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NetApp libera el potencial de los VVOL de VMware
Graham Smith
Gestor Jefe de Productos
Nick Howell
Arquitecto de Soluciones de Virtualización

Aunque no hay ninguna duda de que la infraestructura de servidores virtuales ha aportado enormes ventajas al centro de datos moderno, también ha introducido nuevos retos que afectan al almacenamiento de datos.

  • Es difícil gestionar directamente las necesidades de almacenamiento de datos de aplicaciones virtualizadas individuales (sin complementos de terceros).
  • Los administradores que no están familiarizados con el almacenamiento suelen necesitar grandes conocimientos sobre los sistemas de almacenamiento de datos subyacentes para responder a los requisitos de rendimiento y disponibilidad de aplicaciones específicas.

Estos factores pueden impedir incluso que hasta los administradores más experimentados aprovechen el potencial de su infraestructura de almacenamiento para admitir la virtualización. VMware está introduciendo Virtual Volumes (VVOL, que actualmente forma parte de vSphere Beta) para solucionar estas limitaciones. Este artículo estudia en profundidad la arquitectura de VVOL y describe cómo se integra la gestión basada en políticas de NetApp con VVOL para proporcionar a los usuarios de VMware toda la funcionalidad del sistema operativo de almacenamiento Clustered Data ONTAP®, incluidas las tecnologías de deduplicación, copias Snapshot™, replicación y clonado.

La versión más reciente de nuestro VASA Provider se encuentra actualmente en fase beta junto con la siguiente versión de vSphere, lo que demuestra nuestra profunda integración con VVOL. No se retrase, ¡AHORA es el momento de obtener información sobre el mayor cambio en almacenamiento virtual desde VMFS-3!

¿Qué problemas solucionan los VVOL?

Antes de la virtualización, era muy sencillo adaptar el almacenamiento (y las políticas de almacenamiento) a cada aplicación. Con la virtualización llegó la abstracción del almacén de datos, que se convirtió en el nivel de granularidad real al que se gestiona el almacenamiento.

Todos los discos virtuales de aplicaciones (conocidos como vDisk o VMDK) de un almacén de datos tradicional se tratan y gestionan del mismo modo. Dado que un host ESXi no puede estar seguro de las funciones que puede proporcionar el almacenamiento subyacente a la experiencia de virtualización general, suele realizar gran cantidad del trabajo relacionado con el almacenamiento, aunque sería mejor descargarlo en el propio sistema de almacenamiento. (Esto se puede realizar usando el estándar de descarga de almacenamiento conocido como vStorage APIs for Array Integration o VAAI).

La virtualización de servidores introdujo el concepto del almacén de datos, que limitó la flexibilidad del almacenamiento. Los VVOL proporcionan una gestión del almacenamiento granular para mejorar la flexibilidad y ofrecer ubicación automatizada del almacenamiento.

Figura 1) La virtualización de servidores introdujo el concepto del almacén de datos, que limitó la flexibilidad del almacenamiento. Los VVOL proporcionan una gestión del almacenamiento granular para mejorar la flexibilidad y ofrecer ubicación automatizada del almacenamiento.

Los administradores de VMware y aplicaciones tenían que familiarizarse cada vez más con los detalles de los sistemas de almacenamiento subyacentes (qué protocolos se usaban, cuál era la programación de backup, si se producía o no replicación) para garantizar que se satisfacían las necesidades de las aplicaciones.

Los VVOL solucionan estos problemas de dos formas: permitiendo gestionar discos virtuales individuales con independencia entre sí o con respecto a toda la máquina virtual e introduciendo mucha más automatización en el proceso de relacionar los requisitos de almacenamiento de las máquinas virtuales con la funcionalidad del sistema de almacenamiento subyacente.

Los VVOL logran este comportamiento mediante:

  • Gestión y aprovisionamiento basados en políticas de almacenes de datos y discos virtuales
  • Capacidad de acceder a almacenes de datos VVOL indistintamente mediante SAN y NAS
  • Separación de las rutas de control y datos para gestión fuera de banda de los recursos de almacenamiento

Los VVOL conectan a los administradores de VMware y aplicaciones con una plataforma común y, en el proceso, proporcionan los fundamentos para adoptar un método de almacenamiento definido por software (SDS) en el centro de datos.

Comprender los VVOL

La arquitectura VVOL conserva la idea de un almacén de datos, proporcionando una metodología nueva para gestionar el almacenamiento pero manteniendo la familiaridad y la compatibilidad con las implementaciones anteriores para los usuarios. Sin embargo, los discos virtuales en un almacén de datos VVOL pueden tener diferentes objetivos de nivel de servicio (SLO) y se pueden gestionar de forma independiente. El almacén de datos VVOL está desconectado del almacenamiento subyacente y muestra todas las capacidades del almacenamiento subyacente para usarlas con cualquier disco virtual que contenga.

