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Neuerungen für Storage in VMware vSphere 6

In vSphere 6 gibt es zahlreiche Verbesserungen, unter anderem bei der Data Protection und Replikation sowie durch VSAN und VVOLs.

Mit Einführung von vSphere 6 kamen auch die Virtual Volumes – kurz VVOLs – auf den Markt. Diese und andere Neuerungen im Release 6 von VMware sollen die Storage-Administration erleichtern und höhere Funktionalität gewährleisten.

Lesen Sie im zweiten Teil zu den Storage-Funktionen von vSphere 6, welche Vorteile die verbesserte Data Protection und Replikationsfunktion bringen und welche Flash-Konfiguration VSAN nun zulässt. Darüber hinaus erfahren Sie mehr über VVOL und welche Anstrengungen Hersteller unternehmen, diese zu unterstützen.

Verbesserungen bei Data Protection

VMware fügte bereits Ende 2013 seinen Produkten für Data Protection bedeutende Verbesserungen hinzu, und zwar mit der Integration von VMware Data Protection Advanced (VDPA) in vSphere 5.5. Das neue Release VDP 6.0 vereint die Funktionen von VDP und VDPA und ist die einzige Version, die unter vSphere 6 verfügbar ist. Sie ist frei erhältlich für alle Kunden von Essentials Plus Kit 6.0, von vSphere mit den Editionen von Operations Management 6.0 und von allen Editionen der vCloud Suite 6.0.

VDP 6.0 beruht auf EMC Avamar und nutzt Datendeduplizierungs-Technologie mit variablen Längen, um diskbasierte Backups für kleine bis mittelgroße Unternehmen durchzuführen. Es ist sowohl in vSphere als auch in ESXi integriert und wird direkt von dem VM-Administrator verwaltet, der dafür vCenter und VMware Web Client einsetzt. VDP 6.0 kann bis zu 800 VMs sichern, wofür zehn VDP-Appliances eingesetzt werden, von denen jede bis zu 200 VMs und acht Terabyte an deduplizierten Daten unterstützen kann. Realistisch betrachtet, arbeitet VDP 6.0 am besten mit 100 bis 250 VMs. Für größere Konfigurationen kann ein Kunde zusätzlich DataDomain-Appliances einsetzen. VDP 6.0 verfügt darüber hinaus über voreingestellte Funktionen für Replikation von Backups – entweder zu anderen VDP-6.0-Appliances oder zu Avamar-Appliances von EMC, die eventuell bereits in größeren Umgebungen vorhanden sind.

Zudem werden nun externe Proxy-Server unterstützt. Diese können entweder in anderen vSphere-Clustern auf der lokalen Ebene oder in entfernten Standorten installiert sein, um die Netzwerkbandbreite effizienter zu gestalten. Bis zu 24 parallele Backup-Verbindungen sind mit externen Proxies machbar. Red Hat Enterprise Linux Logical Volume Manager und das File-System Ext4 werden unterstützt.

Aber VDP 6.0 hat auch seine Grenzen. Es ist entwickelt worden für Kunden, die einen RPO von 24 Stunden akzeptabel finden. VMs können laut VMware innerhalb eines Zeitraums von fünf Minuten bis zu wenigen Stunden wiederhergestellt werden. SRM wird nicht unterstützt. Wenn bessere RPO- und RTO-Zeiten erforderlich sind, empfiehlt VMware den Einsatz von Backup-Produkten anderer Anbieter sowie vSphere Replication für die Replikation von VMs.

Updates von vSphere Replication

Vollständige Synchronisierung ist nun für bestimmte Speicher-Arrays wirksamer, weil vSphere Replication mit vSphere zusammenarbeiten kann und so Informationen über die Storage-Auslastung erhält, um den Netzwerkverkehr zu reduzieren. Vor dem Release 6 von vSphere erforderte das Verschieben eines VM-Replikats auf ein entferntes Rechenzentrum mit Storage vMotion eine vollständige Synchronisierung, bevor die VM überhaupt verschoben werden konnte. Dies ist nicht länger der Fall. Auf diese Weise erreicht man durch den Einsatz von Storage vMotion und DRS einen einfacheren Ausgleich der Ressourcen, ohne dass die RPOs für eine VM-Wiederherstellung verletzt werden.

Bis zu 24 Recovery Points können pro VM gewählt werden. Gute RPO-Zeiten wie zum Beispiel 15 Minuten können für jede VM eingestellt werden. Die vSphere Replication verwendet bereits CBT (Changed Block Tracking), um den Netzwerkverkehr zu senken, aber nun kann der Administrator auch Komprimierung als Option wählen, um noch mehr Bandbreite im Netz sicherzustellen.

