Новые возможности VMware vSphere™ 5.0: хранилищеТ Е Х Н И Ч Е С К А Я М А Р К Е Т И Н Г О В А Я Д О К У М Е Н Т А Ц И Я Р Е Д . 1 . 0 / О Б Н О В Л Е Н О В М А Е 2 0 1 1 Г .

Т Е Х Н И Ч Е С К А Я С Т А Т Ь Я / 2

Новые возможности VMware vSphere 5.0: хранилище

Содержание

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

vSphere VMFS 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

vSphere Storage DRS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Кластеры хранилищ данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Рекомендации по размещению . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

Правила привязки и режим обслуживания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

API-интерфейсы для хранилищ vSphere: отслеживание хранилищ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Хранилище на основе профилей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Статус соответствия виртуальной машины нормативным требованиям . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Программный инициатор Fibre Channel over Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

Улучшения инициатора iSCSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Управление вводом-выводом хранилищ vSphere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

API-интерфейсы для хранилищ vSphere®: интеграция массивов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

vSphere Thin Provisioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Аппаратное ускорение для NAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Соответствие стандарту T10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

vSphere Storage vMotion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

Т Е Х Н И Ч Е С К А Я С Т А Т Ь Я / 3

Новые возможности VMware vSphere 5.0: хранилище

ВведениеВ выпуске VMware vSphere™ 5.0 (vSphere) представлено много новых компонентов, расширяющих возможности платформы vSphere 4.1. Эти новые возможности и улучшения базовых механизмов vSphere обеспечивают дополнительную оптимизацию производительности, упрощают инициализацию, мониторинг и устранение неполадок. В этой статье описываются новые возможности и улучшения хранилищ, реализованные в vSphere 5.0, и представлен обзор оптимизации использования хранилищ, упрощения мониторинга и повышения эксплуатационной эффективности. Везде, где это возможно, приведены также примеры и требования к использованию новых возможностей.

В этой статье рассматриваются следующие темы.

• vSphere®VMFS5

• vSphere®StorageDistributedResourceScheduler(StorageDRS)

• API-интерфейсыдляхранилищvSphere®:отслеживаниехранилищ

• Хранилищенаосновепрофилей

• FibreChanneloverEthernet

• Управлениевводом-выводомхранилищvSphere®

• API-интерфейсыдляхранилищvSphere®:интеграциямассивов

• vSphere®StoragevMotion®

Здесь приведен технический обзор новых возможностей и улучшений, а также ссылки на дополнительные сведения.

vSphere VMFS 5ВvSphere5.0введенановаяверсияvSphereVMFS,VMFS5,котораясодержитмноговажныхизмененийархитектуры, улучшающих масштабируемость и производительность при снижении сложности. В этом выпуске было внесено большое число важных изменений, однако следующие улучшения важны с точки зрения эксплуатации и архитектуры.

• Поддержкаустройствобъемом64Тбайт

• Унифицированныйразмерблоков

• Улучшенныймеханизмработысподблоками

vSphere5.0поддерживаетобновлениеVMFS3доVMFS5безпрерыванияработы,чтообеспечиваетсогласованностьвиртуальныхинфраструктур.Унифицированныйразмерблоков(1Мбайт)упрощаетразвертывание и снижает сложность архитектуры и эксплуатации, в то же время сохраняя масштабируемость и гибкость, которые раньше были возможны лишь при больших размерах блоков. Важно отметить, что при обновлениитомовVMFS3доVMFS5сохраняетсяисходныйразмерблоков,таккакдляизмененияразмераблоков необходимо переформатировать том. Чтобы повысить масштабируемость и сократить нагрузку на хранилища,связаннуюсфайламинебольшогоразмера,вVMFS5внесенрядизменений.Этиизменениявключают оптимизированные размеры подблоков и механизм выделения этих блоков. В результате обеспечиваетсяподдержкатомовбольшогоразмера(64Тбайтнаодномрасширении)иболеевысокаяплотность виртуальных машин связанная с хранением небольших файлов, в то же время сокращены нагрузки. VMFS5поддерживаетвыделениедо30 000подблоковразмером8Кбайтдлятакихфайлов,какфайлыжурналовилиметаданныхвиртуальноймашины(VMX-файлы).Дляфайловразмеромменее1Кбайттеперьиспользуются «малые файловые блоки». В следующей таблице приведены важнейшие изменения архитектуры VMFS5посравнениюсVMFS3.

