Avec Virtual Volumes, des conteneurs de stockage abstraits remplacent les volumes de stockage traditionnels basés sur des espaces de noms NVMe, des LUN ou des partages NFS. Dans vCenter Server, les conteneurs de stockage sont représentés par des banques de données Virtual Volumes. Les banques de données Virtual Volumes stockent des volumes virtuels, des objets qui encapsulent les fichiers de machines virtuelles.

Pour en savoir plus sur les différents composants de la fonctionnalité Virtual Volumes, visionnez la vidéo.

Objets de volume virtuel

Les volumes virtuels sont des encapsulations de fichiers de machines virtuelles, de disque virtuel et de leurs dérivés.

Les volumes virtuels sont nativement stockés à l'intérieur d'un système de stockage connecté à vos hôtes ESXi par Ethernet ou SAN. Ils sont exportés en tant qu'objets par un système de stockage conforme et sont gérés entièrement par matériel côté stockage. Un volume virtuel est généralement identifié par un GUID unique. Les volumes virtuels ne sont pas préprovisionnés, mais plutôt créés automatiquement lorsque vous effectuez des opérations de gestion de machines virtuelles. Ces opérations incluent la création d'une machine virtuelle, le clonage et la prise de snapshots. ESXi et vCenter Server associent un ou plusieurs volumes virtuels à une machine virtuelle.

Types de Virtual Volumes

Le système crée les types suivants de volumes virtuels pour les principaux éléments constituant la machine virtuelle :
Data-vVol
Volume virtuel de données correspondant directement à chaque fichier de disque virtuel .vmdk. À l'instar des fichiers de disque virtuel sur les banques de données traditionnelles, les volumes virtuels sont présentés à des machines virtuelles en tant que disques SCSI. Les data-vVol peuvent être provisionnés de manière statique ou dynamique.
Config-vVol
Un volume virtuel de configuration, ou répertoire de base, constitue un petit répertoire contenant les fichiers de métadonnées d'une machine virtuelle. Les fichiers incluent un fichier .vmx, des fichiers descripteurs de disques virtuels, des fichiers journaux, etc. Le volume virtuel de configuration est formaté avec un système de fichiers. Lorsque ESXi utilise le protocole NVMe ou SCSI pour se connecter au stockage, les volumes virtuels de configuration sont formatés avec VMFS. Avec le protocole NFS, les volumes virtuels de configuration sont présentés comme un répertoire NFS. En général, il est provisionné de manière dynamique.
Swap-vVol
Créé lors de la première mise sous tension d'une machine virtuelle. Il s'agit d'un volume virtuel qui stocke des copies de pages de mémoire d'une machine virtuelle qui ne peuvent pas être conservées dans la mémoire. Sa taille dépend de celle de la mémoire de la machine virtuelle. Par défaut, il est provisionné de manière statique.
Snapshot-vVol
Volume de mémoire virtuelle permettant de stocker le contenu de la mémoire d'une machine virtuelle pour un snapshot. Provisionnement statique.
Autre
Volume virtuel pour des fonctionnalités spécifiques. Par exemple, un volume virtuel de synthèse est créé pour la fonction CBRC (Content-Based Read Cache).

En général, une machine virtuelle crée au moins trois volumes virtuels, data-vVol, config-vVol et swap-vVol. Le nombre maximal dépend du nombre de disques virtuels et de snapshots situés sur la machine virtuelle.

Par exemple, le serveur SQL suivant contient six volumes virtuels :

  • Config-vVol
  • Data-vVol pour le système d'exploitation
  • Data-vVol pour la base de données
  • Data-vVol pour le journal
  • Swap-vVol lors de la mise sous tension
  • Snapshot-vVol

En utilisant différents volumes virtuels pour différents composants de machine virtuelle, vous pouvez appliquer et manipuler des stratégies de stockage au niveau de granularité le plus détaillé. Par exemple, un volume virtuel qui contient un disque virtuel peut disposer d'un ensemble de services plus riche que le volume virtuel du disque de démarrage d'une machine virtuelle. De même, un volume virtuel de snapshot peut utiliser une autre couche de stockage que le volume virtuel actuel.