Es ist wichtig zu verstehen, dass vSphere Replication nicht mit VDP 6.0 verbunden ist, das seine eigene Replikationsfunktion besitzt. Außerdem ist vSphere Replication dazu entwickelt worden, VMs zu replizieren, während Replikation bei VDP dazu dient, Backup-Objekte, die VMs enthalten, zu replizieren. In vSphere Replication ist keine Deduplizierungstechnologie integriert. Anders als VDP 6.0 soll dieses Produkt zusammen mit Third-Party-Tools eingesetzt werden und nicht mit jenen von VMware.

VSAN führt All-Flash-Konfiguration ein

Die Einführung von Virtual Volumes (VVOLs) und Verbesserungen bei Virtual SAN (VSAN) sind die wichtigsten Änderungen des Release 6 von vSphere. Beide Produkte sind dazu entwickelt worden, von Storage und Storage-Services zu abstrahieren und sie in virtuellen Pools zusammenzufassen, um Provisioning, Monitoring und Management von Storage auf Basis von Policies herunter bis zu einzelnen VMs zu erlauben.

Die vorherige Version von VSAN unterstützte nur eine hybride Konfiguration, in der Flash ausschließlich als Lese-Cache und Festplatten als ständige, allgemeine Kapazitätsschicht genutzt wurden. VSAN 6.0 führt eine All-Flash-Konfiguration ein, in der ein Teil der Flash-Kapazität (Solid State Drive oder PCIe-basiert) ausschließlich als Schreib-Cache und die verbleibende Kapazität als ständige, allgemeine Schicht benutzt wird. Eine Skalierung kann entweder über Performance oder über Kapazität erreicht werden, indem vollständig konfigurierte Nodes (hybrid oder All-Flash) oder unabhängig davon zusätzlich Flash für die Kapazität oder zusätzlich Festplatten für die Kapazität hinzugefügt werden. In einer All-Flash-Konfiguration kann zusätzliche Kapazität durch weitere PCIe- oder SSD-Komponenten hinzugefügt werden, wobei sie vorrangig für Kapazität und weniger für Caching gekennzeichnet werden. VMware hat außerdem die maximale Kapazität einer virtuellen Platte auf 62 Terabyte erhöht.

Die Performance der hybriden und der All-Flash-Modelle wurde durch ein neues Plattenformat verbessert. Für Konfigurationen und für Workloads stieg die Performance der hybriden Konfiguration laut VMware um den Faktor 2 gegenüber VSAN 5.5 an. Die All-Flash-Version liefert die vierfache Performance im Verhältnis zu einem gleich konfigurierten VSAN 5.5 – also den doppelten Wert einer verbesserten hybriden Performance.

Die maximale Cluster-Größe stieg von 32 auf 64 Nodes an. Hybride and All-Flash-Modelle können gleichermaßen bis zu 200 VMs pro Node unterstützen, bei einem Maximum von 6.400 VMs pro Cluster. Die neuen Modelle erlauben VSAN-basierte Konfigurationen, um Workloads von geschäftskritischen Applikationen auf Tier 1 zu unterstützen.

In einem Cluster mit 32 Nodes hat VMware über vier Millionen IOPS bei Reads zu 100 Prozent gemessen, sowie mehr als 1,2 Millionen IOPS für gemischte Workloads von 70 Prozent Reads und 30 Prozent bei Writes, was 40.000 IOPS pro Host ergibt. In einer All-Flash-Variante springen die IOPS auf 7 Millionen für Read-only Workloads hoch – bei einem Durchschnitt von 90.000 IOPS pro Host. Von den 64-Node-Clustern wird erwartet, dass sie lineare Performance-Gewinne erzielen werden.

Snapshot- und Clone-Funktionen sind ebenfalls verbessert worden. Das System erlaubt, bis zu 32 Snapshots/ Clones pro VM zu erzeugen oder 16.000 Snapshots/ Clones pro Cluster.

Zusätzliche Verbesserungen finden sich bei Ausfällen von Energie oder Racks, und Blade-Infrastrukturen werden nun unterstützt.

