Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на базе Hyper-V (часть 5) — сценарии хранения Hyper-V

• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на базе Hyper-V (часть 7) — сценарии непрерывной доступности Hyper-V
• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на базе Hyper-V (часть 8) — сетевые функции Hyper-V
• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на основе Hyper-V (часть 9) — Сценарии сети Hyper-V
• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на базе Hyper-V (часть 10) — функции аварийного восстановления Hyper-V
• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на базе Hyper-V (часть 11) — сценарии аварийного восстановления Hyper-V

Введение

Эта статья является пятой в серии из 11 частей, в которой подробно рассматриваются новые функции Windows Server 8 и клиента Windows 8, поддерживающие виртуализацию и облачные вычисления. В этой статье вы узнаете о новых сценариях хранения в Windows Server 8, которые Hyper-V может использовать для создания высокомасштабируемых и высокодоступных облачных сред.

Сценарии хранения Hyper-V

При построении облачной инфраструктуры необходимо учитывать две основные модели хранения для развертывания. В первой модели облачные вычислительные ресурсы и ресурсы хранения тесно связаны, что означает, что узлы Hyper-V имеют напрямую подключенные устройства хранения, такие как внутренний массив SATA или внешний массив SAS. Вторая модель состоит из облачных вычислительных ресурсов и ресурсов хранения, которые слабо связаны, то есть вычислительные устройства и устройства хранения могут масштабироваться независимо друг от друга, а устройства хранения подключаются через некоторый тип сетевой структуры (например, iSCSI или SAN с оптоволоконным каналом). или, как это теперь возможно в Windows Server 8, через подключение к файловому серверу. Требуемый тип архитектуры хранилища зависит от многих факторов, включая размер облака, требования к сложности облака (живая миграция, динамическая миграция хранилища и т. д.), требования к производительности облака, требования к уровню обслуживания, бюджет и набор навыков ИТ-персонала.

Развертывание традиционного корпоративного хранилища

Для начальных развертываний виртуализации, таких как усилия по консолидации серверов, которые сегодня широко распространены с использованием Windows Server 2008 R2, узлы Hyper-V часто подключаются к новым или существующим сетям SAN через iSCSI или с использованием одного или нескольких HBA Fibre Channel. Количество сетевых адаптеров, настроенных на узле для подключений iSCSI SAN, зависит от количества виртуальных машин и полосы пропускания, необходимой для поддержки каждой рабочей нагрузки. Сетевые адаптеры предназначены для трафика iSCSI и не используются совместно для передачи трафика на основе хоста. При развертывании с одним виртуальным хостом файлы виртуальных машин могут храниться на отдельных томах в сети SAN.

Если требуется высокая доступность и динамическое управление ресурсами, узлы Hyper-V объединяются в кластеры, включающие до шестнадцати узлов кластера. Для сред с высокими SLA используются несколько сетевых карт iSCSI или HBA Fibre Channel (и резервные компоненты коммутационной матрицы), чтобы обеспечить несколько путей хранения. Виртуальные машины хранятся в формате CSV, что позволяет всем узлам кластера иметь одновременный доступ к файловой системе и упрощает перемещение рабочих нагрузок между узлами кластера с помощью таких функций, как динамическая миграция.

Оптимизированное развертывание хранилища

С помощью Windows Server 8 вы можете реализовать традиционные развертывания хранилища, но у вас также есть возможность использовать новые конфигурации, которые позволяют повысить степень доступности, масштабируемости и производительности при создании инфраструктуры частного облака. Например, с появлением 10-гигабитных сетевых адаптеров Ethernet вы можете устранить узкие места в доступе к хранилищу (и даже снизить сложность и стоимость инфраструктуры хранения), рассмотрев возможность перехода от оптоволоконного канала к iSCSI по стандартному Ethernet. В этой конфигурации вы можете либо выделить сетевой адаптер 10 Гбит для поддержки доступа к хранилищу только для ресурсоемких рабочих нагрузок, таких как SQL Server, Exchange Server или другие бизнес-приложения, либо, при наличии доступной полосы пропускания, вы можете объединить поток трафика хранилища с другим трафиком. потоки, исходящие от Live Migration, Failover Clustering и функций управления хостом. Это понятие консолидации различных потоков трафика хоста от выделенных сетевых адаптеров 1 Гбит/с к сетевым адаптерам 10 Гбит/с называется конвергентной сетью — термином, который Microsoft использует в контексте достижения высокой производительности и постоянной доступности в частном облаке с возможностью стандартизации на Ethernet для передачи данных, что снижает затраты на развертывание в малых и средних средах, где возможность развертывания оптоволоконного канала может быть непомерно высокой или не хватает навыков ИТ для поддержки сложного развертывания.