Provisionnement du disque

La fonctionnalité Virtual Volumes prend en charge un concept de disques virtuels à provisionnement dynamique ou statique. Toutefois, du point de vue des E/S, la mise en œuvre et la gestion du provisionnement dynamique ou statique par les baies sont transparentes pour l'hôte ESXi. ESXi décharge vers les baies de stockage toutes les fonctions liées au provisionnement dynamique. Dans le chemin de données, ESXi ne traite pas différemment les volumes virtuels à provisionnement dynamique ou statique.

Vous sélectionnez le type dynamique ou statique pour votre disque virtuel au moment de la création de la machine virtuelle. Si votre disque est provisionné de manière dynamique et se trouve sur une banque de données Virtual Volumes, vous ne peut pas modifier son type ultérieurement en gonflant le disque.

Disques partagés

Vous pouvez placer un disque partagé sur un stockage Virtual Volumes qui prend en charge les réservations SCSI persistantes pour Virtual Volumes. Vous pouvez utiliser ce disque comme disque quorum et éliminer les RDM dans les clusters MSCS. Pour plus d'informations, consultez la documentation Gestion des ressources vSphere.

Fournisseurs de stockage Virtual Volumes

Un fournisseur de stockage Virtual Volumes, également appelé fournisseur VASA, est un composant logiciel qui agit en tant que service de reconnaissance du stockage pour vSphere. Le fournisseur règle les communications hors bande entre vCenter Server et les hôtes ESXi d'un côté et un système de stockage de l'autre.

Mis en œuvre à l'aide de VASA (VMware APIs for Storage Awareness), le fournisseur de stockage permet de gérer tous les aspects du stockage Virtual Volumes. Il s'intègre au service de surveillance du stockage (SMS) fourni avec vSphere pour communiquer avec vCenter Server et les hôtes ESXi.

Le fournisseur de stockage fournit des informations depuis le conteneur de stockage sous-jacent. Les capacités du conteneur de stockage s'affichent dans vCenter Server et vSphere Client. À son tour, le fournisseur de stockage communique les besoins en stockage des machines virtuelles (que vous pouvez définir sous la forme d'une stratégie de stockage) à la couche de stockage. Ce processus d'intégration assure que tout volume virtuel créé dans la couche de stockage répond aux conditions requises de la stratégie.

En général, les distributeurs doivent proposer des fournisseurs de stockage capables de s'intégrer à vSphere et de prendre en charge Virtual Volumes. Chaque fournisseur de stockage doit être certifié par VMware et déployé adéquatement. Pour plus d'informations sur le déploiement et la mise à niveau du fournisseur de stockage Virtual Volumes vers une version compatible avec la version d'ESXi actuelle, contactez votre fournisseur de stockage.

Après avoir déployé le fournisseur de stockage, vous devez l'enregistrer dans vCenter Server afin qu'il puisse communiquer avec vSphere via le SMS.

Conteneurs de stockage Virtual Volumes

Contrairement au stockage basé sur un bloc traditionnel (SCSI ou NVMe) ou sur un fichier (NFS), la fonctionnalité Virtual Volumes ne nécessite pas de volumes préconfigurés côté stockage. Virtual Volumes utilise plutôt un conteneur de stockage. Il s'agit d'un pool de capacité de stockage brut ou d'une agrégation de capacités de stockage qu'un système de stockage peut fournir aux volumes virtuels.

Un conteneur de stockage fait partie de la structure de stockage logique. Il s'agit d'une unité logique du matériel sous-jacent. Le conteneur de stockage regroupe logiquement les volumes virtuels en fonction des besoins administratifs et de gestion. Par exemple, le conteneur de stockage peut contenir tous les volumes virtuels créés pour un locataire dans un déploiement à locataires multiples, ou pour un service dans un déploiement d'entreprise. Chaque conteneur de stockage fait office de magasin de volumes virtuels et les volumes virtuels sont alloués à partir de la capacité du conteneur de stockage.

En général, un administrateur de stockage côté stockage définit les conteneurs de stockage. Le nombre de conteneurs de stockage, leur capacité et leur taille dépendent d'une mise en œuvre spécifique au fournisseur. Au moins un conteneur est requis par système de stockage.

