El almacenamiento es, sin duda, uno de los pilares más importantes de una solución de virtualización. Es un componente crítico para poder dotar a nuestro entorno de un plan de contingencia a fallos, alta disponibilidad y migración de máquinas virtuales entre servidores VMware vSphere™ESXi.
Zoning, LUN Masking y el uso de VAAI en vSphere™
La configuración de la zona a nivel del fabric de fibra es un mecanismo muy usando tanto para entornos físicos de SAN FC como para entornos virtualizados con una red de SAN FC.
El Zoning se hace a nivel de switch de fibra para restringir las conexiones de los servidores ESXi o servidores físicos a la cabina de datos y prevenir que otros servidores destruyan los datos en los volúmenes.
LUN Masking se puede hacer en dos niveles: a nivel de procesadores de datos (en Ingles SP - Storage Processors) y a nivel de servidor ESXi. Aunque, en la actualidad el LUN Masking se suele hacer más a nivel de SP, también es posible hacerlo a nivel de servidor ESXi sobre todo cuando usamos Boot From SAN(BFS).
Asimismo en los switches de FC de nueva generación también es posible hacer LUN Masking.
BFS puede llegar a ser útil para configuraciones diskless en servidores tipo Blade. Cuando estás haciendo BFS, la LUN FC desde donde arranque el servidor ESXi, deberá ser solo visible para ese servidor. Los otros DataStores VMFS, deberían ser visibles a todos los servidores ESXi.
Asegúrate siempre de que cambies tu configuración de la zona del fabric de FC o las propiedades de las LUNs, hacer un rescan de tu fabric a nivel de centro de datos. De esta forma te aseguras que todos los servidores tienen la última configuración de tu SAN.
Desde VMware vSphere™ 4, aparecieron APIs por doquier, lo cual ha permitido evolucionar el producto a nivel de almacenamiento con características muy innovadoras. Una de las APIs más importantes, y que ya apareció en la versión 4.1, es la vSphere APIs for Array Integration, también conocida por el acrónimo VAAI. En consecuencia, una cabina con soporte VAAI para la nueva versión de VMware vSphere™ ESXi tendrá un mayor rendimiento en las siguientes operaciones:
Write Same/Zero nos ayuda a eliminar I/O en tareas repetitivas y disminuir el consumo de CPU, por ejemplo, la clonación masiva o el aprovisionamiento de máquinas virtuales.
Fast/Full Copy nos permite realizar Storage vMotion sin tráfico en la red o las HBAs, ya que lo realiza la cabina SAN. La duración de la migración disminuye en un 25%, según datos proporcionados por EMC.
Hardware Offloaded Locking es una gran funcionalidad. Hasta ahora las reservas SCSI que se realizan sobre un datastore VMFS se realizan a nivel de LUN, por tanto, en un momento dado, solo una máquina virtual puede acceder a la LUN en algunas tareas, con Hardware Offloaded Locking el bloqueo se realiza a nivel de bloque no de LUN. Esto nos permitirá aumentar el número de máquinas virtuales
por datastore en nuestros diseños y disminuirá el tiempo de creación de datastores VMFS y NFS.
Thin Provisioning Stun evita que nos quedemos sin espacio en disco poniendo la máquina virtual en pausa hasta que consigamos disco. Esta situación, puede llegar a ocurrir si aprovisionamos en modo Thin y necesitamos más disco del que tenemos.
VAAI está activado por defecto en vSphere™ ESXi 5 a partir de la licencia Enterprise. Por supuesto, ni que decir tiene, la cabina de datos también tiene que soportar VAAI.
Para terminar con VAAI, una cabina con soporte VAAI y con el uso de thin provisioning ofrece la posibilidad de “reclamar” espacio cuando una máquina virtual es migrada a un datastore diferente con Storage vMotion o cuando el disco virtual es borrado.
Con el vSphere Client y desde la pestaña Storage Views podrás ver información muy interesante relativa a tus datastores VMFS, como por ejemplo:
El estado del algoritmo de multipathing para tus datastores El espacio usado en tus datastores
Y un montón de otras cosas interesantes relativas a la configuración de tu datastore
¿Cómo mostrar más información de los volúmenes o datastores en vSphere™?
Para obtener más información sobre los DataStores VMFS, como, por ejemplo, el estado del Multipathing actual y el espacio usado, selecciona la pestaña Storage Views.
