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Panoramica su storage e datastore in ambiente virtuale

Scritto da Alessio Carta il . Inserito in vSphere 5.x . Visite: 8532

Nell'ambiente virtuale di VMware vSphere 5 sono supportate le seguenti tecnologie di storage:

  • Storage locale, o Direct-attached storage, ossia il disco o l’insieme di dischi collegati direttamente (non via rete) all’host ESXi. Lo storage di tipo locale non può essere condiviso fra più host, ed i dati in esso memorizzati sono accessibili solo dall’host che lo detiene. Poiché non prevede la condivisione in rete, non permette di sfruttare alcune importanti tecnologie di alta affidabilità e di bilanciamento automatico dei carichi.
  • Fibre Channel - è una tecnologia usata per implementazioni in Storage Area Network che consente di convogliare i segnali su cavi in fibra ottica. Il protocollo principale di questa tecnologia è il Fibre Channel Protocol (FCP), impiegato per il trasporto dei comandi SCSI sulla rete Fibre Channel.
  • FCoE - Fibre Channel over Ethernet, standard che permette l’incapsulamento del protocollo Fibre Channel sulla rete Ethernet.
  • iSCSI - è un protocollo che consente l'impacchettamento dei comandi SCSI su TCP/IP. Il server che vuole utilizzare lo spazio storage offerto da una SAN iSCSI utilizza un client (un driver iSCSI), detto initiator, che consente di inviare al target (il dispositivo iSCSI, nel nostro caso la SAN), i comandi che consentono di leggere e scrivere sui dischi.
  • NAS - dispositivo di storage condiviso che rende disponibile in rete lo spazio di memorizzazione tramite protocollo NFS. È importante ricordare che NFS non supporta dischi RDM, poiché non prevede il supporto ai comandi SCSI, inviati dal VMkernel in modo diretto tramite mappatura RDM.

Nella tabella seguente vediamo un confronto fra le tecnologie di storage rispetto alle funzionalità supportate.

Funzionalità

Fibre Channel

FCoE

iSCSI

NFS

ESX Boot

Si

Si

Solo se l’Initiator è di tipo Hardware

No

VM Boot

Si

Si

Si

Si

RDM

Si

Si

Si

No

vSphere VMotion

Si

Si

Si

Si

Storage VMotion

Si

Si

Si

Si

vSphere HA

Si

Si

Si

Si

Fault Tolerance

Si

Si

Si

Si

 

I datastore

Per la memorizzazione delle macchine virtuali, vSphere utilizza unità di memorizzazione chiamate datastore. Un datastore è un contenitore logico che si mostra agli host come storage generico, con struttura di memorizzazione sempre uguale, indipendentemente dalla reale tecnologia di storage impiegata. I datastore possono utilizzare due tipi di file system: VMFS e NFS.

datastore-1

 

Datastore VMFS

VMFS, ora giunto alla versione 5, è un file system di tipo “cluster”, permette cioè la lettura e la scrittura sullo storage a più host contemporaneamente. Su un singolo datastore VMFS-5 possono essere connessi sino a 64 host ESXi. La precedente versione VMFS-3 permetteva l’impiego di unità non superiori a 2Tb; con VMFS-5 questo limite è stato portato a 64Tb, grazie all’impiego di tabelle di partizione GPT (GUID Partition Table) in sostituzione del formato MBR (Master Boot Record). VMFS-5 utilizza una dimensione dei blocchi fissa di 1Mb, ideale per la memorizzazione di file di grandi dimensioni (come lo sono i file dei dischi virtuali), mentre utilizza un indirizzamento per sotto-blocchi (subblock addressing) con file di piccole dimensioni, ottimizzando così l’uso dello spazio. Per assicurarsi che una stessa macchina virtuale non sia utilizzata contemporaneamente da più host ESXi, è adottato un meccanismo di blocco distribuito (block-level distributed locking). Se un host va in down, il blocco viene rilasciato affinché le macchine virtuali possano essere riavviate su un altro host. Sia chiaro che VMFS è trasparente per le macchine virtuali, nel senso che al loro interno vi sarà il file system del sistema operativo utilizzato.

Datastore NFS

NFS è un file system che permette di utilizzare la rete per accedere ai dischi come fossero locali. È reso disponibile da dispositivi NAS, dotati solitamente di un sistema operativo di tipo Unix e di diversi hard disk destinati all'immagazzinamento dei dati. Un sistema di questo tipo è identificabile anche come NFS server. Un host ESXi accede ad un NFS server tramite porte VMkernel, che permettono di sfruttare il protocollo NFS. La porta VMkernel, configurata con un suo indirizzo IP, deve essere connessa alla stessa rete (logica e fisica) del NAS. Si raccomanda di utilizzare switch virtuali e interfacce di rete dedicate esclusivamente al collegamento NFS, su reti distinte in cui passa solo traffico NFS.

datastore-2

Nell’host ESXi, i privilegi di accesso NFS sono tipicamente assegnati all’utente root; tuttavia, questa impostazione potrebbe risultare problematica con alcuni NAS. Per proteggere i volumi NFS, infatti, in alcune configurazioni è attiva l’opzione “root_squash”, con cui il server NFS considera gli accessi root come accessi di utenti senza privilegi. In questo modo un host ESXi sarebbe bloccato nel tentativo di accedere ai file memorizzati nei volumi NFS. Per aggirare il problema, l’amministratore del NAS dovrebbe utilizzare l’opzione “no_root_squash” al posto di “root_squash”, insieme ai privilegi di lettura e scrittura, permettendo all’host ESXi di avere accesso completo ai volumi NFS.

 

Commenti  

# claudio 2015-07-02 17:41
Ciao Alessio,
innanzitutto complimenti davvero per ogni tuo articolo o guida, indubbiamente la risorsa italiana più completa oggi disponibile su vmware.

Visto quanto è delicato l'argomento performance sui datastore VMWare, hai mai pensato di fare un articolo specifico su performance, storage, metodi di collegamento e consigli pratici per ottimizzare questi ultimi? Una specie di guida alla configurazione ottimale di SAN SAS, NFS, calcolo degli IOPS, consigli e ottimizzazioni in ambito virtuale dei RAID, etc.. Sarebbe sicuramente un articolo estremamente interessante.

Ciao!
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