VMWare VMotion dan VSAN

VMWare VMotion dan VSan

1.      Pemilihan Storage VMWare

Tipe storage yang kita gunakan akan mempengaruhi efisiensi kinerja sistem virtual yang kita buat dengan VMWare. Kita akan dihadapkan pada beberapa pilihan baik dari segi protocol dan teknologi, tentunya dengan berbagai kelebihan di masing masing pilihan tersebut. Kita perlu menentukan pilihan mana yang paling sesuai dengan situasi yang kita hadapi.Untuk dapat memilih dengan baik, maka perlu di fahami dulu konsep anatomi SCSI nya terlebih dahulu.

SCSI (Small Computer System Interface)memiliki 3 Layer OSI yaitu :

·         SCSI Command , disini “perintah” untuk menerima atau mengirimkan dari dan ke SCSI device ditangani.

·         SCSI Transport Protokol , protocol ini bertanggung jawab untuk mengelompokkan data agar bisa di kirimkan, di monitor transmisi nya dengan lancar dan baik. Beberapa protocol yang mungkin kita kenal adalah Fibre Channel, dan iSCSI (internet Small Computer System Interface).

·         SCSI Interconnect , ini adalah layer dimana SCSI card itu berada, bertanggung jawab untuk memberikan sinyal yang menyatakan bahwa mereka memang mengirimkan data data.

Semua perangkat SCSI di identifikasi menjadi 3 ( tiga) bagian yang kita kenal sebagai Bus, bus adalah SCSI card didalam system kita, bisa merupakan parallel yang terkoneksi ke local disk, fibre channel atau NIC yang terhubung dengan iSCSI storage.

·         Target : Single storage resource

·         LUN : Logical Unit Numbers adalah SCSI client yang berada di dalam target. Suatu LUN bisa berasala dari satu disk atau beberapa disk jadi satu ( grup) dengan konfigurasi RAID tertentu.

Pemilihan dengan Fibre Channel memiliki beberapa keuntungan antara lain :

·         Teknologi nya sudah mature, artinya kelemahan kelemahan sudah banyak yang teratasi.

·         Fault tolerance bagus

·         Speed umumnya lebih cepat dari iSCSI

·         Effisiensi , untuk frame by frame FC lebih efisien disbanding iSCSI

·         Security , untuk zoning LUN masking kita bisa menyembunyikan bagian dari SAN dari server yang berbeda beda untuk alasan keamanan, dan mencegah kecelakaan adanya override data.

·         Memang kenyataanya iSCSI lebih murah dibanding FC, kita bisa saja mempertimbangkan memakai iSCSI kalau performance dan kecepatan bukanlah menjadi prioritas. Dibawah ini adalah beberapa keuntungan jika kita memutuskan menggunakan iSCSI

·         Cost , lebih murah 20%-70 % dibanding FC.

·         Fault tolerance , bisa digunaka dengan menggunakan redundant Ethernet switchs dan disk enclosure

·         Routing , mudah karena berdasar TCP IP lebih mudah dikonfigurasi dan familiar untuk sebagian besar dari kita dan tentu saja masalah kompabilitas lebih luas.

Kekurangan nya adalah :

·         Speednya lebih rendah dibanding FC Efisiensi nya kecil artinya memproduksi overhead data transmission lebih besar

·         Security , mudah untuk di hack dibanding FC, terutama kalau kita menggunakan regular data sebagai double SAN transport. Ini bisa diatasi dengan memisahkan antara IP fisik dan logical untuk transport lalu lintas iSCSI.

Kelebihan menggunakan iSCSI

·         Bisa menambah kapasitas hard disk tanpa harus memasukan hard disk ke dalam server.

·         Hard disk iSCSI bertingkah laku seperti hard disk internal yang bisa diformat dan dipartisi.

·         Jika tempat hard disk internal internal sudah tidak cukup mau tidak mau harus menggunakan external storage, salah satunya mengunakan iSCSI.

·         Lebih mudah melakukan backup secara remote dari jarak jauh.

Metode Penyimpanan yang menggunakan protokol  iSCSI ada 2, yaitu :SAN (Storage Area Network) dan NAS (Network Attached Storage) yaitusistem media penyimpanan terpusat dalam jaringan, yang memungkinkan komputer server atau client untuk menggunakan media penyimpanan tersebut seolah-olah menggunakan penyimpanan lokal (local disk).

