NetApp Tech OnTap NetApp Logo
NetApp Tech OnTap
     
NetApp sorgt für die optimale Nutzung von VMware VVOLs.
Graham Smith
Senior Product Manager
Nick Howell
Virtualization Solutions Architect

Keine Frage: Die virtuelle Serverinfrastruktur brachte enorme Vorteile für moderne Datacenter mit sich. Zugleich ergaben sich aber auch neue Herausforderungen, was Storage anbelangt.

  • Ohne Add-ons von Drittanbietern lassen sich die Storage-Anforderungen einzelner virtualisierter Applikationen nur schwer direkt managen.
  • Administratoren, die nicht mit Storage vertraut sind, müssen sich häufig umfassende Kenntnisse der zugrunde liegenden Storage-Systeme aneignen, um spezifische Anforderungen an die Applikations-Performance und -verfügbarkeit zu erfüllen.

Aufgrund dessen sind manchmal selbst die erfahrensten Administratoren nicht in der Lage, das volle Potenzial ihrer Storage-Infrastruktur für die Virtualisierung auszuschöpfen. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, führt VMware Virtual Volumes (VVOLs, aktuell Teil von vSphere Beta) ein. In diesem Artikel sehen wir uns die VVOL Architektur im Detail an und erläutern, wie NetApp richtlinienbasiertes Management mit VVOLs integriert, damit VMware Nutzer vom vollen Funktionsumfang des Storage-Betriebssystems Clustered Data ONTAP profitieren, einschließlich Deduplizierung, Snapshot Kopien, Replizierung und Klonen.

Die aktuelle Version unseres VASA Providers ist derzeit neben der nächsten Version von vSphere als Beta-Version erhältlich und zeigt unsere enge Integration mit VVOLs. Informieren Sie sich JETZT über die größte Veränderung im Bereich virtueller Storage seit VMFS-3.

Welche Herausforderungen meistern VVOLs?

Bevor es Virtualisierung gab, war es relativ einfach, Storage sowie die Storage-Richtlinien für jede Applikation anzupassen. Mit der Virtualisierung ging auch die Abstraktion des Datastores einher und wurde zu der Granularitätsebene, auf der Storage gemanagt wird.

Alle virtuellen Applikationsfestplatten (auch vDisks oder VMDKs genannt) in einem traditionellen Datastore werden auf die gleiche Art und Weise behandelt und gemanagt. Da ein ESXi Host nicht sicher weiß, welche Funktionen der zugrunde liegende Storage für die gesamte Virtualisierung bietet, übernimmt er oft eine Menge an Storage-bezogenen Aufgaben, auch wenn diese besser an das Storage-System selbst ausgelagert werden sollten. (Hierfür kann der Standard für die Storage-Auslagerung verwendet werden, auch bekannt als vStorage APIs für Array Integration oder VAAI.)

Die Servervirtualisierung führte das Konzept des Datastore ein, wodurch jedoch die Storage-Flexibilität eingeschränkt wurde. VVOLs bieten granulares Storage-Management für mehr Flexibilität sowie eine automatische Storage-Platzierung.

Abbildung 1) Die Servervirtualisierung führte das Konzept des Datastore ein, wodurch jedoch die Storage-Flexibilität eingeschränkt wurde. VVOLs bieten granulares Storage-Management für mehr Flexibilität sowie eine automatische Storage-Platzierung.

Um sicherzustellen, dass die Applikationsanforderungen erfüllt wurden, mussten sich Administratoren zunehmend mit den Details der zugrunde liegenden Storage-Systeme auseinandersetzen: Welche Protokolle wurden verwendet? Wie war der Backup-Plan? Wurde Replizierung angewendet?

VVOLs bieten hierfür zwei Ansatzpunkte: Zum einen können individuelle virtuelle Festplatten unabhängig voneinander oder unabhängig von der gesamten Virtual Machine gemanagt werden. Und zum anderen kann die Abstimmung der VM Storage-Anforderungen auf die zugrunde liegenden Storage-Systemfunktionen stärker automatisiert werden.

