VMwareに最適なストレージシステム（Hyper-V、Xen、KVMなど）

このブログの以前の投稿で、NetAppストレージシステムの最も重要な機能について徐々に説明しました。今度は、実用的な問題でドライ理論を希釈します。 以下および以下では、これらすべての安物が、仮想インフラストラクチャ、データベース、高性能ファイルサービス、およびその他の従来のNetAppアプリケーションなど、さまざまなソリューションでどのように機能するかについて説明します。

挑発的な見出しがあることは承知していますが、記事のテキストで自分の立場を守ろうとします。 VMware ESX、またはより広く、サーバーまたはデスクトップ仮想化ツールの「理想的な」ストレージについて異なる意見がある場合は、コメントで喜んで議論します。



NetAppストレージ市場はサーバーとデスクトップの仮想化システムだけではありませんが（たとえば、今年、Larry Elissonは、 NetAppのビジネスの最大60％がOracleデータベース （ ロシア語 ）を保管しているというセンセーショナルな声明を発表しましたが、これは現在の市場動向ですVMware、MS Hyper-V、Xen製品、およびそれらのハードウェアソリューションは、ソフトウェアおよびサーバー市場で最も先進的で、技術的で、急速に成長しているセグメントである。 NetAppがこの業界の誕生以来ほぼ密接に連携しているのは驚くことではありません。 結局のところ、NetAppストレージシステムに組み込まれているアイデアと原則は、仮想化システムベンダーが各自の分野で行っていることと驚くほど技術的に互換性があったということが起こりました。



この領域のNetAppの主な機能の詳細を検討する前に、NetAppストレージシステムの最も興味深く、キャッチーな機能、具体的にはこの領域の一覧を示します（リンクについては、この記事に関連するHabrの以前の記事を参照してください）機会）。

• ユニバーサル、マルチプロトコルストレージ （FC + iSCSI + FCoE + NFS + CIFS / SMB2.0）
• データ重複排除
• フラッシュキャッシュ
• シンプロビジョニング
• スナップショット
• フレックスクローン
• vCenterの統合
• VAAI、マルチテナント、OnCommand Insightなど

これらの潜在的なストレージ機能が仮想システムにとって真のメリットになりつつあることを検討してください。



1.ディスクストレージをESXサーバーに接続し、NFSプロトコルを使用してデータを配置する機能は、バージョン3.0でVMwareに登場しましたが、残念ながら、この接続ストレージオプションは、特に初心者向けです。およびFCとは異なり、「非奇数」;）。 T-Mobile （世界最大の「クラウド」ホスティングシステムSAP、約200万人の顧客）、Oracle、SAP、Deutsche Telecom、 Rackspaceなどの巨人の経験を大規模な例として挙げることができます。そして、ディスクストレージからサーバーやハイパーバイザーにデータを転送するための主要なプロトコルとしてNFSを使用する、それほど「国境を越えた」ものではない他の多くの人々。 Forresterのコンサルティング会社のアナリストによると、VMwareサーバーのデータウェアハウスにアクセスするためのプロトコルとしてのNFSは、着実に人気と人気が高まっており、現在36％（2年前の18％）に達し、すでにiSCSIを上回っています。