NAS sendiri adalah storage device yang bisa dikatakan “tinggal colok “ alias plug and play dimana mensupport 2(dua) protocol :

·         NFS (Network File System) > open source

·         SMB ( Server Block Message) > windows

Perbedaan SAN dan NAS pada jenis aksesnya :

1.       SAN (Stores Accses Network) :

·         Storagenya langsung nyambung ke jaringan

·         Jadi Kalau SAN tidak melibatkan processor saat file yang disharing tersebut diakses.

2.       NAS (Network Accses Stores) :

·         Storage yang sudah ada masih dishare lagi oleh OS

·         Pada NAS saat file yang disharing tersebut diakses maka dia(file yang disharing) akan melewati processor terlebih dahulu sebelum ke client.

2. Vmotion

VMware® vMotion® merupakan salah satu fitur VMware vCenter Server™ yang memungkinkan perpindahan virtual machine yang sedang berjalan dari suatu host yang telah diinstalasikan VMware ESXi™ (VMware vSphere) ke host lainnya yang telah diinstalasikan VMware ESXi™, tanpa adanya downtime dari virtual machine tersebut. V

Motion memungkinkan keseluruhan kondisi dari virtual machine yang sedang berjalan berada pada proses enkapsulasi pada memory dan tersimpan berupa sekumpulan file pada storage. Untuk kondisi tersebut, vMotion memerlukan setidaknya sebuah jaringan bertipe Gigabit Ethernet yang dikhususkan untuk fitur tersebut dalam rangka perpindahan memory dari satu host ESXi ke host ESXi yang lainnya.

Tujuan perpindahan virtual machine dari suatu host ke host yang lain adalah :

·         Penggunaan hardware yang lebih efisien.

·         Dapat mengakomodasi downtime server yang ditujukan untuk maintenance suatu hardware server host.

·         Pendistribusian beban kerja virtual machine antar berbagai macam host yang telah diinstalasikan ESXi.

Mekanisme Kerja vMotion

Proses perindahan secara on-the-fly suatu virtual machine dari suatu host ke host yang lain, dapat dimungkinkan berkat adanya dukungan dari 3 teknologi berikut ini, diantaranya adalah :

1)      Keseluruhan kondisi virtual machine dalam keadaan ter-enkapsulasi melalui sekumpulan files yang terletak pada media storage storage yang digunakan bersama-sama seperti : media Fibre Channel, iSCSI Storage Area Network (SAN) atau Network Attached Storage (NAS). VMware™ vStorage® VMFS dapat mengakomodasi keperluan instalasi VMware™ ESX® pada beberapa host dalam mengakses file-file virtual machine secara bersamaan.

2)      Memory aktif dan kondisi eksekusi yang tepat untuk setiap virtual machine dapat mempercepat proses migrasi virtual machine pada host asal yang telah diinstalasikan ESX ke host tujuan yang telah diinstalasikan ESX. vMotion® menjaga pada waktu transfer prosesnya tidak terlihat oleh pengguna dengan mekanisme penjagaan lintasan migrasi pada memory dalam bentuk bitmap. Pada saat keseluruhan memory dan kondisi sistem dimigrasikan ke host tujuan, maka vMotion® menahan virtual machine asal, melakukan penduplikasian bitmap ke host tujuan dan memulai kembali keadaan sistem virtual machine pada host tujuan. Keseluruhan proses tersebut membutuhkan waktu kurang dari 2 detik pada jaringan Gigabit Ethernet.

3)      Jaringan yang digunakan oleh virtual machine juga divirtualisasi oleh host yang telah diinstalasikan ESX. Hal ini diperlukan untuk menjaga kondisi pada saat setelah migrasi, bahwa identitas jaringan virtual machine dan koneksi jaringan sudah ditetapkan serta dialokasikan sebelumnya. vMotion® mengelola virtual MAC address sebagai bagian dari proses migrasi tersebut. Pada saat host tujuan teraktivasi, maka vMotion® melakukan proses ping terhadap router jaringan untuk memastikan koneksi telah siap sebagai lokasi fisik virtual machine yang baru untuk virtual MAC address. Hal tersebut untuk menghasilkan keadaan zero downtime dan tidak terdapat gangguan terhadap pengguna.

Proses perpindahan virtual machine dapat dijelaskan melalui proses sebagai berikut :

1)      Proses migrasi dengan fitur vMotion diawali dengan modul Migrate Virtual Machine. Pada contoh ini, host asal (Source) dan host tujuan (Destination) sama-sama memiliki akses terhadap media storage yang menyimpan file-file virtual machine.

