Storage DRS

حتما برای شما هم پیش آمده است که در محیط های سازمانی و زمانیکه از سرورهای متعدد ESXi استفاده می کنید تعداد  Data store های شما زیاد باشد و هر بار که بخواهید یک Virtual Machine ایجاد کنید بایستی بصورت دستی تعیین کنید که این Virtual  Machine  بر روی کدامیک از Datastore های شما باید قرار بگیرد. تا اینجای کار مشکلی نیست اما زمانیکه تعداد Virtual Machine های شما بالا رفت و برخی از آنها میزان I//O زیادی بر روی Datastore شما ایجاد کردند متوجه می شوید که باید یکی از این Virtual Machine ها را به یک Datastore دیگر منتقل کنید . اما این فرآیند بصورت کاملا دستی انجام می شود و در تعداد VM های بالا احتمال بروز خطا بسیار زیاد است ، از طرفی شما به عنوان یک انسان دارای خطای زیادی هستید و برای انجام چنین کاری باید همیشه نظارت کاملی بر روی Datastore ها و فضاهای موجود بر روی آنها داشته باشید. شرکت VMware برای مدیریت چنین مسائلی و نظارت و مانیتورینگ Datastore  های خود قابلیتی به نام Storage DRS که مخفف کلمه های Distributed Resource Scheduler می باشد را ارائه داده است.

 

Storage DRS  چیست؟

ایجاد کردن Virtual Machine ها و اختصاص فضا به آنها یکی از مشکلاتی بوده است که مدیران شبکه همواره با آن درگیر بوده اند. مانیتور کردن ظرفیت موجود در Datastore ها و همچنین میزان Load ای که برای I//O آنها وجود دارد برای مدیران شبکه یک فرآیند واقعا سخت به شمار می رفت. معمولا زمانیکه یک Virtual Machine ایجاد می شودDatastore محل قرارگیری آن توسط مدیر سیستم بصورت تصادفی انتخاب می شود و به همین دلیل ممکن است در بسیاری اوقات ظرفیت یک Datastore پر شود و یا I//O آن باعث بالا رفتن Load در سیستم بشود. قابلیت VMware VSPhere Storage DRS از VSPhere نسخه 5.0 معرفی شد و برای حل همین مشکلات راهکارهای بسیار جالبی را ارائه داد ، وظیقه اصلی Storage DRS انتخاب هوشمند محل قرارگیری Virtual Machine ها بر روی Datastore ها و از طرفی ایجاد مکانیزم های Load Balancing بر اساس میزان I//O موجود در Datastore و مدیریت فضاهای خالی Datastore ها است. با استفاده از چنین قابلیتی دیگر مدیران شبکه نیازی به مانیتور کردن دائمی و وقت گذاشتن بر روی Datastore ها برای پیدا کردن ظرفیت خالی و مواردی که قبلا عنوان کردیم نخواهد داشت. توجه کنید که برای راه اندازی Storage DRS وجود Datastore Cluster الزامی است.

 

وظایف اصلی که Storage DRS بر عهده دارد ، قرار دادن فایل های Virtual Machine ها در محل مناسب ، استفاده از قابلیت Storage Motion بر اساس میزان ظرفیت موجود در Storage ها و همچنین میزان تاخیرهای موجود در فرآیند I//O ماشین های مجازی و منتقل کردن Virtual Machine ها در صورت نیاز است. شما می توانید Storage DRS را در حالت های کاملا اتوماتیک یا Automatic Mode و یا در حالت دستی یا Manual پیکربندی کنید ، همچنین شما قابلیت ایجاد کردن قوانین وابستگی یا Affinity را برای محل قرارگیری Virtual Disk ها دارید.زمانیکه شما از قابلیت Storage DRS استفاده می کنید ، وقتی می خواهید یک Virtual Machine جدید ایجاد کنید یا یک Virtual Machine را Clone یا Migrate کنید ، به جای اینکه از شما محل یک Datastore درخواست شود از شما محل یک Datastore Cluster درخواست می شود تا در آنجا بر اساس تصمیماتی که Storage DRS می گیرد محل قرارگیری فایل مجازی انتخاب شود. شما می توانید برای فرآیند Storage VMotion ای که در Storage DRS انجام می شود قوانینی را تعیین کنید که مثلا زمانیکه فضای Datastore شما به یک حد نصاب رسید فایل مورد نظر را به Datastore دیگری منتقل کند و یا اینکه از درصد I//O یک Virtual Machine از حدی تجاوز کرد آن را به Datastore دیگری منتقل کند. فرآیند بررسی فضای خالی در Datastore ها توسط Storage DRS هز 5 دقیقه یکبار انجام می شود اما درصد I//O با توجه به سنگین بودن فرآیند هر 8 ساعت یکبار تخمین زده می شود.