Т Е Х Н И Ч Е С К А Я С Т А Т Ь Я / 4

Новые возможности VMware vSphere 5.0: хранилище

К О М П О Н Е Н Т V M F S 3 V M F S 5

ПоддержкатомовVMFSбольшегоразмера(до64Тбайт)соднимрасширением

Нет Да

ПоддержкасквозныхустройствRDMразмеромболее2Тбайт Нет Да

Подблоки для эффективного использования дискового пространства

Да(64Кбайт,макс. число около 3 000)

Да(8Кбайт,макс. число около 30 000)

Поддержка небольших файлов Нет Да(1Кбайт)

Унифицированныйразмерблоков Нет Да

Таблица 1. Сравнение VMFS 5 и VMFS 3

vSphere Storage DRSИнициализация виртуальных машин всегда представляла сложности с точки зрения эксплуатации. Мониторингресурсовхранилищинагрузкинаподсистемуввода-выводаобычновесьмасложен,поэтомуимчасто пренебрегают. При инициализации виртуальных машин и виртуальных дисков хранилища данных часто выбираютсяпроизвольно,чтоприводиткпоявлению«горячихточек»,пере-инедозагруженныххранилищ.StorageDRS—этоновыйкомпонентvSphere5.0.Онреализуетмеханизмыинтеллектуальногоразмещениявиртуальныхмашинибалансировкинагрузкинаосновересурсовввода-выводаиобъемовпространства.StorageDRSпоможетсократитьтрудозатратынаинициализациювиртуальныхмашинимониторингсредыхранилищ данных.

Кластеры хранилищ данныхВvSphere5.0введенновыйобъектVMwarevCenter™,называемыйкластеромхранилищданных.КластерыхранилищданныхслужатосновойStorageDRS.Кластерхранилищданных—этоколлекцияхранилищ,объединенныхсточкизренияадминистратораводнуединицупотребления.ПрисозданиикластерахранилищданныхStorageDRSможетуправлятьресурсамихраненияданныханалогичнотому,какStorageDRSуправляетвычислительнымиресурсамикластера.Какикластерыузлов,кластерхранилищданныхиспользуется для агрегирования ресурсов хранения данных, обеспечения быстрого интеллектуального размещения новых виртуальных машин и виртуальных дисков, а также для балансировки существующих рабочихнагрузок.Нарис.1показанкластерхранилищданныхобъемом12Тбайт,состоящийизчетыреххранилищданныхпо3Тбайт.

BM

BM BM BM BMBM

BMBM BM

Кластер хранилищ данных12 Тбайт

3 Тбайт 3 Тбайт 3 Тбайт 3 ТбайтХранилища данных

Рис. 1. Кластер хранилищ данных

Т Е Х Н И Ч Е С К А Я С Т А Т Ь Я / 5

Новые возможности VMware vSphere 5.0: хранилище

Рекомендации по размещениюStorageDRSпредоставляетрекомендациипоначальномуразмещениюипоследующейбалансировке,помогаяадминистраторамvSphereприниматьрешения,исходяиздоступногопространстваиресурсовввода-вывода.При инициализации виртуальной машины кластер хранилищ данных можно выбрать в качестве целевого расположения для самой виртуальной машины или для виртуального диска; после этого будет предложена рекомендацияпоначальномуразмещению,основаннаянадоступномпространствеиресурсахввода-вывода.Начальное размещение при инициализации вручную в большинстве сред оказывается очень сложным. В результате важнейшие факторы инициализации, такие как текущее использование пространства и загрузка ввода-вывода,нередконеучитываются.StorageDRSгарантирует,чторекомендациипоначальномуразмещению даются в соответствии с ограничениями по пространству и с учетом целей балансировки дисковогопространстваинагрузкиввода-вывода.Этицелиставятзадачуминимизациирисковвозникновения«узкихмест»вподсистемеввода-выводахранилищаданныхипредотвращениявлиянияна производительностьвиртуальныхмашин.Нарис.2показаныопределяемыепороговыезначения.

Рис. 2. Определение пороговых значений для Storage DRS

Текущиерекомендациипобалансировкевыдаются,когдаодноилинесколькохранилищданныхвкластерехранилищ данных превышают настроенные пороговые значения использования дискового пространства или задержкиввода-вывода.Этипороговыезначения,какправило,задаютсяпринастройкекластерахранилищаданных.StorageDRSзадействуетмеханизмформированияотчетовобиспользованиихранилищVMwarevCenterдляформированиярекомендацийвслучаепревышениянастроенныхпороговыхзначений.Загрузкаподсистемыввода-выводапоумолчаниюоцениваетсякаждые8часов.Вслучаепревышениянастроенногомаксимальногокоэффициентаиспользованияпространстваилипороговогозначениязадержкиввода-вывода(поумолчаниюравной15мс)StorageDRSрассчитываетвсевозможныеоперациидлясоответствующей балансировки нагрузки с учетом расходов и возможных преимуществ от переноса.