Extremos de protocolo

Los servidores ESXi se conectan con los discos virtuales de un almacén de datos VVOL mediante un extremo de protocolo (PE), cuyo funcionamiento depende del protocolo de almacenamiento que se utilice. (NFS, iSCI, Fibre Channel y FCoE son totalmente compatibles). Para NFS, el PE es simplemente un punto de montaje NFS y los discos virtuales son archivos situados bajo ese punto de montaje.

Para los protocolos SAN, el PE es una LUN proxy. vSphere admite solo 256 conexiones de LUN directas por host ESXi; la LUN proxy actúa como multiplexor, lo que permite que cada host ESXi asuma miles de LUN subyacentes, cada una con un identificador único. Cada LUN se corresponde con un disco virtual.

La arquitectura VVOL usa extremos de protocolo (PE) para proporcionar acceso uniforme al almacenamiento SAN y NAS.

Figura 2) La arquitectura VVOL usa extremos de protocolo (PE) para proporcionar acceso uniforme al almacenamiento SAN y NAS.

Como resultado, el aprovisionamiento de discos virtuales ya no está ligado explícitamente a un protocolo u otro. El almacén de datos VVOL está montado como una entidad abstracta y los almacenes de datos tradicionales ahora son solo volúmenes dentro de ese contenedor lógico.

Separación de las rutas de control y datos

En lo relativo a la gestión, la ruta de control y la de datos están separadas lógicamente y las vSphere APIs for Storage Awareness (VASA) se usan para proporcionar gestión basada en políticas. Los sistemas de almacenamiento usan un VASA Vendor Provider separado que anuncia las capacidades de almacenamiento disponibles a vCenter usando la API VASA. Las solicitudes de almacenamiento se relacionan automáticamente con el mejor almacenamiento subyacente para satisfacer los SLO indicados.

La arquitectura VVOL tiene rutas de datos y control separadas.

Figura 3) La arquitectura VVOL tiene rutas de datos y control separadas.

Por ejemplo, como se muestra en la figura 3, Clustered Data ONTAP tiene un VASA Vendor Provider gestionado por Virtual Storage Console (VSC) de NetApp (el complemento contrastado de NetApp para vCenter). Mediante el Vendor Provider, Clustered Data ONTAP puede hacer que estén disponibles todas sus funcionalidades, incluidos diferentes tipos de medios, varios protocolos de almacenamiento y funciones de gestión de datos como creación, Snapshot, clonado, replicación, etc. Solo tiene que crear un almacén de datos VVOL mediante la interfaz de vCenter, agregar volúmenes de almacenamiento y crear reglas en VM Storage Profiles que describan las capacidades de almacenamiento disponibles. Los flujos de trabajo resultarán familiares para los que han trabajado con almacenes de datos tradicionales, lo que simplifica la adopción de VVOL.

Si se necesita nuevo almacenamiento, las máquinas virtuales se aprovisionan según VM Storage Profiles, por lo que el solicitante solo tiene que saber qué funcionalidades necesitan. Puede crear perfiles de almacenamiento de máquinas virtuales para implementar políticas específicas. Por ejemplo, puede tener las conocidas políticas Bronze, Silver y Gold, o políticas con nombres significativos como Exchange, Base de datos o Servidor web. Las políticas las ha definido con anterioridad un experto en arquitectura o aplicaciones.

El administrador de VMware solo tiene que seleccionar la política adecuada, no tiene que saber nada de los sistemas de almacenamiento físico subyacentes. El almacenamiento se puede aprovisionar directamente, mediante vCenter, o bien mediante herramientas de gestión de cloud. vSphere aprovisiona automáticamente los recursos de almacenamiento desde el almacén de datos VVOL más indicado cuando se recibe una solicitud.

NetApp y VVOLs

En NetApp reconocimos enseguida la necesidad de disponer de una gestión del almacenamiento más granular para máquinas virtuales y hemos avanzado en esa dirección durante años. VSC 5.0, lanzado en abril de 2014, fue un importante paso en esa dirección y estamos emocionados con las nuevas mejoras que hacen posible los VVOL.

Hemos aplicado un gran nivel de compromiso para proporcionar soporte para VVOL con la mayor rapidez posible. NetApp es un partner de diseño y referencia para la tecnología VVOL, por lo que nuestra implementación es el método estándar. También somos el único proveedor que admite tanto protocolos NFS como SAN desde una única plataforma.

Actualmente tenemos una solución en funcionamiento en beta que implementa todas las funcionalidades mostradas en la tabla 1 para SAN y NFS.

Tabla 1) Operaciones de gestión de máquinas virtuales de NetApp para almacenes de datos tradicionales y VVOL.

