Pamięć masowa a wirtualizacja serwerów

0

Aby stworzyć wirtualne środowisko, potrzebne są trzy elementy: oprogramowanie do wirtualizacji, serwery oraz pamięć masowa. W tym artykule rozważamy, jakie cechy powinny charakteryzować pamięć masową przygotowaną do obsługi wirtualnych maszyn oraz przedstawiamy zalety sieci SAN działającej z wykorzystaniem protokołu iSCSI.

Do wdrożenia wirtualizacji serwerów można użyć dysków twardych podłączanych bezpośrednio do serwera (DAS). Jednak takie podejście nie rozwiązuje typowych problemów działów IT: niskiego poziomu wykorzystania pamięci masowych (średnio 30%), wysokich kosztów fizycznej infrastruktury (zakupu i utrzymania), rosnących kosztów zarządzania infrastrukturą IT oraz zapewnienia wysokiej dostępności danych.

Dlatego w większości środowisk wirtualnych stosuje się sieciowe pamięci masowe, aby spełnić wymagania dotyczące dostępności danych i ciągłości biznesu. Tego rodzaju pamięci masowe umożliwiają także osiągnięcie wysokiej dostępności aplikacji i znacznie ułatwiają dostarczanie zasobów, np. nowych wirtualnych serwerów.

Wymagania

Jeśli na jednym serwerze konsoliduje się aplikacje z dziesięciu oddzielnych serwerów, występują określone implikacje dotyczące pamięci masowych obsługujących takie środowisko.

Przede wszystkim potrzebna jest pamięć masowa o wysokim stopniu niezawodności, ponieważ jej ewentualna awaria pojedynczego systemu będzie miała wpływ na działanie wielu aplikacji. Z reguły wdrożenie wirtualizacji serwerów wiąże się z migracją z pamięci masowych DAS na pamięci sieciowe klasy korporacyjnej. W zależności od krytyczności aplikacji, należy uwzględniać wyposażenie pamięci masowej w funkcji odporności na awarie.¬¬¬ Jeśli spojrzeć na problem od strony rozwiązań do wirtualizacji, tylko VMware oferuje mechanizm Storage VMotion, który w razie awarii macierzy dyskowej może przenieść maszyny wirtualne na inny system pamięci masowej.

Kolejna kwestia do uwzględnienia to backup. W skonsolidowanym środowisku na serwerze fizycznym trzeba wykonywać backup każdej wirtualnej maszyny, ale zmieścić się w oknie backupu pojedynczego serwera fizycznego. Co oznacza, że backup musi być wykonywany szybciej. Najczęściej problem rozwiązuje się, przenosząc realizację zadań backupu na system pamięci masowej. Kopie zapasowe tworzone są metodą disk-to-disk, zapisywane są migawki (snapshots), a dopiero z tych migawek poza środowiskiem produkcyjnym tworzy się kopie na taśmach.

Trzecie zagadnienie to przywracanie w przypadku awarii. W środowisku wirtualnym, w którym wdrożono sieciowy system pamięci masowych, przywracanie jest stosunkowo prostym zadaniem, dzięki funkcjom wbudowanym w oprogramowanie do wirtualizacji oraz macierze dyskowe.

Na koniec trzeba pamiętać o dynamicznym charakterze wirtualnego środowiska. Liczba wirtualnych maszyn może szybko rosnąć i za tym musi nadążać system pamięci masowej. Z reguły odpowiednią elastyczność oferują dopiero macierze klasy korporacyjnej.

iSCSI w wirtualnym środowisku
Pamięci masowe SAN komunikujące się z serwerami przez sieć IP i protokół iSCSI coraz częściej znajdują zastosowanie we wdrożeniach wirtualizacji serwerów, szczególnie gdy firma korzysta z aplikacji Windows. Właściwości sieci SAN najlepiej spełniają wymogi wirtualnego środowiska, lecz ich wdrożenia są trudne (wymagają fachowej wiedzy) i kosztowne. Protokół iSCSI rozwiązuje te problemy, ponieważ umożliwia podłączenie macierzy SAN korzystając z okablowania Ethernet i protokołu IP.

Poza tym już proste macierze iSCSI oferują zaawansowane funkcje, jak tworzenie migawek (kopii typu point-in-time), zdalne kopiowanie, klonowanie LUN’ów, czy asynchroniczna replikacja. Te funkcje poprawiają dostępność danych i aplikacji, ułatwiają przywracanie, a jednocześnie pozwalają zredukować koszty zakupu infrastruktury i zarządzania nią.

O iSCSI mówi się od kilku lat, potrzeba było jednak czasu, żeby wykorzystujące ten protokół urządzenia dojrzały. Obecnie oferują już funkcje wymagane przez użytkowników, jak obsługa zabezpieczeń na poziomie korporacyjnym czy integracja z narzędziami zarządzania pamięcią masową wirtualnych serwerów. Poza tym standard 10 GE sprawia, że wydajność przestała być problemem w sieciach Ethernet (jest porównywalna z sieciami Fibre Channel). To sprawia, że iSCSI urasta do rangi optymalnego wyboru w przypadku wdrożeń wirtualizacji serwerów.

