Immer mehr Unternehmen lösen ältere Hypervisor-Umgebungen ab und betreiben VMs und Container auf einer Plattform. Laut Eric Herzog, CMO bei Infinidat, einem Lenovo-Unternehmen, stellt die Konsolidierung tausender VMs besondere Anforderungen an Host-Konfiguration und Speicher.
Im Zuge der Modernisierung ihrer IT-Infrastruktur verabschieden sich Unternehmen zunehmend von Virtualisierungsumgebungen mit älteren Hypervisoren. Stattdessen setzen sie auf einheitliche, cloud-native Orchestrierungsplattformen, die klassische virtuelle Maschinen (VMs) und containerisierte Workloads über eine gemeinsame Steuerungsebene verwalten. Als Vorteile gelten betriebliche Effizienz und geringere Kosten. Eric Herzog weist in einem Fachbeitrag jedoch darauf hin, dass die Verdichtung sehr vieler VMs in Host-Clustern neue Anforderungen an die Daten- und Speicherarchitektur mit sich bringt. Leistung, Verfügbarkeit, Cyber-Resilienz und Ressourceneffizienz im großen Maßstab setzten eine sorgfältige Abstimmung von Container-Orchestrierung und Speicherinfrastruktur voraus.
Engpässe auf Host-Ebene
Bei Tausenden oder Zehntausenden VMs ändert sich laut Herzog, wie Hosts mit den Speichersystemen interagieren. In cloud-nativen Umgebungen ist jede VM-Festplatte in der Regel mit einem eigenen Persistent Volume Claim verknüpft, der dynamisch einem logischen Blockgerät zugeordnet wird. Laufen Hunderte VMs auf einem physischen Host, muss dieser gleichzeitig Tausende Speicherzuordnungen, Pfade und Ein-/Ausgabekanäle verwalten. Ohne Feinabstimmung auf Betriebssystem- und Treiberebene können Engpässe entstehen: bei der Geräteerkennung, bei den Kernel-Grenzen für LUNs und bei der Länge der Speicherwarteschlangen. Für stabile Cluster nennt der Autor drei Maßnahmen: die systematische Optimierung von Kernel-Parametern auf Host-Ebene, effiziente Multipathing-Strategien sowie Routinen zum Auflösen von Geräteverbindungen, damit verwaiste Pfade und erschöpfte Ressourcen vermieden werden.
Anforderungen an den Unternehmensspeicher
Damit große VM-Bestände die Reaktionsfähigkeit der Anwendungen nicht beeinträchtigen, muss die Speicherarchitektur aus Sicht des Autors mehrere Kriterien erfüllen. Das erste betrifft Leistung und Latenz. Zufällige I/O-Spitzen entstehen etwa durch Boot-Storms, parallele Snapshot-Vorgänge oder die automatische Neuverteilung von Workloads. Die Plattform soll über alle konsolidierten Workloads hinweg berechenbare Antwortzeiten im Mikrosekundenbereich liefern, um Verzögerungen bei geschäftskritischen Anwendungen zu vermeiden.
Das zweite Kriterium sind Verfügbarkeit und Cyber-Resilienz. Fällt in einer dicht bestückten Umgebung ein einzelner Host aus, sind viele VMs betroffen. Das Speichersystem muss daher Datenverlust verhindern und ein nahtloses Failover ermöglichen. Herzog verweist auf Multipathing-Protokolle mit sofortigem Pfad-Failover und Lastverteilung über redundante Speichercontroller. Hinzu kommen automatisierte Snapshots, das Klonen persistenter Volumes und eine platzsparende Bereitstellung. Sie sollen VMs schnell instanziieren und Daten kontinuierlich sichern, ohne übermäßig viel physische Kapazität zu belegen.
Workload-Mobilität und Speicherbereitstellung
Workloads sind in dynamischen Virtualisierungsumgebungen selten statisch. Die Live-Migration, bei der laufende VMs ohne Betriebsunterbrechung zwischen physischen Hosts wechseln, stellt eigene Anforderungen an den persistenten Speicher. Volumes müssen über Zugriffsmodi auf Blockebene bereitgestellt werden, die während der Migration den gleichzeitigen Zugriff mehrerer Knoten erlauben. Zudem müssen sich die Bereitstellungsabläufe in die nativen Speichertreiber-Schnittstellen des Orchestrators einfügen, sodass Volumes richtliniengesteuert erstellt, erweitert und gelöscht werden können, ohne manuelle Speicherverwaltung.
Einordnung
Kombinieren Unternehmen optimierte Host-Kernel-Konfigurationen mit einer Blockspeicher-Anbindung, die hohen Durchsatz bei geringer Latenz über Fibre Channel oder NVMe over Fabrics (NVMe-oF) bietet, lassen sich laut Herzog die bisherigen Grenzen der Skalierbarkeit verschieben. Hunderte Volumes pro Host könnten dann effizient betrieben werden. Der Beitrag formuliert die Anforderungen aus Sicht eines Speicheranbieters; Messwerte nennt er nicht.
Vorschau
Mit dem Abschied von älteren Hypervisor-Umgebungen rückt die Speicheranbindung stärker in den Mittelpunkt der Planung. Wer VMs und Container auf einer Plattform bündelt, muss Host-Konfiguration, Multipathing und Protokollwahl (Fibre Channel, NVMe-oF) mit der Speicherarchitektur abstimmen.
Dr. Jakob Jung ist Chefredakteur Security Storage und Channel Germany. Er ist seit mehr als 20 Jahren im IT-Journalismus tätig. Zu seinen beruflichen Stationen gehören Computer Reseller News, Heise Resale, Informationweek, Techtarget (Storage und Datacenter) sowie ChannelBiz. Darüber hinaus ist er für zahlreiche IT-Publikationen freiberuflich tätig, darunter Computerwoche, Channelpartner, IT-Business, Storage-Insider und ZDnet. Seine Themenschwerpunkte sind Channel, Storage, Security, Datacenter, ERP und CRM.
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