VMwareでNFSを使用することの多くの利点（後ほど、このトピックに別の詳細な記事を捧げると思います）には、次のような興味深い機能があります。

• VMFSを使用するよりもはるかに大きなデータストアを作成する機能（1ピースで最大16TB）。
• データストアの拡張機能 （VMFSを許可する）だけでなく、 圧縮 （VMFSが許可しない、動的に分散した「クラウド」環境で必要になることが多い）、およびわずか4KBのステップ。
• 高い粒度。 VMFS上のデータストアとは異なり、データストア全体としてではなく、別の仮想マシンの別の仮想ディスクまたはその構成ファイルとして操作（たとえば、バックアップコピーに保存してそこから復元）できます。 これは、数十から数百のマシンで大規模なデータストアを使用する場合に非常に便利です。
• 設計により薄くなっています。 NFSデータストア上の仮想マシンの「仮想ディスク」は、ネットワーク「ボール」上の通常の「ファイル」です。 これらは、実際に書き込まれたデータと同じ量のスペースを占有し、作成時に確保したスペースを占有しません。 これまでに3GBしか書き込まれていないテラバイトのVMDKは、ストレージシステムの3GBのスペースしか占有しません。
• 重複排除については、ブログの冒頭で詳しく説明しますが、ESXサーバーで直接利用できるスペースを解放し、すぐに新しいデータをポストできるようにします。 VMFSを使用したLUNの重複排除もストレージスペースを解放しますが、 仮想マシンですぐに使用可能になるわけではありません。
• 最後に、NFSとの接続と作業は、使い慣れたすべてのイーサネット上で実行され、通常の（そして安価な）イーサネットインフラストラクチャにとどまることができるギガビットおよび10Gイーサネットを使用して、別個の特別で高価なFCインフラストラクチャをブロックする必要はありません。 VMware自体の結果が示すように、FCPとiSCSIはごくわずかです。
• SCSIコマンドキューとSCSIロックのサイズを制限しても問題はありません（これは、VAAIサポートのないストレージを使用する動的に構成可能な大規模な「クラウド」システムで特に重要です。これは、「トップエンド」VMware Enterprise Plusライセンスにのみ含まれます） 。

ただし、ユニバーサルなマルチプロトコルストレージ（ユニファイドストレージ）の利点は、たとえばNFSを使用する決定がユーザーに課せられないことでもあります。 ユニファイドストレージなどのストレージシステムは、そのデータアクセスプロトコルのいずれかを使用して動作できます。 _any_使用可能なプロトコル、さらに任意のプロトコルセットを 同時に使用できます。 LUNに「ブロック」プロトコルを使用する必要がある場合（たとえば、RDMを使用する必要がある場合）、このためにFCPまたはiSCSIを使用できます。NFSが必要です。同じストレージシステムで最初のプロトコルと同時に使用します。

たとえば、特に生産的で重要な複数のVMにFCPまたは10G iSCSI接続を使用し、VMを「ロード」していないがブロックプロトコルで作業し、NFSに多くのストレージを作成したいギガビットイーサネットおよびVMFS経由のiSCSIを使用することは非常に興味深い場合があります（データストアで最大16TB）、たとえば、数十または数百の比較的軽負荷のVM I / Oの場合。 実生活で絶対にかけがえのない柔軟性。







2.おそらく、仮想環境用のNetAppストレージシステムの最も人気のある壮大な機能の1つ（VMware ESXだけでなく、MS Hyper-VおよびCitrix Xenの下でもVMware View（VDI）の下）は、データの重複排除、つまりそれらは繰り返しフラグメントを繰り返します。 重複排除は、仮想環境の場合に特に効果的です。これは、仮想マシンの仮想ディスクファイルのほとんどに、同じまたは非常に類似したファイルを持つ同じOSが含まれることが明らかだからです。

このため、データストアの重複排除により50％以上を実現できます（ 実際には、結果があり、最大75-85％になります！）。 つまり、ストレージの重複排除後、使用可能なボリュームは2倍または3倍になります。







特に、パフォーマンスを低下させて料金を支払う必要がないのは素晴らしいことです。 ほとんどの場合、重複排除後のユーザーは、ストレージのパフォーマンスが目立って低下することはありません。

ただし、ディスクストレージを削減することは1つの利点にすぎません。 キャッシュデータが同時に重複排除されることも非常に重要で興味深いです！

ストレージシステムを想像してみてください。接続されたホストサーバーは、キャッシュに落ちるデータブロックを読み取り、それがどれだけ収まり、残りに収まらない残りはディスクからゆっくり読み取られます（キャッシュミス）。







同じホストが重複排除されたブロックを読み取り、ホストが要求するブロックの内容が同一であり、物理ディスク上の同じ場所を占めることをキャッシュが認識しているとします。







ディスク上のすべてのブロックが一意であり、区別できない「通常の洗濯洗剤パウダー 」とは対照的に、コンテンツが完全に同一のブロックでさえ、読み取り時にキャッシュ内の場所を占有します（クラシックストアはブロックの内容について何も知らないため、 「ブロック番号3」、「番号540」、および「番号の数」、NetAppシステムはブロックが重複排除されていることを認識し、ホストからの3つの読み取りコマンドについて、ディスクからキャッシュに読み取り、ホストにすべてのコンテンツと同一の1つのブロックのみを与えることができますリクエストされた3 メートル。