Наряду с использованием стандартной технологии Ethernet с сетевыми адаптерами 10 Гбит/с для передачи потоков данных вы также можете использовать расширенные сетевые функции Windows Server 8 для управления полосой пропускания и повышения производительности доступа к хранилищу. Например, поскольку Windows Server 8 поддерживает мостовое соединение центра обработки данных (DCB) или качество обслуживания на аппаратном уровне (QOS), вы можете реализовать резервирование полосы пропускания для доступа к хранилищу и другого сетевого трафика. DCB позволяет оптимизировать пропускную способность сети, делая ее доступной, если зарезервированная емкость не используется. В тандеме с DCB вы также можете использовать масштабирование на стороне приема (RSS) для повышения производительности доступа к хранилищу на основе iSCSI. Без поддержки RSS все полученные сетевые пакеты обрабатываются одним ЦП (обозначенным как ЦП 0) независимо от количества ЦП, присутствующих на физическом хосте. Если ЦП 0 достигает 100 % загрузки, то он больше не может обрабатывать данные и, следовательно, может создать узкое место при высоких сетевых нагрузках. С помощью RSS достигаются более высокие уровни производительности, позволяя масштабировать обработку полученных сетевых пакетов в зависимости от количества процессоров, доступных на физическом хосте. Используя IP- и TCP-адреса источника и получателя с хэшем, обработка полученных сетевых пакетов распределяется между доступными ЦП. Изоляция сетевого трафика хранилища от других потоков данных также возможна с помощью VLAN.

Развертывание хранилища файлового сервера

В Windows Server 8 Microsoft предоставляет возможность абстрагировать системы хранения от хостов виртуализации, подключая хосты к файловым серверам, которые управляют подключениями к устройствам хранения. Эта конфигурация предлагает преимущества доступа к хранилищу через стандартную сеть Ethernet и поддержку конвергенции трафика хранилища хоста с другими нагрузками сетевого трафика хоста Hyper-V. Один или несколько сетевых адаптеров 10 Гбит/с можно использовать для подключения узлов Hyper-V к файловым серверам Windows, а DCB и RSS можно использовать для ограничения использования полосы пропускания и обеспечения обработки приема сетевых пакетов соответственно. Кроме того, поскольку файловые серверы Windows Server 8 поддерживают широкий спектр устройств хранения (от JBOD, управляемых через Storage Spaces, до традиционных SAN), они позволяют развертывать более гибкие и экономичные конфигурации хранения, обеспечивая при этом высокий уровень масштабируемости и производительности.. Масштабируемость и производительность файлового сервера гарантируется новым многоканальным протоколом SMB 2.2, который поддерживает несколько подключений TCP или Remote Direct Memory Access (RDMA) через один или несколько физических сетевых интерфейсов. SMB 2.2 обеспечивает отказоустойчивость, позволяя клиентским и серверным компонентам полностью восстанавливаться после сбоев сетевого подключения и сбоев сервера. RDMA обеспечивает безопасную передачу сетевых буферов между двумя машинами по сети. RMDA поддерживает высокоскоростную передачу данных с малой задержкой и минимальной загрузкой процессора. Как и в случае с DCB и RSS, сетевые карты должны поддерживать RDMA. Windows Server 8 поддерживает стандартные сети RDMA, такие как iWARP (RDMA через TCP/IP), ROCE (RDMA через конвергентный Ethernet), а также протоколы на основе InfiniBand.

Абстрагирование подключения к хранилищу через подключения к файловому серверу дает дополнительное преимущество, позволяя осуществлять динамическую миграцию виртуальных машин между кластерами Hyper-V. Поддерживается подключение от кластерных узлов Hyper-V к кластерным файловым серверам для реализации постоянно доступных конфигураций, которые также обладают высокой масштабируемостью и высокой производительностью.

Также можно использовать объединение сетевых карт Windows Server 8 для балансировки нагрузки или отказоустойчивости соединений между узлами Hyper-V и файловыми серверами. Однако объединение сетевых карт и поддержка RDMA являются взаимоисключающими, поэтому выбор конфигурации должен осуществляться на основе требований к доступности и производительности.

Вывод

В этой статье вы узнали о конкретных сценариях хранения, которые поддерживают постоянно доступные, масштабируемые и высокопроизводительные облачные развертывания. Эти сценарии хранения реализуются за счет сочетания новых технологий, таких как высокопроизводительные сетевые адаптеры 10 Гбит/с, а также поддержки Windows Server 8 и Hyper-V для DCB, RSS, RDMA и других функций оптимизации производительности. В части 6 этой серии вы узнаете о новых функциях высокой доступности (или непрерывной доступности), предлагаемых в Windows Server 8 и поддерживаемых Hyper-V.

• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на основе Hyper-V (часть 6) — функции высокой доступности Hyper-V
• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на базе Hyper-V (часть 7) — сценарии непрерывной доступности Hyper-V
• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на базе Hyper-V (часть 8) — сетевые функции Hyper-V
• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на основе Hyper-V (часть 9) — Сценарии сети Hyper-V
• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на базе Hyper-V (часть 10) — функции аварийного восстановления Hyper-V
• Что нового в Windows 8 для облачных вычислений на базе Hyper-V (часть 11) — сценарии аварийного восстановления Hyper-V