El Runtime Name, para un dispositivo de almacenamiento en FC, equivale al nombre de la ruta del dispositivo en formato vmhba:C:T:L, donde C es Controler, T es Target y L es LUN.
El seudo name vmhba32 es el nombre que el VMkernel utiliza para los iniciadores software iSCSI. Recuerda que tanto el adaptador de software iSCSI como el adaptador dependent hardware iSCSI necesitan un port group tipo VMkernel para ser configurados del todo.
Si usas una adaptador de tipo dependent hardware iSCSI para tu conexión iSCSI, es posible que el rendimiento de las tarjetas de red asociadas con este adaptador muestren muy poca actividad, incluso cuando el trafico via iSCSI es muy alto. Esto es consecuencia directa de que el trafico iSCSI hace un bypass del trafico normal de red y no se verá reportado por las herramientas internas de monitorización de red del servidor ESXi (esxtop).
Asimismo, para obtener un mejor rendimiento iSCSI con adaptadores de tipo dependent hardware iSCSI es una mejor práctica habilitar la opción de flow control. Flow control está habilitado por defecto en todas las tarjetas de red en los servidores ESXi 5. Es posible deshabilitar flow control. Puedes ver el KB 1013413 en el siguiente enlace para deshabilitarlo: http://kb.vmware.com/kb/1013413
Presentando LUNs FC a los servidores vSphere™
La buena noticia es que el módulo para el adaptador de fibra es reconocido por el VMkernel durante la secuencia de arranque, con lo que si el Zoning está bien configurado, no deberías de tener mayor problema en ver tus LUNs de FC.
Para acceder a las nuevas LUNs, no es necesario hacer un reboot del servidor ESXi. Las nuevas LUNs serán descubiertas por los servidores ESXi siempre que se realice un Rescan en cada servidor vSphere ESXi o desde el objeto de inventario DataCenter.
Adicionalmente, cuando elimines un DataStore de un servidor ESXi, realiza un Rescan en todos los servidores ESXi para actualizar los cambios. Desde la versión vSphere™ 4.x, se incluye una opción de Rescan centralizado para buscar cambios en la granja de SAN de todos los servidores ESXi incluidos en el mismo objeto de inventario de tipo DataCenter.
QLA es el nombre corto del módulo del driver Linux para una HBA del proveedor Qlogic.
LPFC es el nombre corto del módulo del driver Linux para una HBA del proveedor Emulex.
Recuerda que las HBAs tiene un número identificativo único y global llamado World Wide Nane, también conocido con el acrónimo WWN.
Como en la parte de configuración de red, es una mejor práctica que antes de configurar la parte de SAN en tu entorno virtual, hables con tu administrador de SAN sobre tus necesidades en cuanto a la capa de almacenamiento se refiere. Algunos de los temas que deberías de tener claro y preguntar a tu administrador de SAN antes de implementar el almacenamiento en tu entorno virtual incluyen lo siguiente:
El tamaño necesario de tus LUNs
I/O bandwidth que requieren tus aplicaciones virtualizadas El tamaño de la cache, zoning y LUN masking de tu fabric de SAN
La configuración del multipathing en ESXi, es decir, si es una cabina activa/activa, activa/pasiva o activa/activa con soporte ALUA.
Aviso: El número máximo de HBAs soportadas en vSphere™ ESXi 5 ha aumentado
de 8 tarjetas HBAs por host ESXi 5 a 16. Asimismo, el número máximo de targets por HBA de FC es de 256.
¿Cómo se configura el iniciador software iSCSI en vSphere™?
Una SAN de tipo iSCSI consiste de una cabina de datos con conexiones tipo iSCSI (red de 1Gb o 10Gb Ethernet) la cual contiene una o más LUNs así como SPs. La comunicación entre el host ESXi y la cabina iSCSI se establece a través de una red Ethernet de datos.
iSCSI usa el IQN (iSCSI Qualify Name), donde el primer número representa el año, mes y la organización que registró el dominio: iqn.2006- 01.com.openfiler:volume.vmware. Este nombre IQN no puede superar los 255 caracteres.
Los servidores ESXi vienen configurados, por defecto, con un iniciador de software iSCSI. Este iniciador iSCSI transmite comandos SCSI por una red de datos. El target, es decir, la cabina de datos iSCSI, recibe estos comandos SCSI y el SP los procesa.