VVOLs erzielen dies durch:

  • Bereitstellung und Management von Datastores und virtuellen Festplatten anhand von Richtlinien
  • gleichberechtigten Zugriff auf VVOL Datastores über SAN und NAS
  • Trennung von Kontroll- und Datenpfaden für Out-of-Band-Management von Storage-Ressourcen

VVOLs ermöglichen VMware und Storage-Administratoren die Nutzung einer gemeinsamen Plattform und bieten dabei das Fundament für softwaredefinierten Storage (SDS) im Datacenter.

Allgemeines zu VVOLs

Die VVOL Architektur behält das Konzept eines Datastores bei, bietet aber eine neue Methode für das Storage-Management. Gleichzeitig profitieren Nutzer von bekannten Funktionen und der Kompatibilität mit vorherigen Implementierungen. Die virtuellen Festplatten in einem VVOL Datastore können über unterschiedliche Service-Level-Ziele (SLOs) verfügen und unabhängig voneinander gemanagt werden. Der VVOL Datastore ist vom zugrunde liegenden Storage abgekoppelt, wobei alle Funktionen des Storage mit jeder virtuellen Festplatte des VVOL verwendet werden können.

Protokollendpunkte

ESXi Server stellen über einen Protokollendpunkt (PE) eine Verbindung zu den virtuellen Festplatten in einem VVOL Datastore her. Der Betrieb dieses Endpunkts hängt vom verwendeten Storage-Protokoll ab. (NFS, iSCSI, Fibre Channel und FCoE werden vollständig unterstützt.) Bei NFS ist der PE einfach ein Bereitstellungspunkt, wobei die virtuellen Festplatten die Dateien hinter diesem Bereitstellungspunkt sind.

Für SAN-Protokolle ist der PE eine Proxy-LUN. Da vSphere nur 256 direkte LUN-Verbindungen pro ESXi Host unterstützt, fungiert die Proxy-LUN als Multiplexer, wodurch jeder ESXi Host auf Tausende zugrunde liegende LUNs zugreifen kann, die jeweils über eine eindeutige Kennung verfügen. Jede LUN entspricht dabei einer virtuellen Festplatte.

Die VVOL Architektur nutzt Protokollendpunkte (PEs), um einen einheitlichen Zugriff auf SAN- und NAS-Storage zu ermöglichen.

Abbildung 2) Die VVOL Architektur nutzt Protokollendpunkte (PEs), um einen einheitlichen Zugriff auf SAN- und NAS-Storage zu ermöglichen.

So ist die Provisionierung virtueller Festplatten nicht mehr an ein bestimmtes Protokoll gebunden. Der VVOL Datastore wird als abstrakte Einheit eingebunden, wobei herkömmliche Datastores nun einfach nur Volumes innerhalb dieses logischen Containers sind.

Getrennte Kontroll- und Datenpfade

Beim Management sind der Kontroll- und der Datenpfad logisch voneinander getrennt und das richtlinienbasierte Management wird anhand von vSphere APIs für Storage Awareness (VASA) durchgeführt. Die Storage-Systeme nutzen einen separaten VASA Provider, der verfügbare Storage-Funktionen für vCenter über die VASA API bereitstellt. Bereitstellungsanfragen werden dem am besten geeigneten zugrunde liegenden Storage-System automatisch zugewiesen, um die angegebenen SLOs zu erfüllen.

Die VVOL Architektur verfügt über getrennte Daten- und Kontrollpfade.

Abbildung 3) Die VVOL Architektur verfügt über getrennte Daten- und Kontrollpfade.

Wie beispielsweise in Abbildung 3 gezeigt wird, verfügt Clustered Data ONTAP über einen VASA Provider, der über die NetApp Virtual Storage Console (VSC) gemanagt wird, das bewährte NetApp Management-Plug-in für vCenter. Über den Provider sind alle Funktionen von Clustered Data ONTAP verfügbar, darunter verschiedene Medientypen und Storage-Protokolle sowie Datenmanagement-Funktionen wie Erstellen, Snapshot, Klonen, Replizieren usw. Sie erstellen einfach einen VVOL Datastore über die vCenter Schnittstelle, fügen Storage Volumes hinzu und legen Regeln in den VM Storage-Profilen fest, die die verfügbaren Storage-Funktionen beschreiben. Die Arbeitsabläufe gleichen denen herkömmlicher Datastores, was die Einführung von VVOL erleichtert.

