iSCSI – Best Practices: Lösungen für die Herausforderungen einer praktischen Implementierung

Lee Levenson

2019-01-14

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Dieses Dokument mit Best Practices wurde erstellt, um meine Erfahrung in der Produktion im Bereich Architekturdesign, Implementierung und Management vieler ONTAP 7-Mode HA-Paare und über 30 ONTAP SAN-Cluster zu teilen. Mein Wissen basiert auf praktischen Erfahrungen mit iSCSI-Bereitstellungen, die ich über die Jahre hinweg erlebt habe. Dieses Dokument wurde während der iSCSI Best Practices Whiteboard-Session auf der NetApp Insight 2018 in Las Vegas als Referenzmaterial verwendet. Wenn Sie nach bewährten Best Practices suchen, die Ihnen eine erfolgreiche iSCSI-Bereitstellung ermöglichen, lesen Sie weiter.

Bevor ich tiefer in die Materie vorstoße, möchte ich einige wichtige Definitionen sowie einen kurzen Überblick über NetApp Unified Storage geben.

NAS (Network Attached Storage): dateibasierter Storage (NFS und SMB (CIFS), SMB3), bei dem ONTAP das Filesystem steuert

SAN (Storage Area Network): blockbasierter Storage (FC, FCoE, iSCSI), bei dem der Host das Filesystem steuert

LUN (Logical Unit Number): eine logische Darstellung einer angeschlossenen SCSI-Festplatte

SCSI (Small Computer Systems Interface): eine Reihe von Standards zur Definition von Befehlen, Protokollen und Schnittstellen, die zur Datenübertragung verwendet werden. SCSI ermöglicht den Zugriff auf Daten auf niedriger Ebene in Einheiten von 512-Byte-Blöcken. Dies ist hocheffizient und zeichnet sich im Vergleich zu dem NAS-Zugriff (auf Dateiebene) durch einen geringen Aufwand aus. SCSI verfügt über eine hohe Ausfallsicherheit und eignet sich somit perfekt für ein Protokoll für Unternehmensanforderungen. SAN verwendet das SCSI-3-Protokoll.

FC-SAN (Fibre Channel SAN): verwendet das FC-Protokoll zur Kommunikation über FC-Ports. FC kapselt SCSI-Befehle in FC-Frames.

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IP-SAN (iSCSI SAN): verwendet das iSCSI-Protokoll zur Kommunikation über Ethernet-Ports. iSCSI kapselt SCSI-Befehle in IP-Pakete; verwendet TCP-Port 3260.

In einem FC-SAN beschreibt ein WWNN (Worldwide Node Name) eine Maschine und ein WWPN (Worldwide Port Name) beschreibt einen physischen Port, der mit dieser Maschine verbunden ist. In einem IP-SAN beschreibt der Node-Name eine Maschine und das Portal beschreibt einen physischen Port. Jeder iSCSI-Node muss über einen Node-Namen verfügen. Es gibt zwei unterstützte Formate für Node-Namen: IQN (iSCSI Qualified Name) und EUI (Extended Unique Identifier).

Best Practices

Physische Ports legen MTU auf 9.000 fest und deaktivieren die Datenflusssteuerung auf allen Ports (net Port show -fields mtu,flowcontrol-admin).

Multipath FC- und IP-SAN-Ports innerhalb des Storage-Controllers nutzen anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC-Chipsätze). Es muss unbedingt überprüft werden, ob die Ziel-Ports auf verschiedene ASIC-Chips innerhalb des Controllers oder der Add-on-Karte aufgeteilt sind, um einen einzelnen ASIC als Single Point of Failure zu eliminieren.

Beispiel: (IP) e0a und e0b befinden sich auf dem gleichen ASIC. (FC) 0a und 0b befinden sich auf dem gleichen ASIC.

Die richtige Verwendung wäre: (IP) e0a und e0c, e0b und e0d (FC) 0a und 0c, 0b und 0d

ALUA (Asymmetric Logical Unit Access): Pfadoptimierungsauswahl ALUA ist in FC- und iSCSI-Implementierungen erforderlich.

Sowohl Aktiv/optimierte als auch Aktiv/nicht optimierte Pfade sind für den Zugriff mit mindestens einem Pfad pro Node konfiguriert. Um eine bessere Performance zu erzielen, wird dringend empfohlen, mehrere Pfade pro Node zu verwenden, um mindestens 2 Pfade für Multipathing zu ermöglichen.