Hersteller setzen sich für VVOLs ein

Was VSAN für Direct Attached Storage bringt, erreicht VVOL für externen Storage. Oberflächlich betrachtet haben die meisten, wenn nicht alle Speicherhersteller Support für VVOL versprochen. Aber jenseits dieser allgemeinen Beteuerung sind die Unterschiede bei den Installationen erstaunlich. In einer Studie über elf Anbieter (Dell, EMC, HDS, HP, IBM, Kaminario, NetApp, Nexenta, NexGen, PureStorage und SolidFire), die im März 2015 durchgeführt wurde, stellte die Taneja Group 32 Fragen, um diese Unterschiede näher zu verstehen. Wir haben dabei die Hersteller in drei Gruppen oder Typen eingeteilt:

  1. Die Produkte des Typ 1 liefern nur eine sehr rudimentäre Unterstützung von VVOLs, bei der der Anwender lediglich eine Anzahl von statischen Storage-Containern heraussuchen kann, wobei jeder über einen einzigartigen Satz von Qualitätsmerkmalen (class of service) verfügt. Diese können zum Beispiel den Speichertyp und die Bandbreite von verfügbaren Speicherservices (Snapshots, Komprimierung und so weiter) enthalten.
  2. Die Produkte des Typ 2 sind durch einen einzigartigen Speicher-Container gekennzeichnet, der über eine breite Auswahl an Speichertypen und -services verfügt. Jeder dieser Container kann dafür ausgewählt werden (oder auch nicht), eine bestimmte Menge an Fähigkeiten zu erzeugen, die dann für eine gegebene VM angewandt werden. Quality of Service (QoS) ist außerdem ein besonderes Merkmal der Produkte des Typs 2. Dies bedeutet, ein Minimum oder ein Maximum an Ressourcen (Kapazität, IOPS, Latenzzeiten, Durchsatz) können einer gegebenen VM zugeschrieben werden – und die Policy Engine des Storage Policy Based Management (SPBM) würde das anerkennen.
  3. Der Typ 3 erweitert den Typ 2 um die Fähigkeit, mit der Zuweisung von Ressourcen zurechtzukommen. Mit anderen Worten, es werden nicht nur QoS-Funktionen angeboten, sondern dieser Typ kommt auch mit mehreren VMs zurecht, die um Ressourcen konkurrieren, wenn die Array-Funktionen ausgereizt sind.

Die meisten Herstellerprodukte finden sich in den Typ-1- und Typ-2-Kategorien, während nur NexGen in die Typ-3-Kategorie fällt.

Über den Installationstypus hinaus fanden wir deutliche Unterschiede bei der Skalierungsfähigkeit der Produkte. Zum Beispiel gibt es größere Variationen zwischen den Produkten verschiedener Hersteller und manchmal sogar zwischen den Produkten des gleichen Herstellers: Hierzu gehören die Anzahl der Protocol Endpoints (PEs) pro Storage Container (SC), die SCs pro Array, die VVOLs-basierten VMs pro Array, die VVOLs pro Array, die VVOLs-Snapshots pro Array, die Clones pro VM und die Clones pro Array. So gab es große Unterschiede zum Beispiel zwischen HDS und Dell: Die gesamte Anzahl der VVOLs pro HDS-Array wird bei HDS mit 400.000 (File) oder 64.000 (Block) aufgeführt, zusätzlich gibt es eine Million Snapshots (jeweils für File- oder Block-Produkte), während bei den EqualLogic-Produkten von Dell lediglich 1.024 unterstützte VVOLs pro Array zu finden sind.

Anzahl und Art der Data Services, die mit VASA 2.0 und Storage Policy Based Management (SPBM) abgedeckt werden können, variieren ebenfalls über das ganze Spektrum hinweg. Diese Unterschiede verweisen auf mehrere Tatsachen. Erstens ist die Einführung von VVOL-Support in bestehenden Arrays nicht trivial, und die jeweilige Architektur spielt eine bedeutende Rolle dabei, in welchem Umfang VVOLs unterstützt werden können. Zweitens bestimmen die Details oder Messzahlen, wie weit ein Produkt überhaupt skalieren kann. Wie viele VMs ein Array letztlich unterstützen kann, hängt direkt mit der Zahl der zu unterstützenden VVOLs zusammen, und zwar auf der Basis, dass jede VM ein Minimum von drei VVOLs benutzt und jeder Snapshot ein VVOL beansprucht. Diese Zahlen sind nicht notwendigerweise ein Schwächeanzeichen, da viele andere Details ebenfalls bestimmen, welches Array für welche Anforderung tauglich ist, aber sie zeigen an, wie weit das Array im Fall von VVOL-Unterstützung gehen kann.

Man sollte keinen Fehler machen: vSphere 6 ist auf jeden Fall ein wichtiges Release, das VMware herausgebracht hat. Es ist vollgepackt mit Speicherfunktionen jeder Art, mit bedeutendem Wachstum bei Konfigurationsgrenzen und größeren Verbesserungen bei VSAN, HA, FT, WSFC, Datensicherung, Replikation und vMotion. Und natürlich stellt die Einführung von VVOLs die virtuellen Maschinen mehr in den Vordergrund und verbindet außerdem externen Storage mit VMwares „software-defined“ Vision.

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Artikel wurde zuletzt im Dezember 2015 aktualisiert

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