Es posible tener múltiples iniciadores y targets en nuestra red iSCSI. Y a diferencia en las versiones anteriores, en vSphere™ 5, el iniciador de software no viene instalado por defecto. Puedes ver el video tutorial de la instalación del iniciador de software iSCSI en vSphere™ ESXi en nuestro curso online gratuito de VMware en: http://www.josemariagonzalez.es/curso-online-gratuito
VMware vSphere™ utiliza CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol) para ofrecer lo que se denomina Initiator authentication. Es una buena práctica aislar la red de gestión, de la red iSCSI y de la red donde están conectadas todas las máquinas virtuales.
Debido al hecho de que las redes IPs que usan la tecnología iSCSI no encriptan los datos trasmitidos, es aconsejable para configuraciones iSCSI, activar la funcionalidad de CHAP que se incluye tanto en la cabina (target) como en el iniciador de software iSCSI en el servidor ESXi.
Si configuras el servidor ESXi con la opción de CHAP para acceder a una LUN iSCSI y después deshabilitas CHAP en el servidor, el acceso a las LUNs iSCSI no se verá afectado hasta que no se reinicie el servidor ESX/ESXi o la cabina iSCSI. Puedes activar el CHAP en la pestaña General después de seleccionar las propiedades del iniciador de software iSCSI.
Aviso: No olvides abrir el puerto 3260 en el firewall del servidor ESXi. El protocolo
iSCSI utiliza este puerto para la comunicación entre la cabina iSCSI (Target) y el servidor ESX (iSCSI initiator).
Aparte de la conectividad de FC e iSCSI, es posible dotar de almacenamiento NAS, via NFS, a tus servidores ESXi. Estos servidores ESXi acceden al servidor NFS mediante un port group de tipo VMkernel el cual se define a nivel de switch virtual. Para crear un DataStore NFS en un servidor ESXi necesitas saber el nombre o IP del servidor NFS, el nombre de la carpeta compartida en el servidor NFS y el nombre del DataStore que quieres darle.
ESXi solo soporta la versión 3 de NFS sobre el protocolo TCP. Los servidores ESXi ganan acceso exclusivo a las máquinas virtuales creadas sobre un DataStore NFS usando un fichero especial de bloqueo llamado .lck-xxx. En la versión 6 de VMware ESXi, ya es posible usar NFS versión 4.1!
También, es posible activar la opción CHAP para conexiones de tipo NFS. El protocolo CHAP bidireccional solo está soportado para los iniciadores software iSCSI. Con el CHAP bidireccional el target verifica el iniciador software y el servidor verifica el target. El iniciador hardware iSCSI solo soporta CHAP unidireccional, es decir, el target verifica al servidor host.
Aviso: El uso de la funcionalidad de usuario delegado que permite acceso a un
DataStore NFS no está soportado en ESX/ESXi 4.x. Las máquinas virtuales creadas sobre DataStores NFS tienen formato thin, a diferencia de las máquinas virtuales creadas sobre DataStores VMFS en FC, las cuales tienen un formato thick.
Configurando multipathing con iniciadores software iSCSI en vSphere™
En vSphere™ es posible configurar el algoritmo de multipathing que viene embebido en el VMkernel del ESXi. La idea general de este algoritmo de multipathing es ofrecer a tus servidores ESXi caminos alternativos en caso de caída de un switch físico, una tarjeta de red o incluso un SP de tu cabina.
Asimismo, es posible usar las opciones de multipathing para poder dotar de un mecanismo de balanceo de carga a nuestras LUNs de datos.
Es posible cambiar el Multipathing Pluging (MPP) para uno o más datastores aunque es siempre una mejor práctica asegúrate que tipo de MPP soporta tu cabina confirmándolo primero en el HCL – de las siglas en ingles Hardware Compatibiliy List - de VMware.
Puedes ver el HCL de todas las capas en una solución de virtualización en el siguiente enlace: http://www.vmware.com/go/HCL
Cuando se usa el Multipathing Plugings (MPPs) en vSphere™, el Pluggable Storage Architecture (PSA) ejecuta las siguientes tareas:
1. Gestiona las colas de E/S de disco de la HBA (Host Bus Adapter). 2. Descubre y elimina rutas físicas.
3. Gestiona las colas de E/S de disco en el dispositivo lógico.
Cuando configuras multipathing con iniciadores software iSCSI, debes configurar dos port groups tipo VMkernel. Después, mapea cada port group a un uplink diferente sobre el mismo virtual switch y selecciona el algoritmo de multipathing Round Robin.