Note : Un même conteneur de stockage ne peut pas s'étendre à plusieurs baies physiques.

Une fois que vous avez enregistré un fournisseur de stockage associé au système de stockage, vCenter Server détecte tous les conteneurs de stockage configurés ainsi que leurs profils de capacité de stockage, points de terminaison de protocole et autres attributs. Un même conteneur de stockage peut exporter plusieurs profils de capacité. C'est pourquoi des machines virtuelles aux besoins et aux paramètres de stratégie de stockage différents peuvent faire partie d'un même conteneur de stockage.

Initialement, les conteneurs de stockage détectés ne sont pas tous connectés à un hôte spécifique et vous ne pouvez pas les voir dans vSphere Client. Pour monter un conteneur de stockage, vous devez le mapper à une banque de données Virtual Volumes.

Points de terminaison de protocole

Les systèmes de stockage gèrent tous les aspects des volumes virtuels, mais les hôtes ESXi n'ont pas directement accès aux volumes virtuels côté stockage. Au lieu de cela, les hôtes ESXi utilisent un proxy d'E/S logiques appelé « point de terminaison de protocole » pour communiquer avec les volumes virtuels et avec les fichiers de disque virtuel encapsulés par les volumes virtuels. ESXi s'appuie sur les points de terminaison de protocole pour établir un chemin de données à la demande entre les machines virtuelles et leurs volumes virtuels respectifs.

Chaque volume virtuel est lié à un point de terminaison de protocole spécifique. Lorsqu'une machine virtuelle résidant sur l'hôte réalise une opération d'E/S, le point de terminaison de protocole dirige les E/S vers le volume virtuel approprié. En général, un système de stockage nécessite seulement quelques points de terminaison de protocole. Un point de terminaison de protocole peut connecter à lui seul des centaines ou des milliers de volumes virtuels.

Côté stockage, un administrateur de stockage configure les points de terminaison de protocole, un ou plusieurs par conteneur de stockage. Les points de terminaison de protocole font partie de l'infrastructure de stockage physique. Le système de stockage exporte les points de terminaison de protocole avec les conteneurs de stockage associés à l'aide du fournisseur de stockage. Une fois que vous avez mappé le conteneur de stockage à une banque de données Virtual Volumes, l'hôte ESXi détecte les points de terminaison de protocole qui deviennent visibles dans vSphere Client. Les points de terminaison de protocole peuvent également être détectés lors d'une réanalyse du stockage. Plusieurs hôtes peuvent détecter et monter les points de terminaison de protocole.

Dans vSphere Client, la liste des points de terminaison de protocole disponibles est similaire à la liste des périphériques de stockage d'hôte. Différents transports de stockage peuvent être utilisés pour exposer les points de terminaison de protocole à ESXi. En cas d'utilisation du transport SCSI, le point de terminaison de protocole représente un proxy LUN défini par un nom WWN de LUN T10. Avec le protocole NFS, le point de terminaison de protocole est un point de montage tel qu'une adresse IP et un nom de partage. Vous pouvez configurer des chemins multiples sur un point de terminaison de protocole SCSI, mais pas sur un point de terminaison de protocole NFS. Quel que soit le protocole utilisé, une baie de stockage peut fournir plusieurs points de terminaison de protocole pour maximiser la disponibilité.

Les points de terminaison de protocole sont gérés par baie. ESXi et vCenter Server supposent que tous les points de terminaison de protocole signalés pour une baie sont associés à tous les conteneurs de celle-ci. Par exemple, si une baie contient deux conteneurs et trois points de terminaison de protocole, ESXi suppose que les volumes virtuels sur les deux conteneurs peuvent être liés aux trois points de terminaison de protocole.

Points de terminaison de protocole virtuel

Les Virtual Volumes sur NVMe utilisent des points de terminaison de protocole virtuel. Cela est équivalent, car les points de terminaison de protocole sont destinés à SCSI. Les groupes ANA fournissent une représentation proxy appelée vPE (Virtual Protocol Endpoint). Ils sont utilisés pour représenter des points de terminaison de protocole dans le PSA. Ils consolident les chemins de données et les états d'accès pour les espaces de noms représentant des vVols (ce que font les LUN PE pour les vVols SCSI). Les baies NVMe placent les espaces de noms vVol dans des groupes ANA associés à plusieurs contrôleurs (optimisés, non optimisés, inaccessibles). L'hôte détecte quels contrôleurs sont optimaux pour accéder aux espaces de noms des membres.

