Дисковая архитектура Vmware ESXI

Всем привет сегодня мне хочется рассказать, как работает Vmware ESXI на уровне дисковой подсистемы, с какими протоколами дружит. Рассмотрим архитектуру дисковой подсистемы, будет интересно. Хочу отметить, что производительность всей инфраструктуры, будет на 90 процентов зависеть именно от этого фактора, и правильное его понимание, будет служить залогом лучшего планирования и функционирования, советую выделить для своего обучения минут 15-20 и вы сможете потом избежать, большого количества всевозможных проблем.

Storage архитектура

На скриншоте снизу представлена схема работы ESXI с дисками. Есть хосты виртуализации, к ним по протоколам

• NAS > подключение NFS по сети
• ISCSI > тоже по ethernet сети
• FCoE
• FC > оптика
• Direct Attached (DAS)

Далее эти дисковые ресурсы, видятся в гипервизоре как LUN разделы, которые подключаются и форматируются в VMFS файловую систему.

Ограничения подключений

Как известно каждый метод подключения несет в себе как плюсы так и минусы, один что то умеет, а второй нет. Ниже мы рассмотрим сводную таблицу, в которой отражены виды подключений и какие функции vCenter в них работают.

Как можно заметить что загружаться с СХД (SAN) могут только FC, ISCSI и FCoE, NFS это не умеет так как работает не на блочном уровне, а на файловом. Ниже я расскажу, в чем разница. Первая тройка поддерживает все фишки vCenter

В чем разница, блочный в большинстве случаев быстрее, простой пример вам нужно прочитать 1 блок файла в 100 мб, при блочном доступе вы получите нужный блок сразу, при файловом доступе вы должны считать файл полностью и только потом получить нужную часть файла.

• vMotion
• HA > высокодоступный кластер
• DRS
• Raw Device Mapping > проброс реального оборудования в виртуальную машину.

NFS по некоторым пунктам отстает, DAS как вы сами понимаете, логично что их не использует, так как по сути это собственные диски вставленные в сервер с гипервизором.

После того как вы разметили lun у вас он будет либо формата vmfs либо nfs. Если вы подключили NFS шару, она не отформатируется в VMFS а будет именно NFS. Ниже представлен скрин, как работаю виртуальные машины на datastore. Есть приложение в ОС, которое крутится в виртуалке, та в свою очередь работает на определенном хосте и хранит свои файлы виртуальной машины на определенном datastore.

VMFS 5

И так файловая система VMFS5 самая новая на текущий момент у VMware. Основные достоинства

• Общий доступ
• Можно динамически расширять
• Размер блока 1 мб, больше нет необходимости париться про, то какой размер блока выбрать
• Блочный доступ

Устройства подключения к дисковым ресурсам в esxi называются как vmhba (виртуальный host bus adapter), есть ISCSI программный, есть fc как в моем случае. Посмотреть их можно в Storage Adapter. Заметьте у каждого представлен тут сразу WWN.

Каждый SCSI ID уникальный и имеет некое каноническое имя. Runtime name можно сравнить с WWN или mac адресом, по сути это уникальный идентификатор устройства в esxi.

В VMware ESXi 5.5 есть очень удобная карта датасторов и устройств через, которые они подключены. Посмотреть данную карту можно в Storage Views

Удобно можно по фильтровать, убрав соответствующие галки с правой стороны.

ISCSI компоненты

И так ранее я рассказывал как подключить iscsi диск к VMware ESXI 5.5, ознакомьтесь кто хочет попрактиковаться, мы же рассмотрим как это работает. И так есть сервер на котором установлена, не важно какая операционная система, она предоставляет нарезанные луны, нарезанные на физических дисках. У данного сервера есть такой параметр (адрес) ISCSI target, цель к которой мы будем подключаться. Далее по обычной ethernet сети, по TCP/IP, хост с гипервизором, подключается к ISCSI targe, за счет ISCSI Initiators (софтового или железного о них ниже). В итоге хост получает нужные ему lun, форматирует их и все.

Преимущества и недостатки ISCSI

В качестве адресации в ISCSI taget или ISCSI initiator, используются аля wwn, под названием IQN. IQN это уникальный идентификатор устройства в рамках ISCSI сети.

Виды ISCSI initiators

• Софтовые идут в комплекте ESXI или Windows например
• Физические зависимые > тут инкапсуляция и обработка трафика делается карточкой, но все равно используется процессор
• Физические не зависимые > тут весь ISCSI трафик обрабатывается за счет мощностей железки, тем самым снимая нагрузку с CPU.

NFS компоненты

Довольно старый протокол, как его настраивать nfs в esxi я уже рассказывал, можете ознакомиться.

Ниже представлен пример адресации NFS, схема очень простая.

Выводы

Материал сайта pyatilistnik.org