزیع‌شده: استفاده از دیسک‌های محلی هاست‌های ESXi برای ایجاد فضای ذخیره‌سازی مشترک.
• یکپارچگی با vSphere: بدون نیاز به نرم‌افزار اضافی، کاملاً با vSphere هماهنگ است.
• High Availability (HA): تضمین در دسترس بودن داده‌ها حتی در صورت خرابی یک یا چند هاست.
• مقیاس‌پذیری آسان: امکان افزایش ظرفیت با افزودن هاست‌های جدید یا اضافه کردن دیسک به هاست‌های موجود.
• پشتیبانی از deduplication و compression: بهینه‌سازی فضای ذخیره‌سازی از طریق کاهش داده‌های تکراری و فشرده‌سازی.
• پشتیبانی از رمزنگاری داده‌ها (vSAN Encryption): امنیت بالا با رمزگذاری در سطح دیسک.

۴. انواع پیکربندی vSAN

vSAN دارای دو نوع اصلی است:

۱) Hybrid vSAN

• ترکیبی از دیسک‌های SSD برای کش و HDD برای ذخیره‌سازی.
• مناسب برای بارهای کاری با نیاز به عملکرد متوسط.

۲) All-Flash vSAN

• فقط از SSD استفاده می‌کند که عملکرد بهتری دارد.
• از ویژگی‌های پیشرفته مانند Deduplication، Compression و Erasure Coding پشتیبانی می‌کند.

۵. مزایای VMware vSAN

• کاهش هزینه‌ها: حذف نیاز به SAN یا NAS و استفاده از سخت‌افزارهای استاندارد.
• مدیریت ساده‌تر: یکپارچه با vSphere، مدیریت از طریق vCenter.
• بهبود کارایی: کاهش تأخیر با استفاده از SSD و بهینه‌سازی ترافیک ذخیره‌سازی.
• افزایش امنیت: رمزگذاری بومی، سیاست‌های دسترسی مبتنی بر نقش.

۶. کاربردهای VMware vSAN

• مجازی‌سازی سرورها و دسکتاپ‌ها (VDI)
• پردازش داده‌های حجیم (Big Data)
• زیرساخت ابری خصوصی و ترکیبی
• پشتیبان‌گیری و بازیابی اطلاعات (Backup & DR)

۷. مقایسه VMware vSAN با ذخیره‌سازهای سنتی

HCI چیست؟ (Hyper-Converged Infrastructure)

HCI (Hyper-Converged Infrastructure) به معنای زیرساخت همگراشده‌ی پیشرفته است که محاسبات (Compute)، ذخیره‌سازی (Storage) و شبکه (Networking) را در یک سیستم یکپارچه ترکیب می‌کند. این فناوری برای ساده‌سازی مدیریت، بهبود عملکرد و افزایش مقیاس‌پذیری در دیتاسنترها و محیط‌های ابری طراحی شده است.

ویژگی‌های اصلی HCI

✅ ادغام منابع: ترکیب سرورها، ذخیره‌سازی و شبکه در یک پلتفرم واحد
✅ مدیریت ساده‌تر: استفاده از یک کنسول مدیریتی واحد، معمولاً از طریق نرم‌افزار
✅ مقیاس‌پذیری بالا: امکان افزایش منابع با اضافه کردن نودهای جدید (Scale-Out)
✅ کاهش هزینه‌ها: حذف نیاز به سخت‌افزارهای جداگانه برای ذخیره‌سازی و شبکه
✅ عملکرد بالا: بهره‌گیری از SSD و فناوری‌هایی مانند Deduplication و Compression

تفاوت HCI با زیرساخت سنتی (Traditional Infrastructure)

HCI و VMware vSAN

یکی از محبوب‌ترین پلتفرم‌های HCI، VMware vSAN است که ذخیره‌سازی توزیع‌شده را مستقیماً درون vSphere ادغام می‌کند. با استفاده از vSAN، سازمان‌ها می‌توانند بدون نیاز به SAN یا NAS سنتی، یک محیط HCI مقیاس‌پذیر و قدرتمند راه‌اندازی کنند.

HCI یک راهکار مدرن و منعطف برای مدیریت دیتاسنترها است که سادگی، مقیاس‌پذیری و هزینه کمتر را برای کسب‌وکارها فراهم می‌کند. ✅

 جمع‌بندی

VMware vSAN یک راهکار ذخیره‌سازی مدرن و منعطف برای سازمان‌هایی است که قصد دارند از زیرساخت Hyper-Converged (HCI) بهره ببرند. این فناوری مدیریت ساده، هزینه کمتر و کارایی بالا را ارائه می‌دهد و گزینه‌ای عالی برای مراکز داده مدرن محسوب می‌شود.

آیا شما از vSAN استفاده می‌کنید؟ تجربیات خود را به اشتراک بگذارید! 🚀