2)      Kondisi memory virtual machine yang akan dimigrasikan diduplikasi melalui jaringan vMotion® dari host asal ke host tujuan. Sementara itu para pengguna masih dapat mengakses virtual machine tersebut dan melakukan update halaman pada memory. Daftar halaman yang termodifikasi tersimpan pada bitmap memory pada host asal.

3)      Setelah memory dari virtual machine diduplikasikan dari host asal ke host tujuan, kondisi virtual machine tidak berubah dan tidak terdapat aktivitas tambahan yang terjadi pada virtual machine. Selama waktu tidak berubah tersebut, vMotion® melakukan transfer kondisi virtual machine dan bitmap memory ke host tujuan.

4)      Setelah kondisi virtual machine tidak berubah pada host asal, virtual machine segera dilakukan inisialisasi dan memulai berjalan pada host tujuan. Sebagai tambahan, permintaan Reverse Address Resolution Protocol (RARP) menginformasikan sub jaringan bahwa MAC address dari virtual machine saat ini dalam keadaan menyala pada port yang baru pada switch jaringan.

5)      Saat ini pengguna dapat mengakses virtual machine pada host tujuan setelah berpindah dari host asal dan virtual machine selanjutnya dihapus dari host asal.

Storage Vmotion

Storage vMotion merupakan salah satu fitur pada VMware vSphere yang memungkinkan proses migrasi file image dari virtual machine antar datastore dilakukan tanpa memerlukan downtime. Adapun use case dari fitur ini umumnya ditujukan ketika dibutuhkan proses maintenance dari sisi storage ataupun objektif lainnya seperti space reclamation. Namun demikian, storage vMotion juga dapat digunakan untuk mengubah model provisioning virtual disk dari Thick menjadi Thin ataupun sebaliknya.Secara teknis, perubahan model provisioning dari virtual disk suatu virtual machinedapat dilakukan melalui vSphere Client maupun Web Client yang terhubung ke vCenter Server.

Beberapa prasyarat dan keterbatasan sistem sebelum melakukan migrasi Virtual Machine antar storage menggunakan fitur Vmware™ Storage vMotion®

1)      Harus memiliki rencana atas tindakan yang dikomunikasikan dan koordinasi yang baik antar administrator terkait (storage administrator, system administrator, network administrator, IT Infrastructure Manager).

2)      Pelaksanaan migrasi antar storage harus dilakukan pada waktu non-operasional organisasi atau pada waktu diluar jam kantor (off-peak hours).

3)      Pada Vmware™ vCenter® Management, seorang virtualization administrator harus melihat dan memastikan bahwa host asal dapat mengakses datastore / storage asal maupun datastore / storage tujuan.

3.   Virtual SAN

VMware Virtual SAN adalah software untuk penyimpanan di Vmware Vsphere. VMWare virtual SAN mampu menyediakan tingkatan baru storage hypervisor–convergensy.

Mengabstraksikan dan mengumpulkan disk magnetik internal dan perangkat flash dari server x86 (32 bit) yang menjadi standar industri untuk menghasilkan datastore bersama berkinerja tinggi dan tangguh untuk mesin virtual (VM).

Berdasarkan pengukuran internal, Virtual SAN memiliki 2 juta input / output operations for second (IOPS) untuk read – only workload pada 32 node cluster dan 640.000 IOPS untuk mixed workload cluster pada 32 node cluster.

Vmware Virtual SAN adalah solusi storage sangat sederhana yang optimal untuk lngkungan virtual yang membawa pendekatan aplikasi – sentris untuk managemen storage.

VMWare Virtual SAN menyederhanakan penyediaan dan manajemen storage serta mengurangi biaya kepemilikian (TCO) yang memungkin model operasional yang lebih lincah. Peranti lunak ini juga memberikan keandalan dan ketahanan dari sebuah sistem storage enterprise (memiliki banyak features), dan sangat tangguh melindungi data dalam hal kegagalan sehingga peranti-peranti ini untuk lingkungan virtual seperti virtual desktop infrastruktur (VDI).

Pada peranti lunak ini juga didukung sejumlah fitur seperti hypervisor terkonvergensi. Fitur ini tertanam dalam kernel VMWare sehingga VMWare Virtual SAN menghantarkan jalur data yang lebih efisien dan untuk kinerja yang unggul dan meminimalkan penmanfaatan sumber daya mengakibatkan konsumsi kurang dari 10% sumber daya CPU.