したがって、重複排除とストレージブロックの共有（ブロック共有テクノロジー）により、ディスク上のストレージの量を半分以上削減し、キャッシュ内でこれらのブロックが占有するボリュームを半分以上にします。つまり、そのようなシステムで実質的に同等のキャッシュサイズを取得します。 2倍以上の容量。 実際、今ではディスク上だけでなくキャッシュメモリにも複製されない同一のブロックがあります。

象の子牛が彼のトランクについての有名な漫画で言ったように、「これはあなたにとって2番目の利点です」。



3.ネットアップは比較的最近の概念を積極的に使用しているため、スペースを節約し、キャッシュ容量を仮想的に増やす状況はさらに便利になります。これは、Habréで既に書いたものです。

このキャッシュは、仮想インフラストラクチャ（VMware Viewまたは同様のデスクトップ製品を使用し、従業員が午前9時に同時に数千のジョブを同時に含む大企業を想像してください）および他のすべての「ストーム」に非常に苦痛なブートストームおよびログインストームの問題を解決する最良の方法です」、作業（および重複排除）データセットは多くの場合、このような「メガキャッシュ」に余裕を持って配置され、約1桁（10倍）の遅延時間（いわゆるレイテンシ）とストレージシステムのパフォーマンスが低下します。







重要な機能は、リソース、電力、冷却、ラックスペースの節約でもあります。 結局のところ、ディスクでいっぱいのシェルフはラックで4Uを消費し、約340ワット/時間と1400 BTU /時間の熱を消費し、フラッシュキャッシュボードはそのような複数のシェルフの速度を提供し、18ワット/時間を消費し、ラック内のスペースを占有せず、わずか90 BTU /時間の熱。 大規模なシステムの場合、これは非常に大きな節約になります。







4.前述したシンプロビジョニングは、クラウドストレージタスク、特に占有ボリュームがランダムにわずかに予測不能に増加し、ストレージを使用するクライアント数が数十または数百であるタスクに特に適しています。 オーバープロビジョニングを使用して、そのようなクライアントに動的にディスク領域を割り当てます。つまり、クライアントが要求された量の空き領域を「見る」ときのモデルであり、ストレージシステムのディスク上に実際にディスクに書き込まれたデータの量のみを使用します。







同時に、 VMwareのシンディスクとシックディスクのパフォーマンスには実質的に違いがないことに注意したいと思います 。 また、実際には、「断片化」の影響は、そのような「成長する」ディスク記録ではゼロに等しくなります。

また、ストレージシステムの「ハードウェア」シンプロビジョニングがVMwareシンディスクだけでなく、シック（eager zeroed thickを除く）でも機能するという事実に注目したいと思います。 何らかの理由で、独自のVMwareシンメカニズムを使用したくない、または使用できない場合、またはシンディスクメカニズムがまだない非VMwareハイパーバイザーを使用する場合でも、シンプロビジョニングのすべての機能を利用できます。ストレージシステムによって独立して実装される方法。



5. スナップショットとは何か、NetAppでスナップショットがどのように使用されるかについてはすでに説明しました。 この方法でインスタントコピーを作成し、必要なときにそれらからデータの状態を復元することがどのようなものであり、どれほど便利であるかを既に知っていることは間違いありません。 ただし、ご存知かもしれませんが、VMwareにはデータストアレベルでスナップショットを作成する独自のメカニズムがあります。 しかし、すでに試した人は、彼は彼に最善の方法で応答しません。 実際、ストレージシステムまたはソフトウェアにスナップショットを実装しようとする多くの試みはあまり成功せず、使用時のパフォーマンスの低下などの不快な副作用が多く、VMwareの場合はそれらを削除するときに多くの困難がありました。 一般的に、有名なロシアのVMwareスペシャリストであるミハイル・ミキーエフの意見に参加する必要があります。 「スナップショットは悪」ですが、1つの修正があります。「VMwareスナップショットは悪です」。 -良い」 ;）。 そして、ここに理由があります。