 TradicionalVVOL
FunciónSAN NFSSANNFS
Clonado de vDisk
(descargado)
LentoRápidaRápidaRápida
Snapshots de almacén de datos
Snapshots de vDisk
(descargados)
NoLimitado
QoS de almacén de datos
QoS de vDisk No
Movimiento activo de almacén de datos
Movimiento activo de vDiskONTAP
(nodo)
ModeradoraONTAP
(clúster)
ONTAP (clúster)
Replicación de almacén de datos
Replicación de vDiskModeradoraFuturoFuturoFuturo
Comprobación de cumplimiento de normativas de SLO de vDisk
Solución de cumplimiento de normativas de SLO de vDiskManualManualAutomáticoAutomático
Ubicación de vDiskSemiautomáticoSemiautomáticoAutomáticoAutomático

Supervisión y corrección de cumplimiento de normativas de VVOL

Tenga en cuenta que la implementación de VVOL de NetApp incluye tanto comprobaciones de cumplimiento de normativas de SLO como solución de cumplimiento de SLO. La comprobación de cumplimiento de normativas verifica que los discos virtuales cumplen el SLO impuesto. La solución de cumplimiento de normativas lleva esta función un paso más allá y corrige automáticamente los problemas de cumplimiento de normativas cuando sea posible. Los pasos para la solución pueden incluir acciones como cambios en la configuración de QoS, aumentos en la frecuencia de replicación o movimiento de un VVOL a otra ubicación.

Participación en la prueba beta de NetApp para VVOL

NetApp es actualmente el único proveedor de almacenamiento que ejecuta una prueba beta abierta para VVOL junto con el VMware vSphere Beta actual. Si usted es un cliente de NetApp (o un partner) puede registrarse y comenzar a realizar pruebas y familiarizarse con esta nueva tecnología inmediatamente.

Para obtener las versiones requeridas de vSphere y vCenter, debe registrarse en el programa VMware vSphere Beta.

Para utilizar VVOL en los sistemas de almacenamiento de NetApp, también debe descargar dos elementos de software de NetApp:

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

Estos son algunos consejos rápidos que le ayudarán a comenzar:

  • Necesitará Clustered Data ONTAP 8.2.1 o posterior. Simulate ONTAP, el simulador de NetApp, también admite esta funcionalidad para tareas de pruebas y desarrollo.
  • Debe leer atentamente el documento LÉAME y la Guía de inicio rápido para obtener una introducción al almacenamiento en VVOL de NetApp.

VMworld 2014

Si va a asistir a VMworld, tendrá oportunidades únicas de probar VVOL en el almacenamiento de NetApp de primera mano:

  • Laboratorios prácticos – HOL-PRT-1471 - Avance técnico de gestión basada en políticas y VVOL
  • Demostraciones en directo en el stand de NetApp en Solutions Exchange
  • Asistencia de personal técnico y desarrolladores para responder a todas las preguntas

Queremos oír su opinión. Puede obtener todos los detalles sobre todas las actividades de NetApp en VMworld aquí.

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Graham Smith, Gestor Jefe de Productos y Nick Howell, Arquitecto de Soluciones de Virtualización

Graham se centra en las soluciones de virtualización de servidores VMware para NetApp. Aunque gran parte de su trabajo forma parte de la gestión de productos, Graham se esfuerza por no alejarse de los problemas tecnológicos y empresariales que puede solucionar. A lo largo de su carrera, ha sido un apasionado de la innovación y de dar a conocer los beneficios que ésta puede proporcionar.

Antes de incorporarse a NetApp en 2010, Graham trabajó en arranques de red y tráfico de I/O. También trabajó en la división UNIX de HP en puestos de marketing e I+D.

Nick empezó a trabajar en el sector de la informática alrededor del año 2000 y se inició en la administración de servidores tras obtener los certificados CCNA y MCSE 2000. Descubrió la virtualización y el almacenamiento compartido en 2007 e inmediatamente comenzó a implementarlos donde trabajaba. Nick es un entusiasta defensor de la filosofía de «virtualizarlo todo». En NetApp ayuda a los clientes a diseñar y poner en marcha soluciones de virtualización avanzadas, prestando especial atención a las tecnologías de gestión y de backup y recuperación de datos, así como a otras tecnologías que facilitan el trabajo diario de los administradores.

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Octubre de 2014

En profundidad
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Obtenga información sobre los VVOL con NetApp en VMworld 2014

Si va a asistir a VMworld este año, no se pierda estas oportunidades de probar VVOL ejecutados en el almacenamiento de NetApp de primera mano:

  • Laboratorios prácticos – HOL-PRT-1471 - Avance técnico de gestión basada en políticas y VVOL
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