La idea general es, después de seguir todos los pasos siguientes, tener al menos dos caminos por LUN activos para que de esta manera podamos aumentar, no solo la disponibilidad con VMware multipathing sino también, el ancho de banda de E/S de nuestros datastores en vSphere™ ESXi.
A continuación, te resumo los pasos a seguir para crear una configuración multipathing tanto para iSCSI como para conexiones NFS en tus servidores ESXi: Paso 1: Configura un vSwitch y habilita el Jumbo Frames
Este paso (Jumbo Frames) tienes que hacerlo desde línea comando para la versión ESX/ESXi 4.x pues en los vswitch estándares de esta versión no tienes la opción de hacerlo desde la GUI (si está disponible en los vswitch distribuidos). Para la nueva versión de vSphere™ ESXi 5 ya es posible activar el Jumbo Frames también desde la GUI para los VSS.
esxcfg-vswitch –a vSwitch1 (crea un vSwitch llamado vSwitch1)
esxcfg-vswitch –m 9000 vSwitch2 (activa jumbo frame en el vSwitch1) Paso 2: Añade los VMkernel Ports iSCSI
Aquí, dependerá de las tarjetas de red que tengas cableadas y de las controladoras de disco que tengas en tu cabina.
Al menos, deberías de configurar dos VMkernel Ports con dos tarjetas de red para tener, tanto balanceo de carga con RR (de las siglas en inglés Round Robin) como mecanismo de balanceo de carga.
esxcfg-vswitch –A iSCSI1 vSwitch1 ( crea un VMkernel port llamado iSCSI1 ) esxcfg-vmknic –a –i 10.10.1.1 –n 255.255.255.0 –m 9000 iSCSI1 (asigna una ip, subnet mask y jumbo frames al VMkernel port iSCSI1)
esxcfg-vswitch –A iSCSI2 vSwitch1 ( crea un VMkernel port llamado iSCSI2 ) esxcfg-vmknic –a –i 10.10.2.1 –n 255.255.255.0 –m 9000 iSCSI2 (asigna una ip, subnet mask y jumbo frames al VMkernel port iSCSI2)
Paso 3: Asigna las tarjetas de red físicas al vSwitch1
Primero, asegúrate que tienes al menos dos tarjetas de red físicas sin asignar a otro vswitch. Lo puedes ver con este comando esxcfg-nics –l.
esxcfg-vswitch –L vmnic3 vSwitch1 (Conecta la tarjeta vmnic3 al vSwitch1) esxcfg-vswitch –L vmnic4 vSwitch1 (Conecta la tarjeta vmnic4 al vSwitch1)
Aquí viene lo bueno. Por defecto, cuando creas un team en un vswitch las dos tarjetas en el team se convierten por defecto en activa/activa. Para que el multipathing ESXi funcione con el iniciador de software iSCSI debes cambiar las propiedades del multipathing. Lo explicaré en el siguiente paso.
Paso 4: Asocia los VMkernel Ports a las tarjetas de red físicas Antes de seguir con este paso, teclea el siguiente comando: esxcfg-vswitch –l
Deberías de ver algo así en tu vSwitch1:
Switch Name Num Ports Used Ports Configured Ports MTU Uplinks vSwitch1 64 7 64 9000
vmnic3,vmnic4
PortGroup Name VLAN ID Used Ports Uplinks iSCSI2 0 1 vmnic3,vmnic4
iSCSI1 0 1 vmnic3,vmnic4
Aquí, puedes ver que las dos tarjetas están asociadas en los dos VMkernel Ports. Esto es lo que tienes que cambiar con el siguiente comando.
esxcfg-vswitch –p iSCSI1 –N vmnic3 vSwitch1 (borra el vmnic3 del VMkernel port iSCSI1)
esxcfg-vswitch –p iSCSI2 –N vmnic4 vSwitch1 (borra el vmnic2 del VMkernel port iSCSI2)
Para verificar que has tecleado bien los comandos anteriores, vuelve a teclear este comando para ver la salida:
esxcfg-vswitch –l
Deberías de ver algo así:
Switch Name Num Ports Used Ports Configured Ports MTU Uplinks vSwitch1 64 7 64 9000
vmnic4,vmnic3
PortGroup Name VLAN ID Used Ports Uplinks iSCSI2 0 1 vmnic4
iSCSI1 0 1 vmnic3
Paso 5: Habilita el iniciador de software iSCSI
Con el comando esxcfg-swiscsi –e habilitas el iniciador de software iSCSI.