Les points de terminaison de protocole virtuel sont dynamiques par nature. Vous pouvez les créer et les détruire si nécessaire. Cette opération est entièrement automatisée.

Par exemple, lorsque l'hôte ESXi tente d'accéder à un vVol/espace de noms au sein du groupe ANA, vous ne pouvez pas créer le périphérique vPE. Toutefois, lorsqu'il tente d'accéder au premier vVol/espace de noms au sein du groupe ANA, vous pouvez créer un vPE pour ce groupe ANA au sein du sous-système NVMe. Ce vPE sera utilisé pour accéder à tous les espaces de noms au sein de ce groupe ANA.

Liaison et annulation de liaison de Virtual Volumes

Au moment de la création, un volume virtuel est une entité passive qui n'est pas immédiatement prête pour les E/S. Pour accéder au volume virtuel, ESXi ou vCenter Server envoie une demande de liaison.

Le système de stockage répond par un ID de point de terminaison de protocole qui devient un point d'accès au volume virtuel. Le point de terminaison de protocole accepte toutes les demandes d'E/S vers le volume virtuel. Cette liaison existe jusqu'à ce que ESXi envoie une demande d'annulation de liaison concernant le volume virtuel.

Lors de demandes de liaisons ultérieures sur le même volume virtuel, le système de stockage peut renvoyer des ID de points de terminaison de protocole différents.

Lorsque vous utilisez le protocole NVMe, la réponse du volume virtuel de liaison fournit le NQN de sous-système NVMe et le namespace-id (nsid) de l'objet espace de noms/vVol. L'hôte ESXi utilise ces informations et les résout pour le groupe ANA au sein du sous-système. Un vPE correspondant à ce groupe ANA est créé s'il n'existe pas. Il est utilisé pour diriger toutes les demandes d'E/S vers les Virtual Volumes.

Lors de la réception de demandes de liaison simultanées vers un volume virtuel de plusieurs hôtes ESXi, le système de stockage peut renvoyer des liaisons de point de terminaison identiques ou différentes à chaque hôte ESXi à l'origine de la demande. Autrement dit, le système de stockage peut lier différents hôtes simultanés au même volume virtuel à l'aide de points de terminaison différents.

L'opération d'annulation de liaison supprime le point d'accès d'E/S pour le volume virtuel. Le système de stockage peut annuler la liaison entre le volume virtuel et son point de terminaison de protocole immédiatement ou après un délai, ou exécuter d'autres action. Un volume virtuel lié ne peut pas être supprimé tant que sa liaison n'est pas annulée.

Banques de données Virtual Volumes

Une banque de données Virtual Volumes représente un conteneur de stockage dans vCenter Server et vSphere Client.

Après que vCenter Server a détecté les conteneurs de stockage exportés par des systèmes de stockage, vous devez les monter en tant que banques de données Virtual Volumes. Les banques de données Virtual Volumes ne sont pas formatées d'une manière traditionnelle comme, par exemple, les banques de données VMFS. Vous devez les créer malgré tout, car toutes les fonctionnalités vSphere, notamment FT, HA, DRS, etc. nécessitent la construction de banque de données pour fonctionner correctement.

L'assistant de création de banques de données de vSphere Client vous permet de mapper un conteneur de stockage à une banque de données Virtual Volumes. La banque de données Virtual Volumes que vous créez correspond directement au conteneur de stockage spécifique.

Du point de vue d'un administrateur vSphere, la banque de données Virtual Volumes est semblable à toute autre banque de données et sert à contenir des machines virtuelles. Comme les autres banques de données, la banque de données Virtual Volumes peut être parcourue et répertorie les volumes virtuels par nom de machine virtuelle. Comme les banques de données classiques, les banques de données Virtual Volumes prennent en charge le démontage et le montage. Cependant, les opérations telles que la mise à niveau et le redimensionnement ne s'appliquent pas à une banque de données Virtual Volumes. La capacité de la banque de données Virtual Volumes est configurable par l'administrateur de stockage hors de vSphere.

