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Shared Storage für Virtualisierung: iSCSI oder NFS?

Block- oder dateibasierter Storage, das ist oft die Frage. Der Artikel erklärt, welches Storage sich wofür bei der Virtualisierung eignet.

Bei der Einführung von Server-Virtualisierung müssen IT-Manager viele Entscheidungen treffen. Unter anderem auch diese: Welche Art von Shared Storage (verteilter Speicher) soll zum Einsatz kommen – blockbasiertes wie Fibre Channel und iSCSI oder dateibasiertes NFS?

Die überwältigende Mehrheit von VMware-Installationen arbeitet mit blockbasiertem Storage, sagt der Storage-Experte Nigel Poulton, obwohl es meist teurer sei als NFS. Der Grund dafür sind Performance und Zuverlässigkeit von Block-Storage, insbesondere in geschäftskritischen Produktivumgebungen.

Gleichzeitig aber sprechen sich einflussreiche Virtualisierungs-Experten wie Scott Lowe klar für NFS-Storage aus. Als Vorteile nennen sie einfaches Management, große Datastores und die Verfügbarkeit von kostensenkenden Funktionen wie Daten-Deduplizierung auf manchen NFS-Arrays.

Die Experten Nigel Poultons und Scott Lowe erklären, worauf Sie achten müssen, um sich letztlich entweder für blockbasiertes Shared Storage mit Fibre Channel oder iSCSI oder für ein Ethernet-basiertes NFS-Array entscheiden zu können.

Block-Storage ist leistungsfähiger und zuverlässiger als NFS

Sollten Sie für Ihre VMware-Umgebung Block-Storage oder Datei-Storage verwenden?

Die perfekte Antwort auf solche Fragen kann es nicht geben, doch in vielen Fällen ist eine vielfach bewährte Richtschnur hilfreich: Wenn Sie mit Ihrer VMware-Installation echte Arbeit erledigen wollen, lautet die Antwort Block-Storage. Wenn Sie dagegen nur etwas herumspielen wollen, nehmen Sie Datei-basiertes Storage. Im Folgenden erläutert Nigel Poulton, warum Block-Storage oft geeigneter ist als File-Storage.

Produktive Umgebung vs. Testumgebungen

Wenn ich von echter Arbeit spreche, denke ich dabei an Begriffe wie: Produktion, sensibel, Hochverfügbarkeit, Online-Handel, High-Performance, geschäftskritisch, Rechenzentrum, rund um die Uhr, null Ausfallzeit. Unter Spielerei dagegen fällt alles, was sich damit nicht beschreiben lässt. Dazu zählen etwa Szenarien wie Heimnetzwerke, Labors und vielleicht Test- und Entwicklungsumgebungen, in denen Sparen Trumpf ist.

Performance und Zuverlässigkeit

Üblicherweise hat Block-Storage sein eigenes dediziertes Highspeed-Netzwerk, was fast automatisch zu besserer Performance und Stabilität führt. Dedizierte Netzwerke bringen Vorhersagbarkeit, weniger Zugriffskonflikte und meist auch höheren Durchsatz. Weniger Zugriffskonflikte bedeuten: Es gibt ein geringeres Risiko dafür, dass die Netzwerkprobleme von jemand anderem zu Ihren Problemen werden.

Ein weiterer Faktor für höhere Performance sind Protokoll-Offloads. Die Host-Bus-Adapter (HBAs) für Fibre Channel und iSCSI bieten dies üblicherweise an. Solche HBAs erledigen mit den Protokollen zusammenhängende Funktionen schneller als die Haupt-CPU und erhalten so auch CPU-Ressourcen für andere ESX-Kerntasks.

Und ein dritter Faktor: VMware hat enorm investiert, um in vSphere 4.0 den iSCSI-Software-Initiator zu verbessern und schneller zu machen. Seine Performance ist jetzt deutlich besser als in Version V 3.5

Handeln wie die Profis

Abgesehen von der rein technischen Überlegenheit kann man feststellen, dass die überwältigende Mehrheit der Produktiv-Installationen von VMware aus den vergangenen Jahren mit Block-Storage arbeitet, vor allem mit Fibre Channel. Dies sollte ein beruhigendes Gefühl sein, wenn es darauf ankommt – in produktiven Umgebungen kann Ungewissheit ausgesprochen störend sein.

Um das zu bestätigen, habe ich vor Kurzem ein paar Freunde und Kollegen kontaktiert, die VMware tagein, tagaus verwenden, und sie gefragt, wie sie meistens vorgehen. Interessanterweise verwenden tatsächlich alle fast immer Block-Storage mit VMware.

Auf meiner Website habe ich eine kurze Umfrage zur selben Frage eingerichtet. Bis zum 5. Januar sprachen sich 72 Prozent der Teilnehmer für Block-Storage aus und nur 10 Prozent für File-Storage. Der Rest entfiel auf Optionen wie eine Mischung aus beidem.

