VMware vSphere 4.1: Conexión a una SAN iSCSI ~ Tecnologias Aplicadas

En los siguientes articulos detallaremos el proceso de configuración de nuestra plataforma VMware, de manera de poder utilizar una SAN iSCSI como repositorio para los Datastores VMFS. Incluiremos la configuración requerida a nivel de red, iSCSI y multipathing.

Introducción

Es posible utilizar ESX/ESXi en conjunto con una SAN, que es basicamente una red especializada que conecta sistemas computacionales con subsistemas de almacenamiento de alta performance. El uso de una SAN, ya sea iSCSI o de Fiber Channel, provee una consolidacion del almacenamiento, al mismo tiempo que mejora la disponibilidad y facilita la recuperacion ante desastres.

Una SAN iSCSI utiliza una conexión Ethernet entre servidores y un sistema de almacenamiento de alta performance. Los componentes de una SAN incluyen HBAs (host bus adapters) iSCSI o interfaces de red (NICs) en el servidor, switches y routers que transportan el trafico del storage, Storage Processors (SP o controladoras) y sistemas de discos.

Como funcion el iniciador iSCSI por software?

Una SAN iSCSI utiliza una arquitectura cliente servidor, donde el cliente llamado iniciador iSCSI opera en el host. Este cliente inicia las sesiones iSCSI emitiendo comandos SCSI y trasmitiendolos, encapsulados en el protocolo iSCSI, a un servidor conocido como iSCSI target. El iSCSI target representa un sistema de almacenamiento fisico en la red y responde a los comandos del iniciador transmitiendo los datos iSCSI requeridos.

VMware utiliza puertos VMkernel como los iniciadores de sesiones, por lo que debemos configurar cada puertos que queramos utilizar como un camino (path) para el Storage. Esto es independiente del numero de NICs o HBAs iSCSI, pero en la mayoria de los casos será una relación uno a uno entre los puertos VMkernel y las interfaces disponibles. Una vez que las sesiones a la SAN son iniciadas, VMware NMP se encargará de balancear la carga y distribuir el trafico I/O entre todos los caminos disponibles.

Los volumenes en una SAN iSCSI pueden ser utilizados por ESX/ESXi como un Datastore VMFS o un Raw Device Map (RDM). El iniciador iSCSI por software utiliza los puertos VMkernel que fueron creados y establece una sesion a la SAN y a los volumenes. Con las versiones anteriores de VMware, estas sesiones eran establecidas utilizando un unico camino y cualquier NIC adicional era utilizada solo para efectos de Failover. Con las mejoras de vSphere y MPIO se pueden utilizar multiples caminos a la SAN para un mayor ancho de banda y performance.

Cada puerto VMkernel se encuentra asignado a un adaptador fisico. Dependiendo de la plataforma se pueden crear hasta 8 sesiones simultaneas a un volumen. Para una implementación estandar se recomienda el uso de una relación uno a uno (1:1) entre los puertos VMkernels y las interfaces fisicas, o sea si existen 4 interfaces fisicas, se crearía 4 puertos VMkernel, y se asociaria cada uno de estos puertos a una NIC separada. Este esquema puede ser expandido dependiendo del numero de NICs que se tengan disponibles.

A medida que la infraestructura va creciendo se pueden establecer multiples sesiones a la SAN suscribiendo más puertos VMkernel a las interfaces fisicas existentes. Esto establece multiples sesiones a un volumen, pero aun utiliza las mismas interfaces fisicas para acceder a dicho volumen.

Nuevas caracteristicas del iniciador iSCSI en vSphere

VMware vSphere ofrece muchas mejoras sobre el iniciador iSCSI por Software, junto con la conectividad para SAN iSCSI. Muchas de estas nuevas caracteristicas requieren configuración avanzada para trabajar apropiadamente, de hecho la configuración iSCSI utilizada en ambientes ESX/ESXi 3.5 no suficiente para habilitar todas las funciones avanzadas ofrecidas por vShere.

Iniciador iSCSI por Software: Este iniciador fue re-escrito completamente en vSphere 4.1 para mejorar su performance y funcionalidad.
Jumbo Frames: En vSphere 4.1 se puede habilitar Jumbo Frame en el iniciador iSCSI por Software. El soporte para Jumbo Frame permite la transferencia de paquetes más grandes entre los servidores VMware y la SAN, mejorando de esta forma la performance y eficiencia. Jumbo Frame puede ser habilitado solamente via la interfaz de linea de comandos (vCLI). Si se desea habilitar Jumbo Frame se debe recordar que esta configuración debe hacerse end-to-end, o sea desde el vSwitch hasta el Storage iSCSI, incluyendo los componentes intermedios.
MultiPath I/O (MPIO): Con vSphere es posible el uso de Multipathing iSCSI desde los hosts ESX/ESXi y la SAN, permitiendo multiples conexiones concurrentes, aumentando asi el ancho de banda.

Buenas Practicas

Se recomienda el uso de un Switch de red Gigabit Ethernet separado para el manejo del trafico iSCSI.
Se recomienda conectar cada host VMware a 2 Switches iSCSI, cada uno de estos conectados a todas las controladoras disponibles en el Storage.
Los servidores, Switches y puertos de las controladoras del Storage deben estar en el mismo segmento de red
Se recomienda tener más de una HBA iSCSI o NIC dedicada para el trafico iSCSI.

Requisitos

Para la configuración de iSCSI en vSphere existen algunos requisitos que se detallan a continuación:

Al menos una HBA iSCSI o NIC para el trafico iSCSI. En nuestro ambiente utilizaremos cuatro NICs para la configuración iSCSI.
No se debe utilizar Switches Distribuidos (dVS) para el trafico iSCSI.
Un segmento de IP dedicado para el trafico iSCSI. En nuestro caso utilizaremos el segmento no ruteable 10.0.0.x
Verificar que todo el hardware utilizado, incluyendo las interfaces fisicas, el Storage y los servidores ESX/ESXi, se encuentren soportados por VMware. Comprobar la compatibilidad en la Hardware Compatibility List (HCL)
Solo se debe crear un Datastore VMFS por cada LUN creada en el Storage
En VM utilizando Windows, aumentar el valor del parametro SCSI TimeoutValue para permitir que Windows tolere mejor las demoras en el I/O que pueda resultar del failover de los caminos o paths.
Cuando se utiliza vCenter Server con vMotion o DRS, asegurarse de que las LUNs para las maquinas virtuales estén disponibles para todos los hosts ESX/ESXi requeridos.

Restricciones

ESX/ESXi no soporta dispositivos de cinta conectados por iSCSI
No se puede utilizar software de Multipathing en las maquinas virtuales para realizar el balanceo de carga de I/O a una unica LUN fisica.
Un host no puede acceder a una LUN utilizando simultaneamente adaptadores iSCSI por software y por hardware.

Configuración de iSCSI en vSphere

Habiendo entendido la arquitectura de una SAN iSCSI y sus requerimientos y buenas practicas, a continuación detallaremos el proceso de configuración de iSCSI en VMware vSphere 4.1:

Para una documentación más detallada del proceso y que cubra todos los escenarios, pueden revisar la documentación oficial de VMware.

Posted in: ESX-ESXi,iSCSI,vCLI,VMware,vSphere

lunes, 18 de octubre de 2010