Т Е Х Н И Ч Е С К А Я С Т А Т Ь Я / 6

Новые возможности VMware vSphere 5.0: хранилище

BM BM BM BMBM

BMBM BM

BM

500 Гбайт

500 Гбайт

500 Гбайт

500 Гбайт

Кластер хранилищ данных (Pod)

Применение рекомендаций

по балансировке 2 Тбайт

Хранилища данных

Рис. 3. Определение пороговых значений для Storage DRS

Правила привязки и режим обслуживанияБлагодаряправилампривязкиStorageDRSможноуказывать,какиедискиследуетилинеследуетразмещатьв одном и том же хранилище данных в пределах кластера хранилищ данных. По умолчанию виртуальные дискиоднойвиртуальноймашиныразмещаютсявместеводномхранилищеданных.ВStorageDRSдоступнотри вида правил привязки.

• РазделениеVMDK Виртуальные диски виртуальной машины с несколькими виртуальными дисками размещаются в различных хранилищах данных.

• ПривязкаVMDK Виртуальные диски размещаются вместе в одном хранилище данных.

• РазделениеВМ Двезаданныевиртуальныемашины,включаясвязанныеснимидиски,размещаютсявразличныххранилищах данных.

Крометого,вStorageDRSреализованрежимобслуживанияхранилищаданных,прикоторомвсевиртуальные машины и виртуальные диски автоматически эвакуируются из выбранного хранилища данных в остальные хранилища в кластере хранилищ данных.

Кластер хранилищ данных Кластер хранилищ данных Кластер хранилищ данных

Привязка VMDK Разделение VMDK Разделение VMDK

BMBM

BM

BM

BMBM

BMBM

BM

BM

Рис. 4. Правила привязки

StorageDRSработаеткаксхранилищаминаосновеVMFS,такисхранилищаминаосновеNFS.Однаков настоящеевремяобъединениехранилищданныхVMFSиNFSводномкластерехранилищданныхнеподдерживается. Более подробное описание этого компонента, советы по внедрению и проектированию см. в руководстве по управлению ресурсами (глава 11).

Т Е Х Н И Ч Е С К А Я С Т А Т Ь Я / 7

Новые возможности VMware vSphere 5.0: хранилище

API-интерфейсы для хранилищ vSphere: отслеживание хранилищAPI-интерфейсыдляхранилищvSphere®(отслеживаниехранилищ)—этоновыйнаборAPI-интерфейсов,с помощьюкоторогосерверVMwarevCenterможетобнаруживатьвозможностилогическихтомоввмассиваххраненияи хранилищ данных, что значительно упрощает выбор подходящего диска для размещения виртуальной машины или созданиякластеровхранилищданных.API-интерфейсыдляхранилищvSphere®(отслеживаниехранилищ)могуттакжебыть полезны при поддержке, например, процесса устранения неполадок или при взаимодействии администраторов хранилищсvSphere.Возможностихранилищаданных,такиекакуровеньRAID,«тонкая»или«толстая»инициализация,состояниерепликацииимногоедругое,теперьмогутотображатьсянасервереVMwarevCenterспомощью«определяемых системой возможностей», которые являются дескрипторами отдельных хранилищ данных, или с помощьюатрибутов,доступныхнавкладкеStorageViews(«Представленияхранилищ»)ичерезAPI-интерфейсSMS.API-интерфейсыдляхранилищvSphere(отслеживаниехранилищ)предназначеныдляустраненияпотребностив поддержкеобъемныхтаблицсоспискамивозможностейхранилищпокаждомуизлогическихтомов,которыегарантируют правильное выполнение соглашений об уровнях обслуживания для виртуальных машин.

Хранилище на основе профилейУправлениехранилищамиданныхисопоставлениевиртуальныхмашинссоответствующимихранилищамиданных для выполнения соглашений об уровнях обслуживания может быть сложной и трудоемкой задачей. В vSphere 5.0 реализовано управление хранилищами на основе профилей, быстро и оптимально размещающее виртуальные машины на основании соглашений об уровнях обслуживания, сведений о доступности, производительности или других требований, с учетом доступных ресурсов хранения данных.