 

یکی سری قوانین عمومی برای ایجاد کردن Datastore Cluster ها چه دارای قابلیت Storage DRS باشند و چه دارای این قابلیت نباشند وجود دارد ، در ابتدا اینکه در یک Datastore Cluster می تواند LUN های مختلفی از SAN Storage های مختلف وجود داشته باشد ، توجه باید داشته باشید که LUN ها و Datastore هایی که در یک Datastore Cluster قرار می گیرند باید از ویژگی های یکسانی برخوردار باشند و در واقع عین هم باشند و از همه مهمتر اینکه باید توجه کنید که Datastore Cluster ها فقط بر روی ESXi 5.0 و بالاتر از آن قابل ایجاد کردن هستند. اما یک سری قوانین ویژه برای زمانیکه شما از Storage DRS استفاده می کنید نیز وجود دارد ، به هیچ عنوان بصورت ترکیبی از VMFS و NFS بصورت همزمان بر روی یک Datastore Cluster استفاده نکنید و همچنین Datastore های Replicate شده را با Datastore های Replicate نشده هرگز ترکیب نکنید. 

 

پنج ویژگی مهم و کلیدی vSphere Storage DRS عبارتند از:

  • Resource aggregation یا تجمیع منابع
  • Initial Placement یا استقرار اولیه
  • Load balancing یا تعدیل بار
  • Affinity rules یا قوانین پیوستگی
  • Maintenance Mode یا شرایط نگهداری Data storage

 

در زیر به تشریح هر یک از موارد فوق خواهیم پرداخت:

  •  Resource aggregation یا تجمیع منابع

این فرآیند، یکی از مولفه‌های مهم به شمار رفته و سایر ویژگی ‌های  SDRS نیز به آن بستگی دارد. در نسخه vSphere 5.0، به معرفی یک Object جدید در VM vCenter Server پرداخته شده است که کلاستر Datastore نامیده می‌شود. در واقع Datastore Cluster، مجموعه‌ای از  Datastoreهای جمع‌آوری شده برای یک واحد مصرفی از دیدگاه مدیر سیستم محسوب می‌گردد. این کلاسترهای  Datastore، مبنا و شالوده‌ی vSphere SDRS  را تشکیل می‌دهند. هنگامی که یک کلاستر ایجاد می‌شود، vSphere Storage DRS می‌تواند منابع Storage را به شیوه‌ای قابل مقایسه، مدیریت نماید تا Distributed Resource Scheduler یا به اختصار DRS در VMware vSphere، چگونگی تخصیص منابع در یک کلاستر را مدیریت ‌کند. کلاستر Datastore همانند کلاسترِ Hostها، به تجمیع منابع Storage می‌پردازد، تا امکان استقرار سریع اطلاعات مربوط به فایل‌های دیسک مجازیِ مختص به هر ماشین مجازی و تعدیل بار  Workloadهای موجود را فراهم نماید. شکل زیر نشان دهنده یک کلاستر از Datastore های ۱۲TB است، که با چهار عدد  Datastore با ظرفیت ۳TB تشکیل شده است.

