Nutanix – Almacenamiento Distribuido

Buenas a tod@s,

En esta entrada os hablaré del almacenamiento distribuido aportado por Nutanix, en otras entradas veremos más servicios implementados en un Cluster Nutanix para que podáis ver el potencial en rendimiento, funcionalidad, gestión, monitorización, protección del dato y entornos de Disaster Recovery que nos aporta Nutanix.

Empecemos desde el punto más conocido de un sistema Hiperconvergente:

Almacenamiento distribuido. Nutanix ofrece un sistema de almacenamiento distribuido llamado DSF (Distributed  Storage Fabric) donde no se utiliza Raid, LUNs, Pool… y todo el almacenamiento es distribuido entre los discos que componen cada nodo (servidores), que componen el Cluster.

Cómo podéis ver en la siguiente imagen cada nodo o servidor incluye discos SSD y HDD o disco lento, una controladora virtual “CVM” se encarga de gestionar  las operaciones de E/S entre nuestro Hipervisor, (VMware, Hyper-V, Acropolis) y además se comunica con el resto de CVM o controladoras que componen nuestro Cluster para aportar redundancia, visibilidad, diagnóstico del Cluster, rendimiento, gestión… toda la inteligencia del Cluster Nutanix se distribuye a través de estas controladoras y nuestro entorno seguirá activo aunque la perdamos, ya que las operaciones las asumiría cualquier otra controladora del Cluster.

DFS¿Qué mas podemos encontrar en DSF además de tener distribuido el dato entre todos los discos  que componen el Cluster? Pues encontraremos funcionalidades de Almacenamiento Enterprise y funcionalidades no incluidas en un almacenamiento tradicional como son:

  • Snapshots y clones. Estas funcionalidades ya son conocidas actualmente por incluirse en almacenamiento Enterprise y en Nutanix se ofrece la posibilidad de utilizar estas funcionalidades a nivel VM.
  • Tiering inteligente: Monitorización y reubicación continua del dato sin intervención del usuario, el dato accedido o 2“caliente” siempre se ubicara en discos SSD, “dato frío” o no accedido se ubica en discos rotacionales o “lentos”. Esta funcionalidad en Nutanix se realiza con la intervención de todos los nodos de forma simultánea,  todas las operaciones en el Cluster se realizan de esta forma evitando así cuellos de botella ya que cada nodo incluye una controladora llamada CVM que se encarga de gestionar todas las operaciones E/S entre los discos y el Hipervisor instalado. Todas las operaciones de lectura y escritura se apoyarán en los discos SSD.
  • Data Locality: Al tratarse de un sistema de archivos distribuido por diferentes nodos o servidores, Nutanix se encarga de mantener los ficheros que componen cada VM lo más cercanos posibles al nodo donde se ejecuta la VM, aunque realicemos un vMotion o migración y, además por seguridad se mantienen copia de los datos distribuidos por el resto de nodos. Gracias a esta funcionalidad el rendimiento es extremadamente alto ya que la ejecución de cada VM se realiza en local sin intervención de Multipathing, cableado externo al nodo, controladoras…

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  • Distribución automática entre discos: DSF esta diseñado para ser un sistema de ficheros dinámico, en una Infraestructura Nutanix podremos mezclar distintos tipos de nodos (servidores), unos con más capacidad de disco, otros con solamente almacenamiento, otros con mayor capacidad de cómputo… adaptando el Cluster Nutanix a los requisitos de cada cliente. Para que no sea una preocupación la ubicación del dato, Nutanix provee la tecnología para distribuir entre todos los discos que componen el Cluster de forma dinámica el dato, realizando balanceo entre nodos de los datos basandose en capacidad, uso de cada nodo, dato caliente, dato frío… Esto nos permitirá trabajar con nuestras VMs sin preocuparnos donde se ubican los ficheros, asegurando en cada momento que el uso y distribución de nuestros ficheros en el Cluster esta asegurado en rendimiento y capacidad del Cluster. ¿Como podemos aprovechar esta funcionalidad? Sencillo, podemos mezclar en nuestro Cluster Nutanix dos nodos orientados a cómputo y por ejemplo otros tres nodos solamente para almacenamiento.

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  • VM Pinning: Esta funcionalidad nos ofrece la posibilidad de seleccionar una VM o simplemente un disco de una VM y alojarla de forma permanente en discos SSD. Esta posibilidad no afecta a la posibilidad de mover la VM entre nodos. En Nutanix prácticamente todas las funcionalidades se aplican a nivel VM con las ventajas que esto aporta ya que como he comentado anteriormente no existen las LUN, Raid Group, Storage Pool…
  • Deduplicación distribuida: Nutanix permite deduplicación en discos SSD y discos rotacionales de forma avanzada. Utiliza para ello Elastic Dedup Engine, se basa en la adquisición de “fingerprinting” o huella de los datos para posteriormente eliminar los datos repetidos en el almacenamiento. Este proceso de primera ingesta in-line permite no volver a revisar todos los ficheros del almacenamiento para realizar el proceso de deduplicación aportando un mayor rendimiento y menor consumo de recursos.

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  • Compresión: El proceso de compresión en Nutanix es posible realizarlo in-line y post-process, el rendimiento del Cluster en ningún caso se ve afectado. Es totalmente compatible con Erasure Coding y aprovecharemos más de un 75% del espacio bruto del Cluster una vez protegido.
  • Erasure Coding EC-X: DSF como he comentado anteriormente no utiliza Raid para la protección del dato, se basa en la copia del dato RF2, RF3 dos copias del dato o tres copias del dato distribuido en el Cluster utilizando para ello todos los discos disponibles. Si habilitamos dos copias del dato usaríamos como neto el 50% del bruto de nuestro Cluster, para optimizar el espacio neto Nutanix permite habilitar Erasure Coding, que unido a las técnicas de compresión o deduplicación nos permitirá un espacio neto superior al 75% del total. Similar al concepto de Raid donde se calcula la paridad del dato, EC codifica una franja de bloques en distintos nodos y calcula la paridad. Este algoritmo propio de Nutanix no afecta al rendimiento del cluster y en caso de ser necesario para recomponer el dato todos los nodos trabajaran de forma conjunta en su restauración. Como todas las funcionalidades en Nutanix será un proceso en segundo plano sin perdida de rendimiento.

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Espero que os sea de utilidad.

Saludos a tod@s,

Imágenes propiedad de Nutanix Inc.