Obtenga información sobre los conceptos básicos y los diferentes componentes de la funcionalidad de vSphere Virtual Volumes.
Objetos de Virtual Volumes
Los volúmenes virtuales son encapsulaciones de archivos de máquinas virtuales, discos virtuales y sus derivados.
Los volúmenes virtuales se almacenan de manera nativa en un sistema de almacenamiento que está conectado a los hosts ESXi a través de Ethernet o SAN. Un sistema de almacenamiento los exporta como objetos y el hardware los administra completamente en el lado del almacenamiento. Por lo general, un GUID único identifica un volumen virtual. Los volúmenes virtuales no se aprovisionan previamente, sino que se crean automáticamente al realizar operaciones de administración de máquinas virtuales. Entre estas operaciones se encuentran la creación y la clonación de máquinas virtuales, además de la creación de instantáneas. ESXi y vCenter Server asocian uno o varios volúmenes virtuales con una máquina virtual.
Tipos de Virtual Volumes
- Data-vVol
- Un volumen virtual de datos que se corresponde directamente con el archivo .vmdk de cada disco virtual. Al igual que los archivos de discos virtuales en almacenes de datos tradicionales, los volúmenes virtuales se presentan como discos SCSI o NVMe ante las máquinas virtuales. Data-vVol puede tener aprovisionamiento grueso o fino.
- Config-vVol
- Un volumen virtual de configuración, o un directorio de inicio, representa un pequeño directorio que contiene archivos de metadatos para una máquina virtual. Entre los archivos se encuentran un archivo .vmx, archivos de descriptores para discos virtuales, archivos de registro, etc. El volumen virtual de configuración está formateado con un sistema de archivos. Cuando ESXi utiliza el protocolo SCSI o NVMe para conectarse al almacenamiento, los volúmenes virtuales de configuración se formatean con VMFS. Con el protocolo NFS, los volúmenes virtuales de configuración se presentan como un directorio NFS. Por lo general, es de aprovisionamiento fino.
- Swap-vVol
- Se crea la primera vez que se enciende una máquina virtual. Es un volumen virtual que contiene copias de páginas de memoria de máquina virtual que no pueden retenerse en la memoria. Su tamaño se determina según el tamaño de memoria de la máquina virtual. Es de aprovisionamiento grueso de forma predeterminada.
- Snapshot-vVol
- Un volumen de memoria virtual que incluye el contenido de la memoria de la máquina virtual para una snapshot. Con aprovisionamiento grueso.
- Otro
- Un volumen virtual para funciones específicas. Por ejemplo, se crea un volumen virtual de resumen para caché de lectura basada en contenido (Content-Based Read Cache, CBRC).
Generalmente, una máquina virtual crea un mínimo de tres volúmenes virtuales: data-vVol, config-vVol, y swap-vVol. El máximo depende de cuántos discos virtuales y snapshots residen en la máquina virtual.
Al utilizar diferentes volúmenes virtuales para distintos componentes de la máquina virtual, es posible aplicar y manipular directivas de almacenamiento en el nivel de granularidad más fino. Por ejemplo, un volumen virtual que contenga un disco virtual puede tener un conjunto más completo de servicios que el volumen virtual del disco de arranque de la máquina virtual.
Aprovisionamiento de disco
La funcionalidad Virtual Volumes admite un concepto de discos virtuales con aprovisionamiento fino y grueso. Sin embargo, desde una prospectiva de E/S, la implementación y la administración de aprovisionamiento grueso o fino por parte de las matrices son transparentes para el host ESXi. ESXi no descarga en las matrices de almacenamiento ninguna de las funciones relacionadas con el aprovisionamiento fino.
Seleccione el disco virtual de formato fino o grueso en el momento de creación de la máquina virtual. Si el disco es de formato fino y reside en un almacén de datos de Virtual Volumes, no se puede expandir el disco para cambiar de tipo más adelante.
Discos compartidos
Puede colocar un disco compartido en un almacenamiento de Virtual Volumes compatible con las reservas de SCSI persistentes para Virtual Volumes. Puede utilizar este disco como un disco de cuórum y eliminar las RDM en los clústeres de MSCS. Para obtener más información, consulte la documentación sobre Administrar recursos de vSphere.
Proveedores de almacenamiento de Virtual Volumes
Un proveedor de almacenamiento de Virtual Volumes, también denominado proveedor VASA, es un componente de software que actúa como servicio de reconocimiento del almacenamiento de vSphere. El proveedor media la comunicación fuera de banda entre vCenter Server y los hosts ESXi, por un lado, y un sistema de almacenamiento, por el otro.