انعطاف پذیری این مفهوم جدید، علاوه بر تفکیک حالت فیزیکی از منطقی، با ایجاد امکان حذف یا اضافه شدن سریع و پویای Datastore ها از کلاستر Datastore در واکنش به نگهداری، عملکرد یا موضوعات دیگر به میزان زیادی فرآیند مدیریت Storage را تسهیل می‌نماید.

در واقع کلاستر Datastore به عنوان حوزه Load-balancing در vSphere Storage DRS عمل می‌کند و باید شامل Datastore هایی با ویژگی‌های عملکردی و اندازه مشابه باشد Load balancer .در vSphere Storage DRS در واقع فرآیند استقرار فایل با فرمت اولیه دیسک ماشین مجازی یعنی VMDK را اجرا نموده و بهره‌وری موثر و متوازن Datastoreها را امکانپذیر می‌سازد.

کلاستر Datastore ، یک بخش مجزا از مدیریت (‌‌Single Point of Management) ارائه می‌نماید. ساختار vSphere Storage DRS، برای هر سطحی از کلاستر Datastore به کار رفته و به هر یک از Datastoreها و ماشین‌های مجازی داخل کلاستر Datastore نیز مرتبط می‌باشد.

کلاستر Datastore، یک لایه مفهومی برای فرآیند آماده‌سازی ارائه می‌نماید. در طول فرآیند آماده‌سازی ماشین‌های مجازی، یک کلاستر Datastore (ترجیحاً به جای Datastore جداگانه) به عنوان مقصد مورد نظر انتخاب می شود. این لایه مفهومی، قابلیت حذف یا اضافه نمودن Datastoreها، بدون ایجاد تغییر در فرآیند آماده‌سازی ماشین مجازی را برای مدیر سیستم فراهم می‌سازد.

علاوه بر موارد فوق، تجمیع منابع Datastoreها، به بهره وری و ادغام نمودن Datastore  های جدید به فرآیند آماده‌سازی ماشین مجازی کمک می‌نماید. مدیرهایی که مسئولیت تامین ماشین‌های مجازی را بر عهده دارند، باید در مورد  Datastoreهای جدید آگاهی و اطلاعات داشته باشند. در این موارد معمولا از یک لیست Static استفاده می شود که دربرگیرنده Datastore های مناسب، برای توافق ‌نامه سطح خدمات (SLA) می‌باشد. نگهداری، کنترل و استفاده از این لیست، یک کار خسته کننده محسوب می‌گردد. با وجود کلاستر  Datastoreها، می‌توان  Datastoreهای جدیدی را به کلاستر اضافه نمود و VMware Storage DRS هم می‌تواند آنها را به طور اتوماتیک جهت انتخاب در طول استقرار ماشین مجازی جدید ادغام نماید.

  • Initial Placement یا استقرار اولیه

فرآیندِ انتخاب Datastore ، در طول مدت آماده‌سازی سنتی یک ماشین مجازی امری پیچیده محسوب می گردد. فاکتورهای مهم آماده‌سازی، مانند بکارگیری فضای کنونی (Space Utilization) و بار I/O نیز اغلب نادیده گرفته می‌شوند. VMware Storage DRS ، پیشنهاداتی جهت استقرار اولیه و ایجاد تعادل مداوم ارائه می‌کند، که به اتخاذ تصمیمات مدیران vSphere در زمینه استقرار بر اساس فضا و ظرفیت I/O کمک می‌نماید.

در واقع استقرار اولیه یا Initial Placement به فرآیندی اطلاق می شود که VMware Storage DRS یک Datastore را از بین کلاستر Datastore انتحاب می‌کند تا دیسک ماشین مجازی را بر روی آن قرار دهد. این فرآیند زمانی رخ می‌دهد که ماشین مجازی ایجاد شده باشد و دیسک ماشین مجازی به کلاستر Datastore دیگری منتقل شده یا دیسک دیگری به ماشین مجازی فعلی اضافه گردد.