Ein Aktiv/optimierter Pfad verwendet direkte oder primäre Pfade zwischen dem Initiator und dem Ziel auf dem Node, dem die LUN gehört. Ein Aktiv/nicht optimierter Pfad verwendet über den Cluster Interconnect einen indirekten oder sekundären Pfad zwischen dem Initiator und Ziel mit einer höheren Latenz.

Path Selection (Round Robin): Der Host verwendet einen automatischen Algorithmus für die Pfadauswahl, der sich bei der Verbindung mit Aktiv/Passiv-Arrays durch alle aktiven Pfade oder bei der Verbindung mit Aktiv-Aktiv-Arrays durch alle verfügbaren Pfade bewegt. Round Robin (RR) ist der Standard für eine Reihe von Arrays und kann sowohl mit Aktiv/Aktiv- als auch mit Aktiv/Passiv-Arrays verwendet werden, um einen Lastausgleich über Pfade für verschiedene LUNs zu implementieren. NetApp ist standardmäßig als Aktiv/Aktiv-Lösung konfiguriert. Die Lösung kann je nach Kundenanforderungen auch Aktiv/Passiv konfiguriert werden.

Jumbo Frames: Jumbo Frames sind größere Ethernet-Pakete, die das Verhältnis von Paket-Overhead zu Nutzlast verringern. Die Standard-Ethernet-Frame-Größe oder MTU beträgt 1.500 Byte. Bei Jumbo Frames wird die MTU normalerweise auf 9.000 auf End-Nodes wie Servern und Storage und auf einen höheren Wert wie 9.198 oder 9.216 auf den physischen Switches eingestellt. Jumbo Frames müssen auf allen physischen Geräten und logischen Einheiten lückenlos aktiviert sein, um eine Verkürzung oder Fragmentierung von Paketen mit maximaler Größe zu vermeiden.

Bei physischen Switches muss die MTU je nach Switch-Implementierung auf den maximal unterstützten Wert eingestellt werden, entweder als globale Einstellung oder als Richtlinienoption oder auf Port-für-Port-Basis (einschließlich aller von ESXi und den Nodes des NetApp Clusters verwendeten Ports). Die MTU muss zudem auf dem ESXi vSwitch- und VMkernel-Port sowie auf den physischen Ports oder Schnittstellengruppen jedes Nodes festgelegt werden und dieser Wert muss auch verwendet werden.

Wenn Probleme auftreten, liegt dies häufig daran, dass entweder der VMkernel oder der vSwitch nicht für Jumbo Frames eingestellt wurde. Für VM-Gäste, die über ihren eigenen NFS- oder CIFS-Stack oder iSCSI-Initiator direkten Zugriff auf den Storage benötigen, gibt es keine MTU-Einstellung für die VM-Portgruppe. Die MTU muss jedoch im Gast konfiguriert werden. Die folgende Abbildung zeigt die MTU-Einstellungen von Jumbo Frames für die verschiedenen Netzwerkkomponenten.

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Broadcast-Domäne: Entfernen Sie nach dem Erstellen von Schnittstellengruppen und VLANs die Schnittstellengruppen und Daten-Ports aus der Standard-Broadcast-Domäne und erstellen Sie eine Data Broadcast-Domäne. Verschieben Sie die Schnittstellengruppen und Daten-Ports in die Data Broadcast-Domäne und stellen Sie die MTU-Einstellung auf 9.000 ein.

Fragen? Sie finden mich auf Twitter (@cartracr), wo ich Ihnen gerne weitere Informationen erteile.

Ein großes Dankeschön an Steve Botkin, alias Santa (@SANTechArch) für seine fachkundige Unterstützung bei der inhaltlichen Gestaltung dieses Dokuments.

Lee Levenson

Lee is a Senior Storage Engineer, Storage Architect, and NetApp Subject Matter Expert, as well as a member of NetApp United. He has 25 years of technical experience in the IT industry with an emphasis on supporting engineering resources. He is a hardcore gearhead, and is very passionate about automobile and motorcycle racing. He’s also an avid photographer and a FCC Licensed Amateur Radio Operator and Emergency Communications Volunteer for the County of Santa Clara and City of Morgan Hill, CA.

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