El proveedor de almacenamiento se implementa a través de VMware API for Storage Awareness (VASA) y se utiliza para administrar todos los aspectos de almacenamiento de Virtual Volumes.
El proveedor de almacenamiento envía información desde el contenedor de almacenamiento subyacente. Las capacidades del contenedor de almacenamiento aparecen en vCenter Server y en vSphere Client. A continuación, a su vez, el proveedor de almacenamiento comunica los requisitos de almacenamiento de la máquina virtual, que se pueden definir en la forma de una directiva de almacenamiento, a la capa de almacenamiento. Este proceso de integración garantiza que un volumen virtual creado en la capa de almacenamiento cumpla con los requisitos detallados en la directiva.
Por lo general, los proveedores son los responsables de suministrar proveedores de almacenamiento que puedan integrarse con vSphere y admitir Virtual Volumes. Cada proveedor de almacenamiento debe tener certificación de VMware y estar correctamente implementado. Para obtener información acerca de la implementación y actualización de un proveedor de almacenamiento de Virtual Volumes a una versión compatible con la versión actual de ESXi, póngase en contacto con su proveedor de almacenamiento.
Después de implementar el proveedor de almacenamiento, debe registrarlo en vCenter Server. Consulte Registrar proveedores de almacenamiento de Virtual Volumes. Para actualizar los proveedores de almacenamiento o para otras operaciones que puede realizar, consulte Administrar proveedores de almacenamiento de vSphere Virtual Volumes.
Contenedores de almacenamiento de Virtual Volumes
A diferencia de un almacenamiento basado en archivos o bloques tradicional, la funcionalidad Virtual Volumes no requiere almacenamiento configurado previamente en el lado del almacenamiento. En cambio, Virtual Volumes utiliza un contenedor de almacenamiento. Este contenedor es un grupo de capacidad de almacenamiento sin procesar o una adición de capacidades de almacenamiento que un sistema de almacenamiento puede proporcionar a los volúmenes virtuales.
Un contenedor de almacenamiento es parte del tejido de almacenamiento lógico y es una unidad lógica del hardware subyacente. El contenedor de almacenamiento agrupa de forma lógica los volúmenes virtuales según las necesidades de administración y gestión. Por ejemplo, el contenedor de almacenamiento puede contener todos los volúmenes virtuales creados para una empresa en una implementación multiempresa o un departamento en una implementación empresarial. Cada contenedor de almacenamiento funciona como un almacén de volúmenes virtuales, y los volúmenes virtuales se asignan de la capacidad del contenedor de almacenamiento.
Generalmente, un administrador de almacenamiento del lado del almacenamiento define los contenedores de almacenamiento. La cantidad de contenedores de almacenamiento, su capacidad y su tamaño dependen de la implementación específica del proveedor. Se requiere al menos un contenedor para cada sistema de almacenamiento.
Luego de registrar un proveedor de almacenamiento asociado con el sistema de almacenamiento, vCenter Server detecta todos los contenedores de almacenamiento configurados junto con sus perfiles de funcionalidad de almacenamiento, extremos de protocolo y demás atributos. Un único contenedor de almacenamiento puede exportar varios perfiles de funcionalidad. Como resultado, las máquinas virtuales con distintas necesidades y diferente configuración de directivas de almacenamiento pueden ser parte del mismo contenedor de almacenamiento.
Inicialmente, todos los contenedores de almacenamiento detectados no están conectados a ningún host específico, y no se los puede ver en vSphere Client. Para montar un contenedor de almacenamiento, debe asignarlo a un almacén de datos de Virtual Volumes.
Extremos de protocolo estático
Con los transportes SCSI o NFS, los hosts ESXi utilizan un proxy de E/S lógico, denominado punto de acceso de protocolo, para comunicarse con los volúmenes virtuales. ESXi usa extremos de protocolo para establecer una ruta de acceso de datos a petición desde las máquinas virtuales a sus volúmenes virtuales respectivos.
Cada volumen virtual está enlazado a un extremo de protocolo específico. Cuando una máquina virtual en el host realiza una operación de E/S, el extremo de protocolo direcciona la E/S al volumen virtual adecuado. Normalmente, un sistema de almacenamiento requiere unos pocos extremos de protocolo. Un solo extremo de protocolo puede conectarse a cientos o miles de volúmenes virtuales.
