ESXi unterstützt Fibre Channel (FC), ein Speicherprotokoll, das das SAN zum Übertragen von Datenverkehr von Hosts an freigegebenen Speicher verwendet. In diesem Abschnitt finden Sie Informationen zur Verwendung von ESXi mit Fibre-Channel-SAN. Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation Ihres Anbieters.

Fibre-Channel-SAN-Konzepte

Wenn Sie ein vSphere-Administrator sind, der Hosts zusammen mit SANs einsetzen möchte, müssen Sie über Anwendungserfahrungen mit SAN-Konzepten verfügen. Weitere Informationen zur SAN-Technologie finden Sie in Printmedien oder dem Internet. Rufen Sie diese Quellen regelmäßig ab, um sich über Neuerungen in dieser Branche zu informieren.
Storage Area Network (SAN)
Ein SAN (Storage Area Network) ist ein spezielles Hochgeschwindigkeitsnetzwerk, das Hostserver mit Hochleistungsspeicher-Subsystemen verbindet. Zu den SAN-Komponenten zählen Hostbusadapter (HBAs) in den Hostservern, Switches, die Speicherdatenverkehr weiterleiten, Verkabelung, Speicherprozessoren (SP) und Festplattenspeicher-Arrays.
SAN-Fabric
Eine SAN-Topologie mit mindestens einem Switch im Netzwerk stellt ein SAN-Fabric dar.
Fibre-Channel-Protokoll (FC)
Für den Datentransfer von Hostservern auf gemeinsamen Speicher wird vom SAN das Fibre-Channel-Protokoll verwendet, das SCSI- oder NVMe-Befehle in Fibre-Channel-Frames bündelt.
Zoning
Um den Serverzugriff auf Speicher-Arrays einzuschränken, die diesem Server nicht zugeteilt sind, wird im SAN das Zoning verwendet. Normalerweise werden Zonen für jede Servergruppe erstellt, die auf eine gemeinsam genutzte Gruppe von Speichergeräten und LUNs zugreift. Über Zonen wird festgelegt, welche HBAs mit welchen Speicherprozessoren verbunden werden können. Geräte außerhalb einer Zone sind für Geräte in einer Zone nicht sichtbar.

Zoning hat die folgenden Auswirkungen:

  • Reduziert die Anzahl der Ziele und LUNs, die einem Host präsentiert werden.
  • Steuert und isoliert Pfade in einem Fabric.
  • Kann verhindern, dass Nicht-ESXi-Systeme auf ein bestimmtes Speichersystem zugreifen und möglicherweise VMFS-Daten löschen.
  • Kann verwendet werden, um verschiedene Umgebungen zu trennen, z. B. eine Test- von einer Produktionsumgebung.

Verwenden Sie bei ESXi-Hosts ein Einzelnitiator-Zoning oder ein Einzelinitiator-Einzelziel-Zoning. Letzteres ist eine bevorzugte Zoning-Methode. Die Verwendung von restriktiverem Zoning verhindert Probleme und Fehlkonfigurationen, die im SAN auftreten können.

Detaillierte Anweisungen und Best Practice für Zoning erhalten Sie von den Speicher-Array- oder Switch-Anbietern.

LUN-Maskierung
Das Zoning ist mit der LUN-Maskierung vergleichbar, die häufig zur Verwaltung von Berechtigungen verwendet wird. LUN-Maskierung ist ein Prozess, über den eine LUN für einige Hosts bereitgestellt wird – für andere Hosts jedoch nicht.
Multipathing
Bei der Datenübertragung zwischen dem Hostserver und dem Speicher nutzt das SAN eine Technik, die als Multipathing bezeichnet wird. Multipathing bietet die Möglichkeit, mehr als einen physischen Pfad vom ESXi-Host zu einer LUN in einem Speichersystem bereitzustellen.
Pfad-Failover
In der Regel besteht ein einzelner Pfad von einem Host zu einer LUN aus einem HBA, Switch-Ports, Verbindungskabeln und dem Speicher-Controller-Port. Falls eine Komponente des Pfads ausfällt, wählt der Host für E/A-Vorgänge einen anderen verfügbaren Pfad. Der Prozess der Erkennung eines ausgefallenen Pfads und des Wechsels auf einen anderen Pfad wird als Pfad-Failover bezeichnet.

Ports im Fibre-Channel-SAN

Im Kontext dieses Dokuments ist ein Port die Verbindung von einem Gerät mit dem SAN. Jeder Knoten im SAN, z. B. ein Host, ein Speichergerät oder eine Fabric-Komponente, verfügt über einen oder mehrere Ports, die ihn mit dem SAN verbinden. Ports werden auf verschiedene Arten identifiziert.