Les banques de données Virtual Volumes peuvent s'utiliser avec des banques de données VMFS et NFS traditionnelles et vSAN.
Note : La taille d'un volume virtuel doit être un multiple de 1 Mo, avec une taille minimale de 1 Mo. Par conséquent, l'ensemble des disques virtuels provisionnés sur une banque de données Virtual Volumes doit constituer un multiple pair de 1 Mo. Si le disque virtuel que vous migrez vers la banque de données Virtual Volumes n'est pas un multiple pair de 1 Mo, étendez le disque manuellement jusqu'au multiple pair le plus proche de 1 Mo.

Virtual Volumes et stratégies de stockage de machine virtuelle

Une machine virtuelle qui s'exécute sur une banque de données Virtual Volumes nécessite une stratégie de stockage de machine virtuelle.

Une stratégie de stockage de machine virtuelle est un ensemble de règles qui contient des conditions requises pour une machine virtuelle en matière de qualité de service et de placement. La stratégie applique le placement approprié de la machine virtuelle dans le stockage Virtual Volumes et garantit que le stockage peut répondre aux spécifications de la machine virtuelle.

Vous utilisez l'interface de stratégies de stockage de machine virtuelle pour créer une stratégie de stockage Virtual Volumes. Lorsque vous l'attribuez à la machine virtuelle, la nouvelle stratégie garantit que le stockage Virtual Volumes répond aux besoins.

Stratégie de stockage Virtual Volumes par défaut

Pour Virtual Volumes, VMware fournit une stratégie de stockage par défaut ne s'accompagnant d'aucune stratégie ou condition requise de stockage, appelée stratégie Sans exigence Virtual Volumes. Cette stratégie s'applique aux objets de machine virtuelle lorsque vous ne spécifiez pas d'autre stratégie pour la machine virtuelle placée sur la banque de données Virtual Volumes. La stratégie Sans exigence permet aux baies de stockage de déterminer le placement optimal des objet VM.

La stratégie sans exigence par défaut fournie par VMware présente les caractéristiques suivantes :

  • Impossible de supprimer, modifier ou cloner cette stratégie.
  • La stratégie est uniquement compatible avec les banques de données Virtual Volumes.
  • Vous pouvez créer une stratégie de stockage VM pour Virtual Volumes et la définir comme stratégie par défaut.

Virtual Volumes et protocoles de stockage

Un système de stockage Virtual Volumes fournit des points de terminaison de protocole détectables sur l'infrastructure du stockage physique. Les hôtes ESXi utilisent les points de terminaison de protocole pour se connecter aux volumes virtuels sur le stockage. L'utilisation de points de terminaison de protocole dépend des protocoles de stockage qui exposent les points de terminaison aux hôtes ESXi.

Virtual Volumes prend en charge les protocoles NFS versions 3 et 4.1, iSCSI, Fibre Channel, FCoE et NVMe over FC.

Quel que soit le protocole utilisé, les points de terminaison de protocole fournissent un accès uniforme au stockage SAN et au stockage NAS. Un volume virtuel, comme un fichier sur une banque de données classique, est présenté à une machine virtuelle en tant que disque SCSI.

Note : Un conteneur de stockage est dédié à SAN (SCSI/NVMe) ou NAS et ne peut pas être partagé entre ces types de protocole. Une baie peut contenir un conteneur de stockage avec des points de terminaison de protocole SCSI et un conteneur différent avec des points de terminaison de protocole NFS. Le conteneur ne peut pas utiliser une combinaison de protocoles d’accès au stockage SCSI, NVMe et NFS.

Transports basés sur Virtual Volumes et SCSI

Sur les baies de disque, Virtual Volumes prend en charge les protocoles Fibre Channel, FCoE et iSCSI.

En cas d'utilisation du protocole SCSI, le point de terminaison de protocole représente un proxy LUN défini par un WWN de LUN T10.

Comme tous les LUN basés sur des blocs, les points de terminaison de protocole sont détectés à l'aide de commandes de détection LUN standard. L'hôte ESXi recherche régulièrement de nouveaux périphériques et détecte de manière asynchrone les points de terminaison de protocole basés sur des blocs. Le point de terminaison de protocole peut être accessible au moyen de plusieurs chemins d'accès. Sur ces chemins d'accès, le trafic respecte des stratégies de sélection de chemin d'accès connues, comme toujours pour les LUN.