Del lado del almacenamiento, el administrador de almacenamiento configura los extremos de protocolo, uno o varios por contenedor de almacenamiento. Los extremos de protocolo forman parte del tejido de almacenamiento físico. El sistema de almacenamiento exporta los extremos de protocolo con los contenedores de almacenamiento asociados a través de un proveedor de almacenamiento. Después de asignar el contenedor de almacenamiento a un almacén de datos de Virtual Volumes, el host ESXi detecta los puntos de acceso de protocolo, los cuales se muestran en vSphere Client. Los extremos de protocolo también se pueden detectar cuando se vuelve a examinar el almacenamiento. Varios hosts pueden detectar y montar los extremos de protocolo.
En vSphere Client, la lista de extremos de protocolo disponibles es similar a la lista de dispositivos de almacenamiento del host. Se pueden usar distintos transportes de almacenamiento para exponer los extremos de protocolo a ESXi. Cuando se usa el transporte basado en SCSI, el extremo de protocolo representa un LUN de proxy definido por un WWN de LUN basado en T10. Para el protocolo NFS, el endpoint de protocolo es un punto de montaje, como una dirección IP y un nombre del recurso compartido. Es posible configurar múltiples rutas en un extremo de protocolo basado en SCSI, pero no en un extremo de protocolo basado en NFS. Sin importar el protocolo que se utilice, la matriz de almacenamiento puede proporcionar varios extremos de protocolo para fines de disponibilidad.
Los extremos de protocolo se administran por matriz. ESXi y vCenter Server asumen que todos los extremos de protocolo notificados para una matriz se encuentran asociados a todos los contenedores de esa matriz. Por ejemplo, si una matriz tiene dos contenedores y tres extremos de protocolo, ESXi asume que se pueden enlazar los volúmenes virtuales de ambos contenedores a los tres extremos de protocolo.
Para obtener información sobre cómo ver los puntos de acceso de protocolo en vSphere Client, consulte Revisar y administrar extremos de protocolo estático.
Enlazar y desenlazar volúmenes virtuales
En el momento de su creación, un volumen virtual es una entidad pasiva que no está lista inmediatamente para E/S. Para acceder al volumen virtual, ESXi o vCenter Server envían una solicitud de enlace.
El sistema de almacenamiento responde con un identificador de extremo de protocolo que se convierte en un punto de acceso al volumen virtual. El extremo de protocolo acepta todas las solicitudes de E/S hacia el volumen virtual. Este enlace existe hasta que ESXi envía una solicitud de desenlace para el volumen virtual.
Para solicitudes de enlace posteriores en el mismo volumen virtual, el sistema de almacenamiento puede devolver distintos identificadores de extremo de protocolo.
Cuando se utiliza el protocolo NVMe, la respuesta del volumen virtual de enlace proporciona el NQN del subsistema NVMe y el identificador de espacio de nombres (nsid) del objeto de volumen virtual del espacio de nombres. El host ESXi utiliza esta información y lo resuelve en el grupo ANA dentro del subsistema. En correspondencia a este grupo ANA, se crea un endpoint de protocolo virtual (virtual protocol endpoint, vPE) si no existe. Se utiliza para dirigir todas las solicitudes de E/S a Virtual Volumes.
Al recibir solicitudes de enlace simultáneas hacia un volumen virtual de varios hosts ESXi, el sistema de almacenamiento puede devolver el mismo enlace de extremo o uno distinto a cada host ESXi solicitante. En otras palabras, el sistema de almacenamiento puede enlazar diferentes hosts simultáneos al mismo volumen virtual a través de extremos diferentes.
La operación de desenlace elimina el punto de acceso de E/S del volumen virtual. El sistema de almacenamiento puede desenlazar el volumen virtual de su extremo de protocolo de forma inmediata o después de un retraso, o bien realizar otra acción. Un volumen virtual enlazado no puede eliminarse sin desenlazarse previamente.
Almacenes de datos de Virtual Volumes
Un almacén de datos de Virtual Volumes representa un contenedor de almacenamiento en vCenter Server y vSphere Client.
Después de que vCenter Server detecta los contenedores de almacenamiento exportados por los sistemas de almacenamiento, es necesario montarlos como almacenes de datos de Virtual Volumes. Los almacenes de datos de Virtual Volumes no se formatean de la manera tradicional como, por ejemplo, almacenes de datos VMFS. Debe crearlos ya que todas las funcionalidades de vSphere, incluidas FT, HA, DRS, etc., requieren la construcción del almacén de datos para funcionar correctamente.
