Новости Статьи VMware Veeam StarWind Microsoft ИТ-ГРАД Citrix Symantec 5nine События Релизы Видео Контакты Авторы RSS
Виртуализация и виртуальные машины

Виртуализация vSphere, Hyper-V, XenServer и Red Hat

Более 4810 заметок о виртуализации и виртуальных машинах VMware, Microsoft, Citrix, Red Hat

VM Guru / Articles / Как VMware продолжает менять подход к ИТ-инфраструктуре: концепция vVOL для хранилищ виртуальных машин vSphere.

Как VMware продолжает менять подход к ИТ-инфраструктуре: концепция vVOL для хранилищ виртуальных машин vSphere.

Как VMware продолжает менять подход к ИТ-инфраструктуре: концепция vVOL для хранилищ виртуальных машин vSphere.

Автор: Александр Самойленко
Дата: 06/09/2012

Реклама:



Статья:

Начать нужно издалека. Когда разрабатывались средства для создания и управления ИТ-инфраструктурой предприятий, они, конечно же, не были рассчитаны на то, что когда-нибудь мир изменится и виртуализация станет основой ИТ в большинстве крупных компаний. Начав с использования технологий полной и частичной программной эмуляции в продуктах VMware Workstation и ESX Server первых версий, компания VMware (и не только она) заставила производителей процессоров поверить, что их изначально необходимо делать с поддержкой виртуализации, то есть передать часть функций программной платформы на сторону CPU в целях улучшения производительности и простоты управления гостевыми ОС со стороны гипервизора. Так появились технологии аппаратной виртуализации Intel VT и AMD-V, для которых уже не требовалось больших трудозатрат в человеко-кодочасах на написание и модернизацию гипервизора.

Для виртуализации оказались также неудобны физические коммутаторы, поэтому VMware сделала софтверные коммутаторы vSwitch, работающие на уровне ядра VMKernel, которые позволяли гибко управлять политиками VLAN (и другими политиками) на уровне групп портов этих программных сущностей. Потом появился распределенный коммутатор VMware Distributed Switch, который объединял софтовые vSwitch в целях обеспечения централизованного управления сетевой инфраструктурой и снижения трудозатрат на администрирование. В это время производители смекнули, что коммутатор можно запихнуть в сетевую карту и сделали технологию SR-IOV, которая также представляет собой изменения видения вендоров "железа" под воздействием популярности виртуализации (технология поддерживается и в vSphere 5.1). Когда стало понятно, что традиционной концепции VLAN не хватает, поскольку появился новый тип бизнеса IaaS - придумали технологию VXLAN, которая также требует поддержки со стороны аппаратного обеспечения.

С точки зрения хранилищ, компания VMware тоже внесла инновации в традиционный подход - она предложила передать часть функций по управлению объектами виртуальной инфраструктуры на сторону дисковых массивов. Так появился механизм VAAI, который, будучи поддерживаемым со стороны вендоров СХД, позволяет в разы увеличить производительность некоторых операций в виртуальными машинами на хранилищах, а значит, это создает вендорам массивов дополнительное преимущество. Поэтому и на этот раз им пришлось следовать за трендом и реализовать поддержку VAAI в своих хранилищах.

Теперь VMware увидела новую проблему, мешающую движению виртуализации вперед: логическая единица хранилищ - LUN.

Когда создавались дисковые массивы для традиционных физических серверов, производители справедливо полагали, что LUN будет использоваться либо одной ОС как диск, либо небольшим кластером как общий диск. Потом пришла VMware и адаптировала концепцию LUN к своему продукту, сделав кластерную файловую систему VMFS, которая будучи развернута в рамках одного или нескольких LUN позволяет предоставить одновременный доступ к их содержимому со стороны нескольких хостов ESX / ESXi. Эта файловая система зарекомендовала себя очень хорошо, и больших неудобств пользователи не испытывали до того, как их инфраструктура становилась очень крупной.

В большой виртуальной инфраструктуре присутствуют сотни хранилищ VMFS, созданных поверх LUN, где лежат виртуальные машины с различным уровнем требуемого сервиса и политик. Проблемы начинаются с того, что система хранения не знает о том, что на ее LUN находятся виртуальные машины. Например, синхронная репликация на уровне массива может делаться только на уровне LUN, хотя с данного тома VMFS требуется реплицировать не все ВМ, которые могут быть с различным уровнем критичности. То же самое касается снапшотов и снапклонов уровня массива, а также технологий резервного копирования. Конечно же, все это можно обойти, сделав репликацию и резервное копирование с помощью Veeam Backup and Replication или vSphere Replication и vSphere Data Protection, однако это задействует ресурсы хоста и не настолько производительно. Можно сделать дизайн инфраструктуры из расчета 1 машина на LUN, однако это создает сложности управления томами VMFS (управление путями, политики и т.п.), да и зачем вообще тогда нужна VMFS?