WWPN (World Wide Port Name)
Ein global eindeutiger Bezeichner für einen Port, der bestimmten Anwendungen den Zugriff auf den Port ermöglicht. Die FC-Switches erkennen den WWPN eines Geräts oder Hosts und weisen dem Gerät eine Portadresse zu.
Port_ID (oder Portadresse)
Innerhalb eines SAN verfügt jeder Port über eine eindeutige Port-ID, die als FC-Adresse für den Port dient. Diese eindeutige ID ermöglicht das Routing von Daten über das SAN zu diesem Port. Die FC-Switches weisen die Port-ID zu, wenn sich das Gerät bei der Fabric anmeldet. Die Port-ID ist nur gültig, wenn das Gerät angemeldet ist.

Wenn die N-Port-ID-Virtualisierung (NPIV) verwendet wird, kann ein einzelner FC-HBA-Port (N-Port) mithilfe mehrerer WWPNs beim Fabric registriert werden. Mit dieser Methode kann ein N-Port mehrere Fabric-Adressen beanspruchen, die jeweils als eindeutiges Element angezeigt werden. Wenn ESXi-Hosts ein SAN verwenden, bieten diese mehreren eindeutigen Bezeichner die Möglichkeit, WWPNs einzelnen virtuellen Maschinen als Teil ihrer Konfiguration zuzuweisen.

Typen von Fibre-Channel-Speicher-Arrays

ESXi unterstützt verschiedene Speichersysteme und Arrays. Sie werden in die folgenden Kategorien unterteilt:

Aktiv-Aktiv-Speichersystem
Unterstützt den gleichzeitigen Zugriff auf die LUNs über alle Speicherports, die ohne wesentlichen Leistungsabfall verfügbar sind. Alle Pfade sind aktiv, es sei denn, ein Pfad schlägt fehl.
Aktiv-Passiv-Speichersystem
Ein System, in dem ein Speicherprozessor aktiv den Zugriff auf eine vorhandene LUN ermöglicht. Die anderen Prozessoren fungieren als Sicherung für die LUN und können den Zugriff auf andere LUN-E/A-Vorgänge aktiv bereitstellen. E/A-Daten können ausschließlich an einen aktiven Port gesendet werden. Falls der Zugriff über den aktiven Speicherport fehlschlägt, kann einer der passiven Speicherprozessoren durch die Server, die auf ihn zugreifen, aktiviert werden.
Asymmetrisches Speichersystem
Unterstützt Asymmetric Logical Unit Access (ALUA). ALUA-konforme Speichersysteme bieten verschiedene Zugriffsebenen für einzelne Ports. Mit ALUA kann der Host die Zustände von Zielports bestimmen und Pfade priorisieren. Der Host verwendet einige der aktiven Pfade als primäre Pfade und andere als sekundäre Pfade.

Zugriff auf Daten in einem Fibre-Channel-SAN durch virtuelle Maschinen

ESXi speichert Festplattendateien einer virtuellen Maschine in einem VMFS-Datenspeicher, der sich auf einem SAN-Speichergerät befindet. Sobald VM-Gastbetriebssysteme SCSI- oder NVMe-Befehle an die virtuellen Festplatten senden, übersetzt die SCSI- oder NVMe-Virtualisierungsebene diese Befehle in VMFS-Dateivorgänge.

Wenn eine virtuelle Maschine mit seinen auf einem SAN gespeicherten virtuellen Festplatten interagiert, finden die folgenden Prozesse statt:

  1. Wenn das Gastbetriebssystem in einer virtuellen Maschine eine SCSI- oder NVMe-Festplatte liest oder darauf schreibt, sendet es SCSI- oder NVMe-Befehle an die virtuelle Festplatte.
  2. Gerätetreiber im Betriebssystem der virtuellen Maschine kommunizieren mit den virtuellen SCSI- oder NVMe-Controllern.
  3. Der virtuelle SCSI- oder NVMe-Controller leitet den Befehl an den VMkernel weiter.
  4. Der VMkernel führt die folgenden Aufgaben aus.
    1. sucht im VMFS-Volume nach einer entsprechenden virtuellen Festplattendatei.
    2. ordnet die Anforderungen für die Blöcke auf der virtuellen Festplatte den Blöcken auf dem entsprechenden physischen Gerät zu.
    3. Sendet die geänderte E/A-Anforderung vom Gerätetreiber im VMkernel an den physischen HBA.
  5. Der physische HBA führt die folgenden Aufgaben aus.
    1. Bündelt die E/A-Anforderungen gemäß den Regeln des FC-Protokolls in Pakete.
    2. übermittelt die Anforderung an das SAN.
  6. Abhängig vom Port, den der HBA für die Verbindung zum Fabric verwendet, empfängt einer der SAN-Switches die Anforderung. Der Switch leitet die Anforderung an das entsprechende Speichergerät weiter.