Zusammenfassend: Die reifsten, bekanntesten und vertrauenswürdigsten Konfigurationen sind eindeutig blockbasiert – ungeachtet der Tatsache, dass diese meist teurer sind als dateibasierte. Wenn Sie also mit Ihrem VMware-System echte Arbeit zu erledigen haben, für die Sie Performance, Zuverlässigkeit und Seelenfrieden brauchen, nehmen Sie Block-Storage. Lassen Sie sich von den schicken Features bei dateibasierten Ansätzen nicht irritieren – eventuell benötigen Sie nicht alle.

Gute Gründe für NFS als VM-Storage

Scott Lowe nennt sechs gute Gründe dafür, für Ihre virtuellen Maschinen (VMs) statt traditionellem blockbasierten Storage das Network File System (NFS) zu wählen.

1. Vereinfachtes Betriebsmodell. Gegenüber Block-Storage bietet NFS ein deutlich vereinfachtes Betriebsmodell. Größenänderungen von LUNs können problematisch sein, denn dann müssen nicht nur die LUNs, sondern auch das Virtual Machine File System (VMFS) verändert werden. Bei NFS-Dateisystemen/Exports ist das allgemein viel einfacher. Zwar ist die neue Erweiterungsfunktion für VMFS in vSphere hilfreich, trotzdem bleibt das Verfahren umständlicher als bei NFS. Hinzu kommt: Die Funktion Deduplizierung (bei Arrays, die sie unterstützen) ist mit NFS deutlich einfacher und leichter zu nutzen als bei Block-basiertem Storage.

2. Größere Datastores. VMFS-LUNs können maximal eine Größe von knapp zwei Terabyte haben. Bei NFS gibt es keine derartigen Beschränkungen – manche Arrays kommen auf bis zu 16 Terabyte.

3. Ethernet-basierte Netzwerk-Infrastruktur. NFS verwendet die bestehende Ethernet-Infrastruktur. Das allerdings lässt sich auch von iSCSI sagen, insofern gibt es bei diesem Punkt ein Unentschieden.

4. Moderne Funktionen über das Dateisystem. NFS kann fortschrittlichere Funktionen bieten als ein traditionelles Block-Device, weil das Storage-Device hier die Kontrolle über das Dateisystem hat. Funktionen wie Snapshots und Klone werden bei NFS umfassender unterstützt als mit Block-Storage. Denken Sie zum Beispiel an Storage-Geräte wie Sun Storage 7000 oder NetApp FAS: Beide bieten fast sofortige Snapshot-Funktionalität und platzsparendes Klonen.

5. Offener Zugang. VMFS wurde von VMware von Grund auf für den Einsatz in virtualisierten Umgebungen entwickelt, so dass es recht speziell auf VMware-Umgebungen ausgerichtet ist. Dadurch kann es schwierig sein, anders Zugriff auf VMFS-Data-Sores zu bekommen. NFS dagegen ist eine reife, plattformübergreifende Spezifikation. Damit ist es hier deutlich leichter, virtuellen Maschinen Zugriff für Backup, Replikation und andere Zwecke zu geben.

6. Zukunftstauglich. Ein großer Teil der Zukunft von NFS liegt in parallelem NFS (pNFS), das einen Standard für horizontal skaliertes Storage (scale-out) mit mehreren Storage-Controllern (NAS-Heads) und mehreren Volumes bietet. Allgemein wird erwartet, dass pNFS Vorteile hinsichtlich Performance und Durchsatz für eine Vielzahl von Workloads einschließlich Virtualisierung bringt.

Über die Autoren:
Nigel Poulton hat über mehr als zehn Jahre IT-Erfahrung, vor allem in großen Unternehmensumgebungen. Er arbeitet für verschiedene große Hersteller wie HDS, HP und IBM, aber auch für mittlere und große Unternehmen wie Finanzfirmen oder Regierungsagenturen. Derzeit arbeitet Poulton in strategischen und architektonischen Positionen. Obwohl er sich für Unternehmenstechnik begeistert, ist er kein Freund von Computerspielen oder technischen Spielereien im Haushalt. Mehr von und über Nigel Poulton erfahren Sie in seinem Blog.

Scott Lowe blickt auf 20 Jahre IT-Erfahrung und fokussiert auf innovative Technologien. In mehreren Büchern, Schulungsvideos, Blog Posts und Präsentationen versuche ich, anderen IT-Wissen zu vermitteln und verschiedene Themen wie Cloud Computing, Networking, Virtualisierung, Storage oder Server besser zu verstehen.

Dafür gibt Lowe in seinem Blog Auskunft über verschiedene Lösungen wie zum Beispiel VMware vSphere, VMware Infrastructure, Open-Source-Virtualisierung und Networking oder SANs. Zu seinen Schwerpunkten zählen Virtualisierung, VMware ESX/ESXi, VMware Infrastructure, VMware vSphere, KVM, Open vSwitch, OpenStack, SANs, Storage, NFS, iSCSI, Networking, SDN und OpenFlow

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Artikel wurde zuletzt im April 2016 aktualisiert

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