 VMware SDRS تضمین می‌کند که توصیه و پیشنهادات ارائه شده در زمینه استقرار اولیه (Initial Placement) مطابق با محدودیت های فضا و با توجه به اهداف استفاده از فضا (Space utilization) و I/O Load balancing  می‌باشد. کاهش ریسک Storage I/O Bottlenecks  و تاثیر عملکرد ماشین‌های مجازی ، هر دو از اهداف مورد نظر این تکنولوژی محسوب می‌گردند.

استقرار اولیه با انتخاب اتوماتیک  Datastore، باعث تسهیل و تسریع فرآیند Provisioning یا آماده‌ سازی نیز می‌شود. تجمیع چندین Datastore در یک کلاستر Datastore جداگانه، فرصت تصمیم‌گیری در مقیاس‌های کوچکتر را برای مدیر سیستم فراهم می‌سازد، زیرا به جای انتخاب یک Datastore از میان تعداد زیادی از آنها، امکان انتخاب یک کلاستر جداگانه را ایجاد می‌کند.

 VMware DRS به شما این امکان را می دهد تا:

منابع سیستم را در حالت تعادل نگه داشته ، ماشین های مجازی در زمان نیاز به صورت پویا به این منابع دسترسی خواهند یافت.

حجم منابع رزرو شده قابل تغییر می باشد و امکان افزایش آن در هر زمان وجود دارد.

امکان مدیریت بهتری ارایه می دهد و سیستم را توانمند می کند تا منابع را رصد کرده و مدیریت زیرساخت ها را به صورت چشمگیری آسان تر می کند.

  • تعدیل بار یا Load Balancing در VMware SDRS

سیستم‌ های ذخیره‌سازی ، معمولا بر اساس ظرفیت و مقتضیات مربوط به قابلیت اطمینان (Reliability) ارائه می‌شوند. عملکرد متنوع I/O با workload و Hot-spot های مختلف، ممکن است به مرور زمان موجب عدم‌تعادل (Imbalance) در Datastore ها گردد. Load balancing به عنوان ابزاری در نظر گرفته می‌شود، که مانع High latency  و سناریوهای Out-of-Space در نتیجه‌ی سربار اضافی (Overload) در هر یک از Datastoreها می‌گردد. با آغاز بروز عدم‌تعادل بار، SDRS پیشنهاداتی را جهت اصلاح ارائه می‌نماید. شاید این عدم‌تعادل، با افزایش بار کاری بر روی یک Datastore و یا اینکه آن Datastore دچار Hot-spot شده باشد، مرتبط نباشد، که در این صورت انتقال و جابجایی می تواند این وضعیت را کنترل نماید. Space-utilization load balancing، جهت پاسخگویی در صورت کاهش Bottlenecks یا عدم‌ تعادل بیش از حد، طراحی شده است.

قوانین پیوستگی (Affinity Rules) در VMware Storage DRS

 storage DRS یا به اختصار SDRS، برای فایل‌های ماشین مجازی از قوانین استقرار هوشمند (Smart Placement)، در قالب قوانین پیوستگی (Affinity rules) استفاده می‌نماید. با ارائه این قوانین از استقرار ماشین‌های مجازی دارای عملکرد مشابه، در یک Datastore جلوگیری می‌شود و در شرایط مناسب به حفظ و نگهداری ماشین‌های مجازی در کنار دیگر کمک می‌کند.

قوانین پیوستگی در VMware Storage DRS، به لحاظ مفهومی شباهت زیادی به قوانین پیوستگی و ضدپیوستگی در VMware DRS دارند. این قوانین، طی یک فرآیند کنترل، مشخص می‌کنند که کدام یک از فایل‌های ماشین مجازی نباید در یک Datastore مشابه در کلاستر Datastore قرار گیرند. علاوه بر آن جهت حفظ پیکربندی VMDK در کلاستر Datastore، مطابق با شرایط دسترسی، به کاربر کمک می‌نمایند.