С помощью управления хранилищами на основе профилей можно запрашивать в профиле хранилища виртуальной машины различные характеристики хранилища данных, обычно определяемые в виде уровней. Такиепрофилииспользуютсяприинициализации,клонированиииработеStoragevMotion,чтобыобеспечить доступность только хранилищ данных или кластеров хранилищ данных, соответствующих требованиям профиля хранилища виртуальной машины. Профиль хранилища виртуальной машины может такжепомочьвыбратьхранилищаданныхсхожеготипаприсозданиикластерахранилищданныхStorageDRS.Управлениехранилищаминаосновепрофилейсократитчисловыполняемыхвручнуюзадачадминистрирования, необходимых для размещения виртуальных машин, и в то же время улучшит соответствие хранилищ виртуальных машин соглашениям об уровнях обслуживания.

Прил.ОС

НесовместимыеСовместимые

«Золотой»

Профиль хранилища ВМ,связанный с ВМ

Профиль хранилища ВМ,описывающий требования

к хранилищу

Возможности хранилищаAPI-интерфейсы для хранилищ

vSphere (отслеживание хранилищ) или пользовательские

Рис. 5. Профиль хранилища виртуальной машины

Т Е Х Н И Ч Е С К А Я С Т А Т Ь Я / 8

Новые возможности VMware vSphere 5.0: хранилище

Управлениехранилищаминаосновепрофилейреализуетэтипреимуществазасчетиспользованияследующих возможностей.

• ПолнаяинтеграциясAPI-интерфейсамидляхранилищvSphere®(отслеживаниехранилищ),дающаявозможностьиспользовать сведения о характеристиках хранилищ данных, предоставляемые поставщиками хранилищ.

• ПоддержкахранилищNFS,iSCSIиFibreChannel(FC),атакжевсехмассивовхранениявспискесовместимогооборудования.

• ПредоставлениеадминистраторуvSphereвозможностиразмечатьхранилищавсоответствиисописаниямидля заказчиков или вариантов использования.

• Использованиехарактеристикхранилищи/илиопределяемыхадминистраторомописанийдлясозданияправил размещения виртуальных машин в виде профилей хранилищ данных.

• Возможностьлегкопроверитьвиртуальнуюмашинунасоответствиеэтимправилам.Этогарантирует,что виртуальная машина не будет развернута или перенесена в хранилище данных неверного типа без оповещения администратора.

Статус соответствия виртуальной машины нормативным требованиямКак упоминалось ранее, использование профилей хранилищ данных виртуальных машин помогает проверять соответствие всех виртуальных машин и связанных с ними виртуальных дисков в единой консоли (рис. 6). Но эту информацию можно также просматривать и по отдельным виртуальным машинам, благодаря чему даже «администраторы виртуальных машин», у которых может не быть доступа ко всем уровням инфраструктуры, смогут проверять соответствие требованиям на вкладке сводки по виртуальной машине (рис. 7).

Рис. 6. Единая консоль управления соответствием профилей хранилищ виртуальных машин

Рис. 7. Контроль соответствия по профилям отдельных виртуальных машин

В результате управление уровнями хранилищ данных, инициализация, перенос, клонирование и правильное размещение виртуальных машин в средах vSphere стали проводиться эффективнее, а интерфейс этих операцийсталболееудобным.Управлениехранилищаминаосновепрофилейустраняетнеобходимостьв ведениисложныхиобъемныхтаблиц,атакжепроверкесоответствиятребованиямвручнуюприкаждомпереносе и каждом создании виртуальной машины или виртуального диска.

Т Е Х Н И Ч Е С К А Я С Т А Т Ь Я / 9

Новые возможности VMware vSphere 5.0: хранилище

Программный инициатор Fibre Channel over EthernetВvSphere4.0быладобавленаподдержкааппаратныхсетевыхадаптеровFibreChanneloverEthernet(FCoE).В vSphere5.0поддержкаFCoEрасширяетсядокачественноновогоуровнязасчетдобавленияпрограммногоадаптераFCoE.ДлявключенияпрограммногоадаптераFCoEнеобходимсетевойадаптерсчастичнойподдержкойоперацийFCoE(рис.8).

Рис. 8. Добавление программного адаптера FCoE

ПослевключенияпрограммногоадаптераFCoEсоздаетсяновыйадаптер.ПослесозданияадаптераvSphereраспознает доступные этому адаптеру устройства (рис. 9), обеспечивая возможность создания нового хранилищаданных.ПрограммныйадаптерFCoEподдерживаетиспользованиевозможностейFCoEбезнеобходимостиограничиватьсяприменениемконкретныхаппаратныхадаптеровFCoE,чтоповышаетгибкость и динамичность инфраструктуры.

Рис. 9. Адаптер FCoE