WAFLメカニズムの使用により、生成されるスナップショットはストレージの速度を低下させるだけでなく、VMwareのスナップショットに関する前述の問題を解決します。これにより、仮想マシンの特定の状態を「修正」するだけでなく、フルバックアップとしても使用できるようになります。

これを行うために、特別なソフトウェア製品-SnapManager for Virtual Infrastructureがあります。これは、VMwareデータストアのコンテンツの一貫したコピーを作成し、データストアまたはその一部のコピーから復元するすべてのタスクを引き継ぎます。







ストレージの独自のスナップショットメカニズムは、ストレージシステムがスナップショットを作成するときにVMwareスナップショットと統合され、ファイルシステムとVMの状態の一貫性を確保するために（スナップショットの取得時にI / O操作を一時停止する必要があります）、VMwareスナップショットメカニズムを一時停止します。ほんの一瞬、このデータストアでのハイパーバイザーの作業はスナップショットによって行われ、実際には「悪い」VMwareスナップショットを作成せずに、システムの手間のかからない「ハードウェア」スナップショットのみを使用して、ハイパーバイザーを解放します ストレージ。



6. FlexClone。 NetAppでは、重複データを重複排除することも、単に重複を回避することもできます。NetAppでは、「非重複」と呼ばれることもあります。 ファイルシステムの数百の「論理」ブロックが1つの物理ブロックを参照できる重複排除で使用される「共有ブロック」と同じテクノロジーが、FlexCloneと呼ばれる機能で使用されます。







このテクノロジーは、リンククローンのテクノロジーに一部似ていますが、ストーリー自体によって実装されるため、あらゆるタスクで機能します。

データクローン（ボリューム、LUN、ファイル）を作成すると、その内容は新しいインスタンスにコピーされませんが、以前のデータブロックを指すメタデータの新しいコピーが作成されますが、元のブロックと比較して変更されたブロックは既に行われますが、それらのみが行われます。 このような「差分ドライブ」の実装が判明しました。







現在、そのようなニーズがある場合、クローンの変更のみが行われるため、非常に小さなストレージスペース内の参照仮想マシンイメージから数分で数百の稼働中のVMのイメージを作成できます。







7.記載されているNetAppストレージシステムのほとんどすべての機能に、vCenterに統合されたストレージシステムの特別な「コントロールセンター」からアクセスできるのは楽しいことです。 現在、VMware管理者は、vCenter内のVMwareごとに、ストレージ用に2つ以上の管理ツールを独自の形式でジャンプすることはできません。 現在、すべての管理がvCenterに集中しています。

このダッシュボードページはvCenterと統合され、すべてのNetAppストレージシステムで無料で利用できます。 さらに、このツールには、ベンダーのベストプラクティスに従ってマルチパス設定、SCSIタイムアウト、その他の必要なパラメーターなどを自動的に最適に設定する特別なツールが付属しています。











8.最後に、非常に流に、 安全なマルチテナンシーの興味深い機能、つまり、必要に応じてストレージシステムをいくつかの「仮想」独立した「ストレージサブシステム」に分割する可能性について言及する価値があります。たとえば、組織に強制された場合、内部ポリシーの要件に従ってセキュリティ、ストレージの境界設定、およびこのようなポリシーでは、人事部門や財務部門などのセクションを他の部門の管理者から完全に分離する必要があります（管理者でも！）。 現在、物理的に1つのストレージシステムがこのような「論理的に分離された」形式で動作できます。

NetAppストレージシステムは、ハイパーバイザーサーバーからストレージシステムにタスクの一部を転送することを可能にするVAAIのサポートを実装した最初のものでもあります。たとえば、パーティションの作成とゼロへの記入、パーティションのコピー、またはより詳細な新しいSCSIロックシステムなど、大規模なインフラストラクチャでのパフォーマンス。

さらに、NetAppは、非常に興味深いOnCommand Insight仮想インフラストラクチャ分析およびパフォーマンス最適化ツール（以前のAkorri BalancePoint）を開発および作成します。これは、NetAppストレージシステムに関係なく使用できます。今日の私の途方もない大きなテキスト。 :)