Поэтому VMware решила пойти в традиционном направлении: "заставить" производителей массивов считаться с виртуальными машинами. Так появилась концепция vVOL (она же VM Volumes), которая увеличивает уровень гранулярности работы хост-сервера с хранилищем за счет непосредственных операций с виртуальной машиной, минуя сущности "LUN->том VMFS->Datastore".

На этой картинке мы видим, что в традиционной модели, которая есть сейчас, N хост-серверов создают с M томами дискового массива N x M связей, которые создают большую нагрузку на дисковые ресурсы. Например, в концепции VDI, где десктопы используют тонкие диски, растущие по мере наполнения их данными, операции с одним десктопом (выделение блоков) влияют на производительность всего тома и все виртуальных машин на нем, поскольку требуются операции с метаданными тома VMFS. VMware решила устранить эту проблему на корню, взявшись за то, чтобы массив позволял оперировать с отдельной виртуальной машиной на хранилище, не затрагивая остальные ВМ на нем.

Таким образом, vVOL является неким аналогом существующих сегодня LUN, но с меньшим уровнем гранулярности операций по сравнению с томами VMFS (последние, как правило, создаются из одного LUN). То есть, vVOL - это низкоуровневое хранилище одной виртуальной машины, с которым будут позволены операции на уровне массива, которые сегодня доступны для традиционных LUN - например, снапшоты дискового уровня, репликация и прочее. Проще говоря, VMDK-диск машины нужно хранить как отдельную сущность уровня хранилищ в виде vVOL, тогда с ней можно будет работать отдельно, без влияния на другие ВМ этого массива.

Выглядит все это так:

Но как же быть, например, с тем, что один хост ESXi поддерживает до 256 LUN, с которыми он может взаимодействовать? Очень просто - в массиве должно быть устройство, называемое "IO Demultiplexer" или "IO Demux", которое представляет собой логический канал ввода-вывода, предоставляющий доступ ко всем дисковым устройствам, где будут размещены тома vVOL виртуальных машин. Такое устройство должно реализовывать политики доступа по нескольким путям уже в самом себе, а за ним могут находиться тысячи виртуальных машин. Очевидно, что это устройство нуждается в резервировании. Самое интересное тут то, что в рамках данной концепции нивелируются различия между NAS и блочными FC или iSCSI-хранилищами в плане работы с дисками ВМ.

Здесь также появляется еще одна проблема - как быть, если администратор VMware vSphere может создавать бесконтрольно виртуальные машины, оперируя уровнем хранилищ, а администратор систем хранения так об этом и не узнает? Для этого есть концепция емкостных пулов (Capacity Pools), которые создает администратор СХД, определяя уровень доступной емкости в пуле и политики, ограничивающие спектр низкоуровневых операций в этом пуле.

Для того, чтобы удовлетворять показателям уровня обслуживания (QoS), была придумана концепция профилей хранилищ (Profiles), на уровне которых администратор может задавать требуемые параметры производительности и политики данных, которые могут быть применены как на уровне vVOL, так и на уровне Capacity Pool.

Текущие техники оптимизации хранилищ, такие как Storage DRS, SIOC, VASA и VAAI - это шаги в правильном направлении, однако их недостаточно, чтобы обеспечить максимальный уровень гибкости на уровне отдельных виртуальных машин в большой инфраструктуре. Поэтому концепция vVOL может помочь это сделать в будущем. Все это органично вписывается в концепцию программно-определяемых хранилищ (Software Defined Storage), по аналогии с Software Defined Networking, обе которых являются частями глобальной концепции Software Defined Datacenter.

Ну и на закуску - демка с VMworld 2012 функциональности vVOL, где происходят следующие вещи:

  • Механизм vSphere Data Protection хочет сделать резервную копию ВМ.
  • В качестве хранилища используется EMC VNXe, в котором есть поддержка прототипа VM Granular Storage.
  • ВМ находится в "Capacity Pool" на томе "Virtual Volume", для которого определены политики, в том числе "VM-accelerated snapshots".
  • В экспериментальной сборке vSphere используется VM Granular Storage API, с помощью которого делается высокопроизводительный Virtual-Volume level snapshot в целях дальнейшего резервного копирования машины

Все это выглядит круто, осталось только производителям дисковых массивов вздохнуть и взяться за новую трендовую концепцию.