Paso 6: Muy importante: Crear el Binding de los VMkernel Ports con el iniciador de software iSCSI
Primero, confirma el seudo-name de tu iniciador de software iSCSI. Lo puedes ver con este comando.
esxcfg-scsidevs –a
Deberías de ver algo así:
vmhba0 mptsas link-n/a sas.5001ec90e0ba7c00
(1:0.0) LSI Logic / Symbios Logic LSI1068E vmhba1 ata_piix link-n/a ide.vmhba1 (0:31.1) Intel Corporation 631xESB/632xESB IDE Controller
vmhba32 ata_piix link-n/a ide.vmhba32(0:31.1) Intel Corporation 631xESB/632xESB IDE Controller
vmhba33 iscsi_vmk link-n/a iscsi.vmhba33() Software iSCSI
En mi caso como ves, el seudo-name de mi iniciador software iSCSI es vmhba33 Segundo, determina el nombre exacto de los VMkernel ports de tus iniciadores iSCSI. Lo puedes ver con este comando:
esxcfg-vmknic –l
Interface Port Group/DVPort IP Family IP Address Netmask Broadcast MAC Address MTU TSO MSS Enabled Type vmk3 iSCSI1 IPv4 10.10.1.1 255.255.255.0 10.10.5.255 00:50:56:7b:d8:21 9000 65535 true STATIC vmk4 iSCSI2 IPv4 10.10.2.1 255.255.255.0 10.10.5.255 00:50:56:7e:ae:81 9000 65535 true En mi caso, como ves en la salida anterior, es el vmk3 y el vmk4.
Una vez que conozcas cuál es el nombre del iniciador de software iSCSI (vmhba32) y de los VMkernel ports (vmk3 y vmk4), ya puedes hacer el binding con el siguiente comando:
esxcli swiscsi nic add –n vmk3 –d vmhba33 (crea el binding para el vmk3 VMkernel port con el iniciador de software iSCSI vmhba33)
esxcli swiscsi nic add –n vmk4 –d vmhba33 (crea el binding para el vmk4 VMkernel port con el iniciador de software iSCSI vmhba33)
Para verificar que se han creado bien los binding con los VMkernel ports y el iniciador de software iSCSI, teclea el siguiente comando:
esxcli swiscsi nic list –d vmhba33
Deberías de ver que los dos VMkernel ports están incluidos en el iniciador de software iSCSI.
Paso 7: Conecta la cabina iSCSI a tu entorno vSphere™ ESXi Entra en la sección Configuration -> Storage Adapters.
Haz click en iSCSI Software Adapter and selecciona Properties. Haz clic en la pestaña Dynamic Discovery.
Clic Add.
En la sección iSCSI Server box, asegúrate de poner la IP del grupo o el IP de tu cabina iSCSI y selecciona Ok.
Recibirás un mensaje que te pide hacer un Rescan de todas las HBAs. Dile que estás de acuerdo y en unos minutos deberías de ver tus LUNs si estas han sido configuradas correctamente en tu cabina y los servidores VMware vSphere™ ESXi tienen acceso a las LUNs.
Aviso: Ahora para la versión vSphere™ ESXi 5 es posible hacer el mecanismo de
port binding desde la GUI.
vSphere™ utiliza un sistema de archivos propietario de VMware llamado VMFS - de las siglas en ingles Virtual Machine File System- como sistema de archivos, el cual está optimizado para ejecutar múltiples máquinas virtuales como una carga de trabajo única (workload).
Este sistema de archivos soporta journaling, está optimizado para albergar máquinas virtuales y soporta funciones de clustering a nivel de sistema de archivos. vSphere™ ofrece asignación dinámica del almacenamiento mediante la funcionalidad vStorage Thin Provisioning. VMware soporta Thin Provisioning a nivel de sistema de archivos en VMFS pero, además, tu cabina de datos debe soportar Thin Provisioning.
Se pueden acceder a los volúmenes VMFS a través del nombre del volumen, por el