Sur les baies de disque SCSI, au moment de la création d'une machine virtuelle, ESXi crée un volume virtuel et lui attribue le format VMFS. Ce petit volume virtuel stocke tous les fichiers de métadonnées de machines virtuelles et est appelé le config‐vVol. Le config‐vVol fonctionne comme un localisateur de stockage de machine virtuelle pour vSphere.

Sur les baies de disque, Virtual Volumes prend en charge les mêmes commandes SCSI que VMFS et utilise ATS comme mécanisme de verrouillage.

Prise en charge de CHAP pour les points de terminaison iSCSI

Virtual Volumes prend en charge le protocole CHAP (Challenge Handshake Access Protocol) avec les cibles iSCSI. Cette prise en charge permet aux hôtes ESXi de partager les informations d'identification de l'initiateur CHAP avec des fournisseurs de stockage Virtual Volumes, également appelés fournisseurs VASA et aux fournisseurs de stockage Virtual Volumes de générer des événements système avertissant vCenter Server de modifications apportées aux informations d'identification de la cible CHAP sur la baie de stockage.

Chaque hôte ESXi peut avoir plusieurs HBA et des propriétés peuvent être configurées sur chaque HBA. L'une de ces propriétés est la méthode d'authentification que le HBA doit utiliser. L'authentification est facultative, mais si elle est implémentée, elle doit être prise en charge à la fois par l'initiateur et la cible. CHAP est une méthode d'authentification qui peut être utilisée dans les deux sens entre l'initiateur et la cible.

Pour plus d'informations sur les différentes méthodes d'authentification CHAP, consultez Sélection de la méthode d'authentification CHAP. Pour configurer CHAP sur votre hôte ESXi, consultez Configuration des paramètres CHAP pour les adaptateurs de stockage iSCSI ou iSER.

Transports Virtual Volumes et NFS

Avec le stockage NAS, un point de terminaison de protocole est un partage NFS que l'hôte ESXi monte à l'aide d'une adresse IP ou d'un nom DNS et d'un nom de partage. Virtual Volumes prend en charge le protocole NFS versions 3 et 4.1 pour accéder au stockage NAS. Les formats IPv4 et IPv6 sont pris en charge.

Quel que soit la version utilisée, une baie de stockage peut fournir plusieurs points de terminaison de protocole pour maximiser la disponibilité.

En outre, NFS version 4.1 introduit des mécanismes de jonction qui activent l'équilibrage de charge et la gestion multivoie.

Virtual Volumes sur les périphériques NAS prend en charge les mêmes RPC (Remote Procedure Calls) NFS que les hôtes ESXi utilisent lors de la connexion aux points de montage NFS.

Sur les périphériques NAS, un config‐vVol est une sous-arborescence de répertoire correspondant à un config‐vVolID. Le config‐vVol doit prendre en charge les répertoires et d'autres opérations nécessaires au protocole NFS.

Virtual Volumes et NVMe

Virtual Volumes prend en charge le protocole NVMe over Fibre Channel. Un objet vVol est mappé à un espace de noms dans un sous-système NVMe. Les groupes ANA dans le sous-système NVMe sont affichés comme des points de terminaison de protocole virtuel sur l'hôte ESXi.

Les points de terminaison de protocole virtuel sont utilisés pour la gestion de l'état des chemins à mesure que l'état du groupe ANA change. L'hôte ESXi détecte les groupes ANA dynamiquement, selon les besoins. Cela signifie que le point de terminaison de protocole virtuel est créé uniquement lorsque l'hôte ESXi a besoin d'un accès E/S à un vVol/espace de noms dans le sous-système NVMe. Les vVols de configuration sur NVMe sont semblables aux SCSI formatés avec VMFS. Ils sont également utilisés pour stocker les fichiers de métadonnées de machine virtuelle.

Pour configurer des NVMe-oF-vVols sur votre hôte ESXi, reportez-vous à la section Configurer NVMe-oF-vVols.