Cada vez más empresas sustituyen entornos con hipervisores antiguos y ejecutan VMs y contenedores en una sola plataforma. Según Eric Herzog, CMO de Infinidat, una empresa de Lenovo, la consolidación de miles de VMs plantea exigencias específicas a la configuración de los hosts y al almacenamiento.
En el marco de la modernización de su infraestructura de TI, las empresas se alejan cada vez más de los entornos de virtualización con hipervisores antiguos. En su lugar, apuestan por plataformas de orquestación unificadas y nativas de la nube, que gestionan máquinas virtuales (VMs) clásicas y cargas de trabajo en contenedores desde un plano de control común. Se citan como ventajas la eficiencia operativa y unos costes menores. En un artículo técnico, Eric Herzog señala, sin embargo, que la concentración de un gran número de VMs en clústeres de hosts crea nuevos requisitos para la arquitectura de datos y almacenamiento. El rendimiento, la disponibilidad, la ciberresiliencia y la eficiencia de recursos a gran escala exigen, según él, una coordinación cuidadosa entre la orquestación de contenedores y la infraestructura de almacenamiento.
Cuellos de botella en el host
Con miles o decenas de miles de VMs, cambia, según Herzog, la forma en que los hosts interactúan con los sistemas de almacenamiento. En entornos nativos de la nube, cada disco de una VM suele estar vinculado a su propio Persistent Volume Claim, que se asigna dinámicamente a un dispositivo de bloques lógico. Si cientos de VMs se ejecutan en un único host físico, este debe gestionar a la vez miles de asignaciones de almacenamiento, rutas y canales de entrada/salida. Sin un ajuste fino a nivel de sistema operativo y de controlador, pueden aparecer cuellos de botella en la detección de dispositivos, en los límites del kernel para LUN y en la longitud de las colas de almacenamiento. Para lograr clústeres estables, el autor menciona tres medidas: la optimización sistemática de los parámetros del kernel en el host, estrategias eficientes de multipathing y rutinas para liberar conexiones de dispositivos, de modo que se eviten rutas huérfanas y el agotamiento de recursos.
Requisitos para el almacenamiento empresarial
Para que los grandes parques de VMs no perjudiquen la capacidad de respuesta de las aplicaciones, la arquitectura de almacenamiento debe cumplir, a juicio del autor, varios criterios. El primero se refiere al rendimiento y la latencia. Los picos aleatorios de E/S surgen, por ejemplo, por boot storms, operaciones de snapshot simultáneas o la redistribución automática de cargas de trabajo. La plataforma debe ofrecer tiempos de respuesta previsibles, en el rango de microsegundos, en todas las cargas consolidadas, para evitar retrasos en aplicaciones críticas para el negocio.
El segundo criterio es la disponibilidad y la ciberresiliencia. Si en un entorno densamente poblado falla un solo host, se ven afectadas muchas VMs. Por ello, el sistema de almacenamiento debe evitar la pérdida de datos y permitir un failover sin interrupciones. Herzog menciona protocolos de multipathing con failover inmediato de rutas y balanceo de carga entre controladoras de almacenamiento redundantes. A ello se suman snapshots automatizados, la clonación de volúmenes persistentes y un aprovisionamiento que ahorre espacio. Su finalidad es instanciar VMs con rapidez y proteger los datos de forma continua sin consumir una capacidad física excesiva.
Movilidad de cargas de trabajo y aprovisionamiento
En los entornos de virtualización dinámicos, las cargas de trabajo rara vez son estáticas. La migración en vivo, en la que las VMs en ejecución pasan de un host físico a otro sin interrumpir el servicio, plantea requisitos propios al almacenamiento persistente. Los volúmenes deben aprovisionarse con modos de acceso a nivel de bloque que permitan el acceso simultáneo de varios nodos durante la migración. Además, los flujos de aprovisionamiento deben integrarse con las interfaces nativas de controladores de almacenamiento del orquestador, de modo que los volúmenes se creen, amplíen y eliminen según políticas, sin gestión manual.
Valoración
Si las empresas combinan configuraciones de kernel optimizadas en los hosts con una conectividad de almacenamiento en bloques de alto rendimiento y baja latencia mediante Fibre Channel o NVMe over Fabrics, se pueden desplazar, según Herzog, los límites de escalabilidad actuales. Cientos de volúmenes por host podrían gestionarse entonces de forma eficiente. El artículo plantea estos requisitos desde la perspectiva de un proveedor de almacenamiento y no aporta mediciones.
Avance
Con el abandono de los entornos de hipervisores antiguos, la conexión de almacenamiento gana peso en la planificación. Quien concentra VMs y contenedores en una sola plataforma debe alinear la configuración de los hosts, el multipathing y la elección de protocolo (Fibre Channel, NVMe-oF) con la arquitectura de almacenamiento.
El Dr. Jakob Jung es redactor jefe de Security Storage y Channel Germany. Lleva más de 20 años trabajando en el periodismo especializado en TI. A lo largo de su carrera ha colaborado con Computer Reseller News, Heise Resale, Informationweek, Techtarget (almacenamiento y centros de datos) y ChannelBiz. Además, colabora como freelance con numerosas publicaciones del sector de las TI, entre las que se incluyen Computerwoche, Channelpartner, IT-Business, Storage-Insider y ZDnet. Sus temas principales son el canal, el almacenamiento, la seguridad, los centros de datos, los sistemas ERP y CRM.
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