Puede utilizar el asistente de creación de almacén de datos en vSphere Client para asignar un contenedor de almacenamiento a un almacén de datos de Virtual Volumes. El almacén de datos de Virtual Volumes que crea corresponde directamente al contenedor de almacenamiento específico.
Desde una prospectiva de administrador de vSphere, el almacén de datos de Virtual Volumes es similar a cualquier otro almacén de datos y se usa para mantener máquinas virtuales. Como en los otros almacenes de datos, en el almacén de datos de Virtual Volumes se pueden buscar y enumerar los volúmenes virtuales por nombre de máquina virtual. Como en los almacenes de datos tradicionales, el almacén de datos de Virtual Volumes admite el montaje y el desmontaje. Sin embargo, las operaciones como la actualización y el cambio de tamaño no se aplican al almacén de datos de Virtual Volumes. El administrador de almacenamiento puede configurar la capacidad de almacén de datos de Virtual Volumes fuera de vSphere.
Para crear un almacén de datos de Virtual Volumes, consulte Crear un almacén de datos de Virtual Volumes en un entorno de vSphere.
Virtual Volumes y directivas de almacenamiento de máquina virtual
Una máquina virtual que se ejecuta en un almacén de datos de Virtual Volumes necesita una directiva de almacenamiento de máquina virtual.
Una directiva de almacenamiento de máquina virtual es un conjunto de reglas que contienen requisitos de calidad de servicio y selección de una máquina virtual. Esta directiva aplica una selección apropiada de la máquina virtual dentro del almacenamiento de Virtual Volumes y garantiza que el almacenamiento pueda satisfacer los requisitos de la máquina virtual.
Puede utilizar la interfaz de directivas de almacenamiento de máquina virtual para crear una directiva de almacenamiento de Virtual Volumes. Cuando asigna la directiva nueva a la máquina virtual, la directiva se encarga de que el almacenamiento de Virtual Volumes cumpla los requisitos.
Directiva de almacenamiento predeterminada de Virtual Volumes
Para Virtual Volumes, VMware proporciona una directiva de almacenamiento predeterminada que no contiene reglas ni requisitos de almacenamiento, denominada "directiva de sin requisitos de Virtual Volumes". Esta directiva se aplica a los objetos de máquina virtual cuando no se especifica otra directiva para la máquina virtual en el almacén de datos de Virtual Volumes. Con la directiva sin requisitos, las matrices de almacenamiento pueden determinar la selección óptima de los objetos de la máquina virtual.
La directiva sin requisitos predeterminada que proporciona VMware tiene las siguientes características:
- No puede eliminar, editar ni clonar esta directiva.
- La directiva es compatible solo con los almacenes de datos de Virtual Volumes.
- Puede crear una directiva de almacenamiento de máquina virtual para Virtual Volumes y designarla como predeterminada.
Protocolos de Virtual Volumes y almacenamiento
Un sistema de almacenamiento de Virtual Volumes proporciona extremos de protocolo que se pueden detectar en el tejido de almacenamiento físico. Los hosts ESXi usan los extremos de protocolo para conectarse a volúmenes virtuales en el almacenamiento. La operación de los extremos de protocolo depende de los protocolos de almacenamiento que exponen los endpoints en los hosts ESXi.
Virtual Volumes admite NFS versión 3 y 4.1, iSCSI, canal de fibra, FCoE, NVMe over Fibre Channel, y NVMe over TCP.
Independientemente de qué protocolo de almacenamiento se use, los endpoints de protocolo proporcionan acceso uniforme al almacenamiento SAN y NAS. Un volumen virtual, como un archivo en otro almacén de datos tradicional, se presenta en una máquina virtual como un disco SCSI o NVMe.
Un contenedor de almacenamiento está dedicado a SAN (SCSI o NVMe) o NAS y no se puede compartir entre esos tipos de protocolos. Una matriz puede presentar un contenedor de almacenamiento con extremos de protocolo SCSI y un contenedor diferente con extremos de protocolo NFS. El contenedor no puede usar una combinación de protocolos de acceso de almacenamiento SCSI, NVMe y NFS.
Transportes basados en Virtual Volumes y SCSI
En las matrices de discos, Virtual Volumes admite protocolos de canal de fibra, FCoE e iSCSI.
Cuando se usa el protocolo basado en SCSI, el extremo de protocolo representa un LUN de proxy definido por un WWN de LUN basado en T10.
