Redes y almacenamiento en disco virtual - dummies

Las computadoras no son las únicas cosas que se virtualizan en un entorno virtual. Además de crear computadoras virtuales, la virtualización también crea almacenamiento en disco virtual. La virtualización de discos le permite combinar una variedad de dispositivos físicos de almacenamiento en disco para crear pools de almacenamiento en disco que luego puede parcelar en sus máquinas virtuales según sea necesario.

La virtualización del almacenamiento en disco no es nada nuevo. De hecho, en realidad hay varias capas de virtualización involucradas en un entorno de almacenamiento real. En el nivel más bajo están las unidades de disco físicas reales. Las unidades de disco físicas generalmente se agrupan en matrices de unidades individuales. Esta agrupación es un tipo de virtualización en el sentido de que crea la imagen de una sola unidad de disco grande que realmente no está allí. Por ejemplo, cuatro unidades de disco de 2TB podrían combinarse en una matriz para crear una sola unidad de disco de 8TB.

Tenga en cuenta que las matrices de discos generalmente se utilizan para proporcionar protección de datos mediante redundancia. Esto se llama comúnmente RAID, que significa matriz redundante de discos económicos.

Una forma común de RAID, llamada RAID-10, le permite crear pares duplicados de unidades de disco para que los datos siempre se escriban en ambas unidades en un par duplicado. Por lo tanto, si una de las unidades en un par duplicado falla, la otra unidad puede soportar la carga. Con RAID-10, la capacidad utilizable de la matriz completa es igual a la mitad de la capacidad total de las unidades en la matriz. Por ejemplo, una matriz RAID-10 que consta de cuatro unidades de 2TB contiene dos pares de unidades de disco de 2TB duplicadas, para una capacidad total utilizable de 4TB.

Otra forma común de RAID es RAID-5, en la que las unidades de disco se combinan y una de las unidades del grupo se utiliza para la redundancia. Luego, si cualquiera de las unidades de la matriz falla, las unidades restantes se pueden usar para volver a crear los datos que fallaron en la unidad. La capacidad total de una matriz RAID-5 es igual a la suma de las capacidades de las unidades individuales, menos una de las unidades. Por ejemplo, una matriz de cuatro unidades de 2TB en una configuración RAID-5 tiene una capacidad utilizable total de 6TB.

En un entorno virtual típico, las computadoras host se pueden conectar al almacenamiento en disco de varias formas distintas:

• Almacenamiento en disco local: En el disco local, las unidades de disco se montan directamente en la computadora host y están conectadas a la computadora host a través de sus controladores internos de unidad de disco. Por ejemplo, una computadora host puede incluir cuatro unidades de disco de 1TB montadas dentro del mismo chasis que la computadora misma.Estas cuatro unidades pueden usarse para formar una matriz RAID-10 con una capacidad utilizable de 2TB.

  Los principales inconvenientes del almacenamiento en disco local es que está limitado a la capacidad física de los equipos host y está disponible solo para la computadora host en la que está instalado.

• Red de área de almacenamiento (SAN): En una SAN, las unidades de disco están contenidas en un dispositivo separado que está conectado al host a través de un controlador de alta velocidad. La diferencia entre una SAN y el almacenamiento local es que la SAN es un dispositivo separado. Su conexión de alta velocidad al host suele ser tan rápida como la conexión interna de almacenamiento en disco local, pero la SAN incluye un controlador de almacenamiento independiente que se encarga de administrar las unidades de disco.

  Una SAN típica puede contener una docena o más unidades de disco y puede permitir conexiones de alta velocidad a más de un host. Una SAN a menudo se puede expandir agregando uno o más chasis de expansión, que pueden contener una docena o más unidades de disco cada una. Por lo tanto, una única SAN puede administrar cientos de terabytes de datos de disco.

• Almacenamiento accesible en red (NAS): Este tipo de almacenamiento es similar a un SAN, pero en lugar de conectarse a los hosts a través de un controlador de alta velocidad, un NAS se conecta a los equipos host a través de conexiones Ethernet estándar y TCP / IP. NAS es la menos costosa de todas las formas de almacenamiento en disco, pero también es la más lenta.

Independientemente de la forma en que el almacenamiento esté conectado al host, el hipervisor consolida su almacenamiento y crea agrupaciones virtuales de almacenamiento en disco, típicamente llamadas almacenes de datos. Por ejemplo, un hipervisor que tenga acceso a tres arrays de discos RAID5 de 2TB podría consolidarlos para crear un único almacén de datos de 6TB.

Desde este almacén de datos, puede crear volúmenes, que son esencialmente unidades de discos virtuales que se pueden asignar a una máquina virtual en particular. Luego, cuando se instala un sistema operativo en una máquina virtual, el sistema operativo puede montar los volúmenes de la máquina virtual para crear unidades a las que el sistema operativo pueda acceder.

Por ejemplo, considere una máquina virtual que ejecuta Windows Server. Si tuviera que conectarse a la máquina virtual, iniciar sesión y usar el Explorador de Windows para ver el almacenamiento en disco disponible para la máquina, es posible que vea una unidad C: con una capacidad de 100 GB. Esa unidad C: es en realidad un volumen de 100 GB creado por el hipervisor y conectado a la máquina virtual. El volumen de 100 GB, a su vez, se asigna desde un almacén de datos, que puede tener un tamaño de 4TB. El almacén de datos se crea a partir del almacenamiento en disco contenido en una SAN conectada al host, que puede estar compuesta por una matriz RAID-10 que consta de cuatro unidades de disco físicas de 2TB.

Por lo tanto, puede ver que hay al menos cuatro capas de virtualización necesarias para que el almacenamiento sin procesar esté disponible en las unidades de disco físicas disponibles para el sistema operativo invitado:

• Las unidades de disco físico se agregan usando RAID-10 para crear una imagen de disco unificado que tiene redundancia incorporada. RAID-10 es, en efecto, la primera capa de virtualización. Esta capa es administrada completamente por la SAN.

• El almacenamiento disponible en la SAN es abstraído por el hipervisor para crear almacenes de datos. Esto es, efectivamente, un segundo nivel de virtualización.

• Las porciones de un almacén de datos se utilizan para crear volúmenes que luego se presentan en máquinas virtuales. Los volúmenes representan una tercera capa de virtualización.

• El sistema operativo invitado ve los volúmenes como si fueran dispositivos físicos, que se pueden montar y luego formatear para crear un almacenamiento de disco utilizable accesible para el usuario. Esta es la cuarta capa de virtualización.

Aunque parezca demasiado complicado, estas capas de virtualización le brindan mucha flexibilidad en lo que respecta a la administración del almacenamiento. Se pueden agregar nuevas matrices de discos a una SAN, o se puede agregar un NAS nuevo a la red, y luego se pueden crear nuevos almacenes de datos sin interrumpir los almacenes de datos existentes. Los volúmenes se pueden mover de un almacén de datos a otro sin interrumpir las máquinas virtuales a las que están conectados. De hecho, puede aumentar el volumen de un volumen sobre la marcha, y la máquina virtual verá de inmediato la mayor capacidad de almacenamiento de sus unidades de disco, sin siquiera requerir un reinicio.