Manche Speicherprobleme von VMware löst man besser durch das Delegieren

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Werfen wir nun einen Blick auf spezielle Speicherprobleme bei VMware und fokussieren uns darauf, wie die von VAAI unterstützten Lösungen besagte Probleme beheben wollen.

1. Skalierbarkeit von VMs verbessert sich, wenn man nur LUN-Blöcke sperrt

In früheren Versionen von vSphere und ESX erfolgte bei Aufgaben wie die Erstellung, die Migration oder ein Schnappschuss der VM die Sperrung der gesamten LUN. Der Hypervisor führt dazu die Sperrung der LUN mit Hilfe von SCSI-Reservierungen aus.

Dazu sind allerdings einige SCSI-Befehle hin und her zu schicken. Eine gesperrte LUN ist jedoch für andere virtuelle Server nicht verfügbar und verursacht damit nicht nur Ressourcenkonflikte, sondern auch erhebliche Leistungseinbußen.

Das mittels VAAI mögliche Hardware Assisted Locking beschränkt die Sperrung nun auf einen einzelnen Block, statt auf die gesamte LUN. Und das mit einem einzigen SCSI-Befehl. Der damit mögliche gemeinsame Zugriff auf die gleiche LUN reduziert Konflikte.

Für die VMs mit einer gemeinsamen LUN entfällt damit auch der Wettstreit wer die LUN sperren oder entsperren darf, was letztlich zu vielen Verzögerungen beim Datenzugriff führte. Administratoren bekommen damit für speicherintensive Aufgaben wie Klonen, Schnappschüsse, Formatierung mehr Freiräume.

2. Schreibvorgänge über das Netzwerk an das Array delegieren

Ohne die heute benutzbaren VAAI-Funktionen, waren viele Standard-Operationen von vSphere wie die Bereitstellung von VMs per Template oder die Vergrößerung von Virtual Disks (VMDKs) per Thin Provisioning nur sehr umständlich umzusetzen.

Dazu mussten jeweils sehr viele Null-Werte zum Belegen leerer Datenblöcke über das Netzwerk auf das Array geschrieben werden. Mit der neuen Block-Zero-Funktion von VAAI lässt sich die Erstellung von Datenpaketen mit Fülldaten vom Array selbst abarbeiten.

Die Netzwerkbelastung sinkt dementsprechend. Wenn das VMFS ein mit Nullen aufgefülltes Datenpaket erkennt, können viele identische Schreibvorgänge durch den SCSI-Befehl „write_same“ ersetzt werden, der einen Datensektor abhängig von einem Zählerwert auf der Festplatte dupliziert.

Dieses Kopierverfahren funktioniert in jedem Array, noch besser allerdings wird dieser Vorgang auf die Thin-Provisioning-Funktion umgelenkt, die den Schreibvorgang gleich verhindert und sich nur den Null-Wert-Bereich merkt.

3. Klonen und Datenmigration bei VMs beschleunigen

In früheren Versionen von vSphere und ESX wurden Kopiervorgänge von VMware wie VM-Klonen und Storage vMotion mit Hilfe Millionen aufeinanderfolgender kleiner Block-I/Os ausgeführt. Diese Datenblöcke mussten mit Hilfe von SCSI-Lesebefehlen vom Array zum Host und wieder zurück mit SCSI-Schreibbefehlen übertragen wurden.

Das führte zu enormer Belastung der physischen Server- und Netzwerkressourcen. Die VAAI-Funktion Full Copy ändert das grundlegend. Full Copy kann, ähnlich wie die Block-Zero-Funktion, Schreibvorgänge auf Blockebene komplett innerhalb des Arrays mit Hilfe des SCSI-Befehls Xcopy (Extended Copy) ausführen, ohne dabei auf den Host zugreifen zu müssen.

Xcopy minimiert das I/O-Aufkommen bei der Server-Hardware und senkt den Bedarf an Netzwerk-Bandbreite. Die Storage Controller können durch den Einsatz ihrer vollen Bandbreite, ihrer Optimierungsmethoden und ihrer Auslastungsüberwachung Daten mit einem Maximum an Effizienz übertragen, ohne dabei wertvollen Controller Cache zu verbrauchen.

Das in vSphere 4.1 enthaltene vStorage enthält Funktionen, die weit über die Thematik Hauptspeicher hinausgehen, darunter Tools zur besseren Handhabe von Backups, zur Erstellung von Schnappschüssen oder zur Integration von Continuous Data Protection (CDP) und vieles mehr.

Fazit

Falls Sie VMware nutzen, ist vStorage sicherlich ein guter Grund über die Anschaffung von vSphere 4.1 nachzudenken. Wie gut Ihre Datenspeicher-Infrastruktur Ihren Anforderungen an die virtuelle Infrastruktur gerecht wird, könnte in großem Maße an vStorage liegen.

Egal, ob Sie über Ihren Hauptspeicher, Datenschutz, Replikation oder einen anderen Teil Ihrer Infrastruktur nachdenken, fragen Sie unbedingt bei Ihrem Speicheranbieter nach, ob er vStorage und VAAI unterstützt.

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