VMWare Virtual SAN menggunakan flash untuk memberikan percepatan kinerja melalui read/write caching. Perangkat lunak ini menyediakan pendekatan granular dan elastis terhadap penyediaan kinerja dan kapasitas yang memungkinkan user untuk secara linear melakukan skalabilitas cluster yang dibutuhkan dengan menambahkan sejumlah node ke sebuah cluster atau sejumlah disk ke node tersendiri. Satu VMWare Virtual SAN datastore dapat memberikan tingkat layanan yang berbeda berdasarkan kebijakan VMWare tersendiri.

Dengan Clustering server Harddisk Virtual SAN menciptakan penyimpanan data yang optimal yang di desain untuk lingkungan Virtual. Secara alternatif Vitual SAN digunakan pada arsitektur penyimpanan flash , dimana perangkat flash digunakan sebagai write catche ketika Solid Straigt Drive menyediakan persistensi dan konsistensi data dan respon yang cepat selama beberapa kali. Semua arsitektur flash mengizinkan tiering Solitstate untuk implementasi biaya murah,maksudnya untuk menulis cache dan membaca cache.Virtual SAN dapat digunakan tanpa membutuhkan Software tambahan , ini dapat diaktifkan dengan beberapa kali klik, ini diatur dari Vsphere web client dan terintegrasi dengan Vmware Stak termasuk fitur seperti Vmotion, HA, DRS (Distributed Resource Scheduler)dan produk Vmware lainnya seperti Vmware Vsenter dan lain-lain.

VM Storage servis level dikontrol melalui kebijakan VM sentrik yang bisa di set dan dimodifikasi.Virtual SAN itu mandiri, dimana dia dapat menyesuaiakan perubahan dan penyeimbangan sumber daya penyimpanan.Kebijakan ini menghasilkan penyimpanan manual menjadi otomatis dan majemen penyimpanan menjadi sederhana untuk Virtual Mesin.Berdasarkan arsitektur HyperVisor – Conferged yang terpasang di dalam Vsphere kernel Virtual SAN membuat penempatan data dan input output menjadi optimal. Karena arsitektur nya langsung terletak di datapath input output yang bisa mengirimkan level kinerja tertinggi tanpa tambahan overhead ke CPU,dibandingkan dengan penyimpanan virtual lainya yang berjalan terpisah diatas HyperVisor Virtual SAN memiliki arsitektur distribusi yang mengiinkan untuk elastis, non –distruptrive scaling. Kapasitas dan kinerja dapat diukur dalam satu waktu dengan menambah host baru ke cluster atau kapasitas dan kinerja bisa diukur secara mandiri dengan menambah drive baru ke host yang tersedia. Model ini menyediakan pengukuran linear dan granular sepanjang waktu.

What VSAN consists of:

• ESXi hosts
• vCenter 5.5
• VSAN Network – VMkernel port group on 1GB or 10GB
• (preferred) NICs
• Disk Groups – a collections of a single SSD and up to 7 HDDs
• Up to 5 Disk Groups per ESXi host
• SSD should be at least 10% of HDD capacity in Disk Group
• HA Cluster
• Storage Profile

D. Cara Kerja Virtual SAN

Sebagai gambaran tingkat tinggi, VMware VSAN memanfaatkan penyimpanan lokal masing-masing host dan menggabungkannya ke dalam datastore tunggal, yang dibagi antara semua host di cluster.
Semua HDD disajikan secara individual untuk host. Jadi, Anda perlu controller yang mendukung JBOD atau passthrough, sehingga ESXi dapat melihat setiap disk individu.
Disk SSD dalam setiap kelompok disk tidak digunakan untuk kapasitas, tapi digunakan untuk Cache. 70% untuk read cache dan 30% untuk write cache. Semua write pergi ke SSD pertama.
VSAN tidak memanfaatkan RAID, melainkan, memanfaatkan RAIN (Redundant Array of Independent Nodes). Dengan menggunakan variabel didefinisikan dalam profil penyimpanan kita, kita dapat menetapkan setiap VM untuk menahan 1 atau lebih kegagalan disk, atau 1 atau lebih kegagalan host, memastikan redundansi dan uptime.
Profil penyimpanan juga akan memungkinkan kita untuk menentukan jumlah HDD yang akan diletakkan di VM. Dengan striping VM melalui multiple HDDs, kita dapat meningkatkan kinerja untuk data yang saat ini tidak berada dalam read cache.