Dzięki zastosowania iSCSI, administratorzy serwerów i aplikacji mogą, bez nabywania nowych umiejętności, zarządzać urządzeniami SAN – wystarczy do tego wiedza związana z konfiguracją i bezpieczeństwem TCP/IP. Połączenie zaawansowanych funkcji ze stosunkową prostotą sprawia, że macierze SAN obsługujące iSCSI są atrakcyjnym wyborem we wdrożeniach wirtualizacji serwerów.

Konfiguracja
Podłączając macierze SAN z wykorzystanie iSCSI, wirtualne maszyny korzystają z inicjatorów iSCSI. Z reguły korzysta się z programowych inicjatorów, jeżeli jednak na serwerze fizycznym działa wiele wirtualnych maszyn i obciążenie procesora przekracza 70%, warto wykorzystać adaptery HBA lub karty sieciowe z funkcjami ToE (TCP/IP Offload Engine). Poza tym zaleca się skonfigurowanie dedykowanej sieci IP lub VLAN do obsługi transmisji danych między serwerami i systemem pamięci masowej. Aby zapewnić niezawodność komunikacji, zaleca się redundancję połączeń.

Tworzenie LUNów jest prostą czynnością. Gotowe LUNy są mapowane na maszyny wirtualne. Często konfiguruje się zdalne, zapasowe środowisko, które jest lustrzaną kopią środowiska produkcyjnego. Służy ono do przywracania w przypadku awarii. Dodatkowo można wykorzystać wbudowane funkcje tworzenia migawek do szybkiego zapisywania kopii zapasowych wirtualnych maszyn. Z kolei funkcje klonowania LUNów znacznie ułatwiają tworzenie nowych wirtualnych.

Backup
Administratorzy wirtualnych środowisk stają przed problemem, jak ograniczyć wpływ tworzenia kopii zapasowych na wydajność serwera fizycznego przy jednoczesnym wzroście ilości danych do zabezpieczenia. Odpowiedzią jest przerzucenie wykonywania zadań backupu z serwera na system pamięci masowej.

Macierze dyskowe mają wbudowane mechanizmy zapisywania migawek, co pozwala administratorom łatwo tworzyć kopie wirtualnych maszyn w określonym punkcie czasu. Taka operacja jest wykonywana niemal natychmiastowo, niezależnie od ilości danych do przetworzenia – dlatego migawki rozwiązują tradycyjny problem wykonywania kopii zapasowych w tzw. oknie backupu. Migawka może być przechowywana na podstawowej macierzy lub skopiowana na inną macierz (z reguły na tańsze macierze z dyskami SATA) w celu konsolidacji backupu lub zapisania kopii na taśmie.

Również przywracanie jest bardzo szybkie, ponieważ przywrócenie stanu wirtualnej maszyny z określonego czasu polega po prostu na podpięciu odpowiedniej migawki. Czasochłonne przywracanie z taśm staje się zbędne.

Szybkie przywracanie
Podobnie, jak w przypadku backupu, również przywracanie najlepiej jest powierzyć systemowi pamięci masowej. Jedynie w rozwiązaniu VMware Infrastructure są dostępne zaawansowane mechanizmy kopiowania wirtualnych maszyn do zdalnej lokalizacji. Dlatego w praktyce wykorzystuje się funkcje macierzy dyskowych do kopiowania danych i plików wirtualnych maszyn.

Szczególnie przydatne są funkcje asynchronicznej replikacji, które pozwalają efektywnie kopiować wirtualne maszyny poprzez sieci IP (LAN, WAN lub MAN). Ponieważ iSCSI jest protokołem stosu TCP/IP, to rozwiązanie jest łatwe do wdrożenia i zarządzania oraz stosunkowo tanie.

Dynamiczne środowisko
iSCSI umożliwia startowanie systemu operacyjnego z macierzy SAN, co w połączeniu z funkcjami klonowania LUNów umożliwia bardzo szybkie tworzenie nowych wirtualnych maszyn i dostarczanie aplikacji na żądanie. Jest to możliwe, jeśli system pamięci masowej potrafi natychmiastowo dostarczać obraz wirtualnej maszyny. Takie rozwiązanie działa sprawnie w połączeniu z coraz popularniejszymi rozwiązaniami do deduplikacji danych.

Podsumowanie
iSCSI ułatwia konsolidację serwerów i pamięci masowych. Redukuje koszty wdrożenia sieci SAN i pozwala korzystać z niej bez dodatkowych umiejętności wymaganych w przypadku Fibre Channel. Co istotne, macierze SAN obsługujące iSCSI oferują zaawansowane funkcje, wymagane do obsługi dynamicznego, wirtualnego środowiska.

BRAK KOMENTARZY

ZOSTAW ODPOWIEDŹ