Реклама







Зал Славы Рекламодателя
Ближайшие события в области виртуализации:

29/05/2019:  IT&SECURITY FORUM 2019
05/06/2019:  IT Management Forum 2019
06/06/2019:  VeeamON Forum 2019

Быстрый переход:
VMware IT-Grad Veeam StarWind PowerCLI Offtopic Gartner Citrix VSAN GDPR 5nine Hardware VeeamON Nutanix vSphere RVTools Enterprise Security Code Cisco vGate Microsoft Cloud SDRS Parallels IaaS HP VMFS VM Guru Oracle Red Hat Azure KVM VeeamOn 1cloud Docker Storage NVIDIA Partnership Dell Virtual SAN Virtualization VMTurbo vRealize VirtualBox Symantec Softline EMC Login VSI Xen Teradici Amazon NetApp VDI Linux Hyper-V IBM Google VSI Security Windows vCenter VMachines Webinar View VKernel Events Windows 7 Caravan Apple TPS Hyper9 Nicira Blogs Sun VMC Xtravirt Novell IntelVT Сравнение VirtualIron XenServer CitrixXen ESXi ESX ThinApp Books P2V Labs SRM vSAN HCI App Volumes Tools Video vROPs Workspace ONE Backup Horizon VMUG vCloud NSX vRNI HA Update Manager VCP VVols Workstation Update UEM DR Networking Cache Storage DRS VMworld Workspace DRS Fusion Lifecycle Visio Log Insight Operations Manager SDDC Virtual Appliance OpenStack Forum PowerShell LSFS Client vCSA Datacenter Intel Agent esxtop Book Photon Cloud Computing SSD Comparison Blast Performance Nested AWS XenDesktop VSA vNetwork SSO Host Client VMDK VTL iSCSI Whitepaper Appliance VUM V2V Support Обучение Web Client Mobile Automation Replication Desktop Fault Tolerance Vanguard SaaS Connector Event Free SQL Sponsorship Finance FT Containers Converter XenApp Snapshots vGPU Auto Deploy SMB RDM Mirage XenClient MP SC VMM Certification VDP Partners PCoIP RHEV vMA Award Network USB Licensing Logs Server Demo vCHS Calculator Бесплатно vExpert Beta SAN Exchange MAP ONE DaaS Monitoring VPLEX UCS SDK Poster VSPP Receiver vMotion VDI-in-a-Box Deduplication Reporter vShield ACE Go nworks iPad XCP Data Recovery Documentation Sizing Pricing VMotion Snapshot FlexPod VMsafe Enteprise Monitor vStorage Essentials Live Migration SCVMM TCO Studio AMD-V VirtualCenter NFS ThinPrint CLI Helpdesk Troubleshooting VIC Upgrade VDS Bug Migration Director Stencils Memory API Android Graphics Diagram Air Plugin DPM SIOC Flex Mac Open Source SSH VAAI Chargeback Heartbeat MSCS Ports SVMotion Bugs Composer
Интересные плакаты:

Постер VMware vSphere PowerCLI 6.3:

Постер VMware ESXi 5.1:

Постер VMware Hands-on Labs 2015:

Постер VMware Platform Services Controller 6.0:

Постер VMware vCloud Networking:

Постер VMware NSX (референсный):

Постер VMware vCloud SDK:

Постер VMware vCloud Suite:

Постер VMware vCenter Server Appliance:

Порты и соединения VMware vSphere 6:

Порты и соединения VMware Horizon 7:

Порты и соединения VMware NSX:

Управление памятью в VMware vSphere 5:

Как работает кластер VMware High Availability:

Постер VMware vSphere 5.5 ESXTOP (обзорный):

Постер Veeam Backup & Replication v8 for VMware:

Постер Microsoft Windows Server 2012 Hyper-V R2:

 

Популярные статьи:
Как установить VMware ESXi. Инструкция по установке сервера ESXi 4 из состава vSphere.

Включение поддержки технологии Intel VT на ноутбуках Sony VAIO, Toshiba, Lenovo и других.

Как настроить запуск виртуальных машин VMware Workstation и Server при старте Windows

Как работают виртуальные сети VLAN на хостах VMware ESX / ESXi.

Что такое и как работает виртуальная машина Windows XP Mode в Windows 7.

Типы виртуальных дисков vmdk виртуальных машин на VMware vSphere / ESX 4.

Сравнение Oracle VirtualBox и VMware Workstation.

Инфраструктура виртуальных десктопов VMware View 3 (VDI)

Бесплатные утилиты для виртуальных машин на базе VMware ESX / ESXi.

Как использовать возможности VMware vSphere Management Assistant (vMA).

Проектирование инфраструктуры виртуализации VMware vSphere 4.

Как поднять программный iSCSI Target на Windows 2003 Server для ESX

Работа с дисками виртуальных машин VMware.

Бесплатные программы для VMware ESX / ESXi в среде Virtual Infrastructure / vSphere (часть 2).

Новые возможности VMware vSphere 5.0 - официально.

Все ресурсы о виртуализации:
Интервью:

Alessandro Perilli
virtualization.info
Основатель

Ратмир Тимашев
Veeam Software
Президент


Купить:

VMware vSphere 6.5


Veeam Backup 9.5


Полезные ресурсы:


Видео компании VMware

Видео про Citrix Xen

Видео о виртуализации Microsoft

Утилиты для виртуальных машин Microsoft.

Книги на английском языке

Блоги на английском языке

Блоги на русском языке

Агрегация статей в твиттере VMC:


Copyright VM Guru 2006 - 2019, Александр Самойленко. Правила перепечатки материалов.