Wird neuer Storage benötigt, können VMs anhand von VM Storage-Profilen bereitgestellt werden. Der Anfragesteller muss lediglich wissen, welche Funktionen benötigt werden. Darüber hinaus können VM Storage-Profile erstellt werden, die bestimmte Richtlinien implementieren. Möglicherweise verwenden Sie die bekannten Bronze-, Silber- und Goldrichtlinien oder Richtlinien mit aussagekräftigen Namen wie „Exchange“, „Datenbank“ oder „Web-Server“. Die Richtlinien werden vorab von einem Architektur- oder Applikationsexperten definiert.

Der VMware Administrator muss anschließend nur die passende Richtlinie auswählen, ohne dafür irgendwelche Kenntnisse über die zugrunde liegenden physischen Storage-Systeme zu benötigen. Storage kann entweder direkt über vCenter oder über Cloud-Managementtools bereitgestellt werden. Sobald eine Anfrage eingeht, stellt vSphere automatisch Storage-Ressourcen aus dem am besten geeigneten VVOL Datastore bereit.

NetApp und VVOLs

NetApp hat den Bedarf für ein granulareres Storage-Management von Virtual Machines schon früh erkannt und arbeitet bereits seit mehreren Jahren auf diesem Gebiet. VSC 5.0, das im April 2014 eingeführt wurde, war hierbei ein wichtiger Meilenstein und wir freuen uns über die neuen Verbesserungen, die durch VVOLs erzielt werden können.

Wir arbeiten mit großem Einsatz daran, VVOLs so schnell wie möglich zu unterstützen. Da NetApp ein Design- und Referenzpartner für VVOL Technologie ist, gilt unsere Implementierung als Standard. Außerdem sind wir der einzige Anbieter, der über nur eine Plattform sowohl NFS- als auch SAN-Protokolle unterstützt.

Wir verfügen derzeit über eine Lösung als Beta-Version, die alle in Tabelle 1 aufgeführten Funktionen sowohl für SAN als auch für NFS unterstützt.

Tabelle 1) NetApp VM-Managementprozesse für herkömmliche Datastores und VVOLs

 HerkömmlichVVOLs
FeatureSAN NFSSANNFS
vDisk-Klonen
(ausgelagert)
LangsamSchnellSchnellSchnell
Datastore SnapshotsJaJaJaJa
vDisk Snapshots
(ausgelagert)
NeinBegrenztJaJa
Datastore-QoSJaJaJaJa
vDisk-QoS NeinJaJaJa
Datastore-Live-VerschiebungJaJaJaJa
vDisk-Live-VerschiebungONTAP
(Node)
HostONTAP
(Cluster)
ONTAP (Cluster)
Datastore-ReplizierungJaJaJaJa
vDisk-ReplizierungHostZukunftZukunftZukunft
vDisk-SLO-Compliance-PrüfungJaJaJaJa
vDisk-SLO-Compliance-LösungAnleitungAnleitungAutomatischAutomatisch
vDisk-PlatzierungHalbautomatischHalbautomatischAutomatischAutomatisch

Monitoring und Korrektur der VVOL Compliance

Die NetApp VVOL Implementierung umfasst sowohl die Compliance-Prüfung von SLOs als auch die Compliance-Lösung. Bei der Compliance-Prüfung wird sichergestellt, dass die virtuelle Festplatte die entsprechende SLO einhält. Bei der Compliance-Lösung werden, sofern möglich, Compliance-Probleme automatisch korrigiert. Entsprechende Maßnahmen sind beispielsweise Änderungen an den QoS-Einstellungen, die Steigerung der Replizierungshäufigkeit oder das Verschieben einer VVOL an einen anderen Speicherort.

Teilnahme am NetApp Beta-Test für VVOLs

NetApp ist aktuell der einzige Storage-Anbieter, der neben der VMware vSphere Beta-Version einen offenen Beta-Test für VVOLs anbietet. Wenn Sie ein Kunde oder Partner von NetApp sind, können Sie sich einfach anmelden und diese neue Technologie direkt testen.

Um die erforderlichen Versionen von vSphere und vCenter zu erhalten, müssen Sie sich für das VMware vSphere Beta-Programm anmelden.

