Nutanix integriert Rechenleistung und Storage
Virtuelles SAN
Speicher spielt bei der Virtualisierung eine zentrale Rolle, denn mit der Konsolidierung vieler Workloads steigen die I/O-Anforderungen. Dem wechselnden Bedarf der virtuellen Maschinen muss sich die Storage-Infrastruktur dynamisch anpassen können. Dies will Nutanix mit der Konvergenz von Rechen- und Speicherkapazitäten in einer Appliance sowie mithilfe eines virtuellen SANs erreichen.Der Newcomer Nutanix will mit seiner Virtual Computing Platform laut eigenen Aussagen eine Rechner- und Storage-Infrastruktur für ein modular aufgebautes Rechenzentrum schaffen und damit Herausforderungen begegnen, die SANs in virtuellen Umgebungen mit sich bringen. Die Lösung soll zwar die SANs nicht ersetzen, jedoch ein virtuelles SAN schaffen, indem alle virtuellen Maschinen (VMs) transparent mit Speicherressourcen kommunizieren können. Dazu sind Rechen- und Speicherkomponenten in einer Plattform integriert. Die Lösung bildet ein Cluster, in dem jede Appliance aus vier unabhängigen Knoten besteht. Jeder Knoten oder Server umfasst Intel-Prozessoren, Hauptspeicher und lokalen Speicher wie SSD sowie Festplatten, läuft mit einem Hypervisor und umfasst neben anderen VMs eine Controller-VM, die den Daten-I/O für den lokalen Hypervisor verwaltet. Speicherressourcen stehen dem Hypervisor über herkömmliche Schnittstellen wie NFS zur Verfügung. Um ein virtuelles SAN zu schaffen, ist der lokale Speicher aller Knoten in einem gemeinsamen Pool virtualisiert, auf den jede VM zugreifen kann. Für die Koordination und das Management ist die Controller-Komponente Scale-out Converged Storage (SOCS) verantwortlich, die in jedem Knoten auf einigen Kernen läuft. Der virtuelle Platten-Controller agiert laut Anbieter einem SAN ähnlich, das lokale SSDs und Platten von allen Knoten nutzt, um Daten aus den VMs zu speichern und somit die Server-Knoten in ein virtuelles SAN umzuwandeln. Die Software übernimmt Daten-Management-Funktionen und kann bei Bedarf auf weitere Knoten skalieren. Auf jedem Knoten ist eine VM vorgesehen, die als virtueller Controller für SOCS arbeitet und mit den anderen kommuniziert. Für gute Performance soll ein so genannter Hotcache sorgen, der für die Verwaltung der in jedem Knoten vorhandenen mehreren Schichten persistenten Speichers zuständig ist. Daten mit den meisten Zugriffen ("heiß") sollen in der schnellsten PCI-basierenden Flash-Schicht vorgehalten sein. Der Cache legt zudem eine Datenkopie auf einer lokalen SSD ab und eine weitere auf einem anderen Knoten. Ein verteilter Metadatendienst ist dafür zuständig, die Metadaten auf alle Knoten eines Clusters zu verteilen, um Nutanix zufolge sowohl I/O-Flaschenhälse auf den Controllern als auch bei einem Knotenausfall Schaden zu verhindern. In einem solchen Fall sei nicht nur ein Knoten mit dem Rebuild beschäftigt, so der Anbieter, sondern die Daten kommen aus allen Knoten zusammen, auf denen Teile der Metadaten lagern - dies beschleunige Rebuilds und erhöhe die Sicherheit. Ein verteiltes Map-Reduce-Framework koordiniert im Hintergrund das Daten-Management. Zu den Aufgaben gehört unter anderem die Zuordnung selten benötigter Daten ("kalt") in niedrigere Speicherschichten, Garbage Collection der gelöschten Daten, Replizierung von Daten beim Ausfall eines Knotens oder einer Platte sowie die Datenmigration beim Wechsel einer VM auf einen anderen Knoten. Zur Funktionalität der Virtual Computing Platform gehören so genannte Quick Clones. Dies sind Snapshots, die sich wie Standard-V-Disks verhalten und sich VMs hinzufügen lassen. Diese Fähigkeit ist sinnvoll, wenn Administratoren neue virtuelle Desktops oder Testumgebungen aufsetzen wollen. Möglich sind auch Converged Backups für V-Disks. Die Cluster-Lösung ist Nutanix zufolge durch die Verteilung sowohl der Metadaten als auch der VM-Controller auf Skalierbarkeit ausgelegt. Deren Unterschied zu einem herkömmlichen SAN-Layer sieht der Anbieter darin, dass Storage und Server zusammen skalieren können, ohne neue dedizierte Netzwerke zu erfordern. Die Virtual Computing Platform ist zwar als Referenzplattform für VMware-Umgebungen konzipiert, unterstützt aber mittlerweile auch HyperV, Xen und KVM. Die Autorin auf LANline.de: sfranke
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