したがって、結論をまとめると：

NetAppストレージシステムは、VMware vSphere、VMware View、MS Hyper-V、Citrix Xenなどの仮想化環境に最適であり、いくつかの重要で便利な機能を一度に提供できるため、今日では最適であると考えています。

1. マルチプロトコル -つまり、ストレージシステムまたはその上のデータを共有する必要なく、FC、iSCSI、NFSなどの複数の異なるアクセスプロトコルで動作し、共通の統一された方法でデータにアクセスします。
2. 重複排除 -パフォーマンスを損なうことなく、vOS仮想ディスク内のファイルなどの重複フラグメントを削除するプロセスによる占有スペースを半分以上削減することにより、ストレージシステムのスペースを節約できます。さらに、容量の仮想増加により、さらにスペースを増やすことができます。重複排除対応キャッシュ。
3. シンプロビジョニング -管理を簡素化し、ディスクスペースを節約し、「クラウド上」のタスクのためにスペースをより便利に分散できます。
4. フラッシュキャッシュ -気まぐれで高価なSSDを使用せずに、フラッシュメモリを使用して、フラッシュスペースに「最もホットな」データブロックを格納するための効果的な「キャッシュ」レイヤーを整理することにより、生産性を向上させます。
5. スナップショット -データ状態の「スナップショット」をほぼ瞬時に作成し、そこからバックアップを作成し、これらの「スナップショット」のためにパフォーマンスを犠牲にしたり、非生産的なストレージスペースを占有したりすることなく、それらから仮想マシンを瞬時に復元できます。
6. FlexClone-ストレージ上のデータの「理想的なクローン」を作成します。たとえば、仮想マシンディスクやユーザーデータは、「元の」クローンに関連する変更量だけディスク上のデータを占有します。これにより、小さなスペースに何百もの大きなクローンを保存できます。
7. VMware Storage Console -vCenterインターフェイスに組み込まれたアプリケーションページでストレージシステムを便利に管理し、多数の日常的な手順を自動化するとともに、重要なストレージシステム設定を最適な結果に自動的に最適化し、VMware管理者が許可された多くのVMware ESXストレージパラメーターを管理できるようにします。そのような些細なことでストレージシステム管理者の注意をそらすことなく。
8. 安全なマルチテナンシー（ユーザーのためにストレージシステムを分離された「仮想ファイラー」に安全に分割する機能）、VAAIなど、多くの利点を使用するには、この記事を本当に終わりにしないようにします。

現在、仮想環境で作業するためのこのような豊富な機能セットは、ストレージベンダーを提供しなくなりました。 そして、結局のところ、速度、信頼性、および管理の利便性については何も述べていません。これは別の記事に値します。



したがって、他のメーカーの同様のストレージシステムの価格に匹敵する価格で、異なるプロトコルのサポートにより接続性が向上し、RAID-DPおよびスナップショットにより信頼性と保護が向上し、フラッシュキャッシュによりパフォーマンスが向上したシステムが得られます。重複排除、FlexClone、およびシンプロビジョニングによる容量の増加。



そのため、仮想サーバーインフラストラクチャまたは「クラウド」システムを展開する計画があり、すでに1つまたは別のメーカーのストレージシステムの概要を説明している場合は、選択する前にNetAppストレージシステムを詳しく見てみるとよいでしょう。さらに、ほとんどの場合、ほとんどのNetAppパートナー企業から「試用版」で1つまたは別のシステムを入手して、ハードウェア上でその機能を直接評価することができるため、「突進の豚」を購入する必要はありません。 試して、スピンして、負荷をかけ、これがあなたが待っているものかどうかを判断します。

「テストドライブ」と同様に、従来の質問「どのくらい」で対処すべきパートナー企業のリストは、ロシア語のNetAppの公式Webサイトで見つけることができます。



だからこそ、NetAppストレージを「VMwareに最適な選択肢」（およびHyper-V、Xen、KVMなど）と呼んでいます。 また、ストレージシステムを「仮想化のための理想的なソリューション」と見なすのに十分ではないキャパシティはどうでしょうか。