Außerdem müssen Sie zwei NetApp Softwareprodukte herunterladen, um VVOLs auf NetApp Storage-Systemen einsetzen zu können:

  • VSC 5.0.1 Beta
  • VASA Provider 6.0 für Clustered Data ONTAP Beta

Im Folgenden einige Tipps für einen schnellen Start:

  • Sie benötigen Clustered Data ONTAP 8.2.1 oder höher. Der ONTAP Simulator von NetApp unterstützt diesen Funktionsumfang für Test- und Entwicklungszwecke ebenfalls.
  • Als Einführung in VVOLs auf NetApp Storage sollten Sie sowohl die README-Datei als auch den Quick Start Guide sorgfältig lesen.

VMworld 2014

Wenn Sie die VMworld besuchen, haben Sie die einmalige Gelegenheit, VVOLs auf NetApp Storage aus erster Hand zu testen:

  • Praktische Übungen – HOL-PRT-1471 – Richtlinienbasiertes Management und VVOL Technologievorschau
  • Live-Vorführungen am Stand von NetApp im Bereich Solutions Exchange
  • Technische Mitarbeiter und Entwickler vor Ort zur Beantwortung aller Fragen

Wir würden uns sehr über Ihr Feedback freuen. Alle Informationen zu den NetApp Aktivitäten bei der VMworld finden Sie hier.

 Ihre Meinung zu VVOLs

Stellen Sie Fragen, tauschen Sie Ideen aus und diskutieren Sie online – in der NetApp Community!

Von Graham Smith, Senior Product Manager, und Nick Howell, Virtualization Solutions Architect

Graham Smith beschäftigt sich vorrangig mit VMware Servervirtualisierungslösungen für NetApp. Obwohl viele seiner Aufgaben in den Bereich Produktmanagement fallen, ist er bestrebt, sich so viel wie möglich mit der Technologie und den daraus resultierenden Lösungen für Geschäftsprobleme zu beschäftigen. Seit Beginn seiner beruflichen Laufbahn liegen ihm Innovationen und die Aufklärung über deren Vorteile ganz besonders am Herzen.

Bevor er 2010 zu NetApp kam, arbeitete er bei verschiedenen I/O- und Netzwerk-Start-up-Unternehmen. Außerdem arbeitete er in der UNIX Abteilung von HP im Bereich Marketing und F&E.

Nick Howell startete seine Karriere in der IT etwa im Jahr 2000 und konzentrierte sich nach seiner Zertifizierung als CCNA und MCSE 2000 schlussendlich auf die Server-Verwaltung. Im Jahr 2007 entdeckte er sein Interesse für die Virtualisierung und Shared Storage und begann in seiner Abteilung sofort mit der Implementierung. Er befürwortet die komplette Virtualisierung von IT-Umgebungen und unterstützt Kunden von NetApp beim Entwurf und bei der Implementierung fortschrittlicher Virtualisierungslösungen. Sein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf Managementtools, Backup/Recovery und verwandten Technologien, die Administratoren das Leben erleichtern.

Tech OnTap
Melden Sie sich jetzt an.
Tech OnTap liefert jeden Monat Einblicke in die IT-Welt sowie exklusive Best Practices, Tipps und Tools, Interviews mit Entwicklern, Demos, Testberichte und vieles mehr.

Besuchen Sie Tech OnTap in der NetApp Community, um sich noch heute anzumelden.

Oktober 2014

Entdecken
Entdecken
Erfahren Sie bei der VMworld 2014 mehr über VVOLs auf NetApp.

Wenn Sie dieses Jahr die VMworld besuchen, lassen Sie sich diese Gelegenheiten nicht entgehen, VVOLs auf NetApp Storage aus erster Hand zu testen:

  • Praktische Übungen – HOL-PRT-1471 – Richtlinienbasiertes Management und VVOL Technologievorschau
  • Live-Vorführungen am Stand von NetApp im Bereich Solutions Exchange
  • Technische Mitarbeiter und Entwickler vor Ort zur Beantwortung aller Fragen

Alle Informationen zu den VMworld Aktivitäten von NetApp erhalten Sie hier.

Entdecken
 
TRUSTe
Kontakt   |   Bezugsquelle   |   Feedback   |   Karriere  |   Abonnements   |   Datenschutzrichtlinie   |   © 2014 NetApp