ویژگی Datastore Maintenance Mode

Datastore Maintenance Mode از آن دسته ویژگی‌هایی است که در شرایط معمول مورد ‌استفاده قرار نمی‌گیرد؛ اما در صورت نیاز مورد استقبال زیادی واقع می‌گردد و با Host Maintenance Mode قابل مقایسه است. وقتی Datastore در Maintenance Mode قرار می‌گیرد، کلیه ماشین‌های مجازی ثبت شده روی آن، به یک Datastore دیگری در کلاستر  Datastoreها منتقل می شوند. انتقال داده‌ها به یک Storage Array جدید و انتقال از VMFS-3 به VMFS-5 از کاربرد‌های این ویژگی به شمار می‌رود.

 

ذخیره سازی مبتنی بر پروفایل (Profile-Driven Storage)

کنترل ماشین‌های مجازی و تضمین استقرار آنها در  Datastorageهای متناسب با شرایط SLA، کاری دشوار و چالش برانگیزی محسوب می‌گردد. ذخیره‌سازی مبتنی بر پروفایل (Profile-Driven Storage) توسط vSphere 5.0 معرفی شده و امکان بهره‌گیری از قابلیت‌های ذخیره‌سازی اصلی، از قبیل تکنولوژی صرفه‌‌‌ جویی در فضا (Space-Saving)، همسان‌سازی (Replication) و تعریف پروتکل را به صورت خودکار توسط vSphere Storage API ها و یا به صورت دستی، توسط کاربر فراهم می‌نماید.

 

معماری پروفایل ذخیره‌‌سازی ماشین مجازی

پروفایل ذخیره‌‌سازی ماشین مجازی، قابلیت‌های ذخیره‌‌سازی مورد ‌‌‌نیاز برای فایل‌های دیسک ماشین مجازی را جهت فعال شدن برنامه ها در ماشین مجازی ارائه می‌نماید. پروفایل ذخیره‌سازی ماشین مجازی  (Virtual Machine Storage Profile) با قابلیت ذخیره‌سازی مرتبط (Attached) بوده و پروفایل قابلیت ذخیزه‌سازی نیز با Datastore مرتبط (Attached) می‌باشد. ذخیره‌سازی پروفایل ‌محور

Profile –Driven Storage)) به همراه پروفایل ذخیره‌سازی ماشین مجازی، با اتکا بر شرایط ویژه SLA، کاربر را قادر می‌سازد تا استقرار ماشین‌های مجازی را به سرعت و هوشمندانه انجام دهد.

تکنولوژی VMware SDRS، از پروفایل ذخیره‌سازی ماشین مجازی پشتیبانی می‌نماید. این موضوع مستلزم وجود  Datastoreهایی با ویژگی‌ها و قابلیت‌های ذخیزه‌سازی مشابه در یک کلاستر Datastore است، در‌نتیجه کلاستر با پروفایل ذخیره‌سازی ماشین مجازی سازگار می‌باشد. بنابراین نمایش کلاسترهای Datastore به شکل مقصدهای ذخیره‌ سازی سازگار در فرآیند استقرار اولیه (Initial Placement) صورت می‌گیرد.

پروفایل‌های ذخیره‌ سازی را می‌توان به یک ماشین مجازی و یا به ازای هر VMDK و یا سطح اختصاص داد. اگر چندین کلاستر Datastore با قابلیت ذخیره‌سازی متفاوت وجود داشته باشد، در آن صورت می‌توان یک ماشین مجازی را برای آنها توزیع نمود. SDRS می تواند در هر کلاستر Datastore، عملیات استقرار اولیه و تعدیل بار ورودی و خروجی را در فایل‌های ماشین مجازی به کار گیرد و فایل‌های ماشین مجازی را همگام با قوانین پیوستگی مدون، مستقر و جابجا نماید.

طراحی شده توسط 3DQuest.ir