Como cualquier LUN basado en bloques, los extremos de protocolo se detectan mediante comandos de detección de LUN estándar. El host ESXi vuelve a examinar periódicamente para encontrar dispositivos nuevos y detecta de manera asíncrona extremos de protocolo basados en bloques. Es posible acceder al extremo de protocolo mediante varias rutas de acceso. El tráfico en esas rutas de acceso sigue directivas de selección de rutas de acceso conocidas, como es común para los LUN.
En matrices de disco basadas en SCSI durante la creación de la máquina virtual, ESXi crea un volumen virtual y lo formatea como VMFS. Este pequeño volumen virtual almacena todos los archivos de metadatos de la máquina virtual y se conoce como config‐vVol. config‐vVol funciona como un localizador de almacenamiento de máquinas virtuales en vSphere.
Virtual Volumes en las matrices de discos admite el mismo conjunto de comandos SCSI que VMFS, y utiliza ATS como mecanismo de bloqueo.
Compatibilidad con CHAP para endpoints iSCSI
Virtual Volumes admite el protocolo de autenticación por desafío mutuo (Challenge Handshake Access Protocol, CHAP) con destinos iSCSI. Esta compatibilidad permite que los hosts ESXi compartan credenciales de iniciador de CHAP con proveedores de almacenamiento de Virtual Volumes, también denominados proveedores VASA, y que los proveedores de almacenamiento de Virtual Volumes generen eventos del sistema que notifican a vCenter Server los cambios en las credenciales de destino de CHAP en la matriz de almacenamiento.
Cada host ESXi puede tener varios HBA y cada HBA puede tener propiedades configuradas. Una de estas propiedades es el método de autenticación que debe utilizar el HBA. La autenticación es opcional, pero, si se implementa, tanto el iniciador como el destino deben admitirla. CHAP es un método de autenticación que puede usarse en ambas direcciones entre el iniciador y el destino.
Para obtener más información sobre los distintos métodos de autenticación de CHAP, consulte Selección del método de autenticación de CHAP. Para configurar CHAP en su host ESXi, consulte Configurar los parámetros de CHAP para los adaptadores de almacenamiento de iSCSI o iSER en el host ESXi.
Transportes de Virtual Volumes y NFS
Con el almacenamiento NAS, un extremo de protocolo es un recurso compartido de NFS que el host ESXi monta mediante la dirección IP o el nombre de DNS y un nombre de recurso compartido. Virtual Volumes admite NFS versión 3 y 4.1 para acceder al almacenamiento NAS. Se admiten los formatos IPv4 e IPv6.
Sin importar la versión que se utilice, una matriz de almacenamiento puede proporcionar varios extremos de protocolo para fines de disponibilidad.
Además, la versión 4.1 de NFS presenta mecanismos de enlace troncal que habilitan el equilibrio de carga y múltiples rutas.
Virtual Volumes en los dispositivos NAS admite las mismas llamadas a procedimiento remoto (Remote Procedure Calls, RPC) de NFS que los hosts ESXi usan al conectarse a puntos de montaje de NFS.
En los dispositivos NAS, config‐vVol es un subárbol de directorio que corresponde a un config‐vVolID. config‐vVol debe admitir directorios y otras operaciones necesarias para NFS.
Virtual Volumes y NVMe
Virtual Volumes admite los protocolos NVMe, incluidos NVMe over Fibre Channel y NVMe over TCP. Un objeto de volumen virtual se asigna a un espacio de nombres dentro de un subsistema NVMe. Los grupos de ANA dentro del subsistema NVMe se ven como endpoints de protocolo virtual en el host ESXi.
Los endpoints de protocolo virtual se utilizan para la administración del estado de la ruta de acceso a medida que cambia el estado del grupo de ANA. El host ESXi detecta los grupos de ANA de forma dinámica como y cuando es necesario. Esto significa que el endpoint de protocolo virtual se crea solo cuando el host ESXi necesita acceso de E/S a un volumen virtual de espacio de nombres dentro del subsistema NVMe. Config-vVols en NVMe es similar a SCSI con formato VMFS. También se utilizan para almacenar los archivos de metadatos de la máquina virtual.
Para configurar NVMe con Virtual Volumes en su host ESXi, consulte NVMe y Virtual Volumes en vSphere.
Arquitectura de Virtual Volumes
Un diagrama arquitectónico proporciona una descripción general de cómo todos los componentes de la funcionalidad de Virtual Volumes interactúan entre sí.
Mire el video para obtener información sobre la arquitectura de Virtual Volumes.