E. Kelebihan Virtual SAN

Kelebihan dari Virtual SAN adalah :

1. Radically Simple Storage Management. Manajemen kebijakan berbasis arus penyediaan penyimpanan dan administrasi yang sedang berlangsung, secara otomatis menjaga ditentukan kapasitas penyimpanan, kinerja dan ketersediaan tingkat untuk setiap mesin virtual
2. Self – Tuning Storage and Dynamic Load Balancing. Mempertahankan kapasitas penyimpanan, kinerja dan ketersediaan tingkat tertentu untuk masing-masing mesin virtual individu secara otomatis.
3. Two – Clicks Storage Provisioning. Virtual SAN memungkinkan Anda dengan cepat penyediaan bersama penyimpanan langsung dari VMware vCenter ™ selama pembuatan mesin virtual, secara otomatis menggabungkan disk server dalam cluster.
4. Seamless Integration with Vmware vSphere and vCenter. Virtual SAN terintegrasi dengan semua fitur vCenter, dan memungkinkan manajemen penyimpanan langsung vCenter dengan kemudahan yang sama seperti menghitung.
5. High Performance with SSD Caching. Dibangun ke dalam kernel vSphere untuk latency terendah, Virtual SAN menggunakan read / write SSD caching di setiap host dan menyediakan penempatan data yang cerdas dalam cluster.
6. Resiliency Against Multiple hardware Failures. Mendapatkan kemampuan untuk mentolerir beberapa kegagalan disk dan node, ditambah efisien, hemat waktu istirahat-ganti pendekatan pemeliharaan perangkat keras.
7. Dynamic Scalling of Performance and Capacity. Skala pada permintaan dengan menambahkan host dengan cepat atau panas-menambah disk untuk node server yang ada.
8. Reduced CapEx via Server Disks. Leverage inexpensive server disks for shared storage, avoiding the capital expense of specialized hardware.
9. High Performance, Lower TCO. Mengotomatisasi dan mengkonsolidasikan storage untuk mendapatkan kinerja yang sama atau lebih baik dengan arsitektur converged efisien, menghasilkan penghematan yang signifikan dalam kekuasaan, ruang dan pendinginan biaya.

F. Step to Installation Virtual SAN

To start with, in my lab environment, I have 4 servers that will participate in the VSAN cluster, and 3 of which will provide storage resources to the VSAN cluster.
3x DL160 G6 with:

• 128GB SSD
• 3x 250GB SATA drives (or larger)
• 1x DL360 G6

At this point, I have already added all 4 servers into a cluster with HA off.
Step 1: Enable the VSAN service on a VMKernel port.

• Create your virtual switches, and create at least 1 VMKernel port that will be used for VSAN traffic.
• Be sure to keep the Switch names the same across hosts!
• Edit the VMKernel port and check the box for Virtual SAN Traffic.
• Save the port settings, repeat for each host.
• Time Saver: Use host profiles!

In my lab, I am using standard switches, with 2 virtual switches, each with a VMKernel port. 1 is dedicated for VSAN traffic, and the other is shared with the Management and Virtual Machine Traffic.

 

Step 2: Enable VSAN on the Cluster

Select your cluster, and choose the Manage tab, and the select General under Virtual SAN.

• Edit, and check the box to Turn ON Virtual SAN.
• Choose your setting for “Add disks to storage”
  o Manual – You will select each disk that will be a part of the Virtual SAN
  o Automatic – VSAN will select all eligible disks for you and add them
• Click OK

Step 3: Add Disks to Disk Groups

Since I chose Manual mode, I will need to add my disks into Disk Groups. A Disk Group is a collection of 1 SSD, and multiple HDD drives. You can have multiple disk groups per host if capacity allows.

• Still in Virtual SAN settings under the cluster, select the Disk Management section.
• Click on the Claim Disks button, and select the drives for use in Virtual SAN.
• Alternatively, select each host, and manually create Disk Groups per host.

Claim Disks:

Create Disk Group:

Step 4: Start building Virtual Machines!

Yes, it is that easy. You now have a datastore called vsanDatastore. 

My DL360 G6 server can also access this datastore, since I enabled VSAN on the VMKernel port groups, even though it’s not providing any resources to the VSAN cluster.

DAFTAR PUSTAKA

http://confickeragung.blogspot.com/2012/10/bagian-bagian-pada-hardisk.html

http://tulisan-yopie.blogspot.com/2012/03/iscsi-san-dan-nas.html

https://www.linkedin.com/pulse/20141112234537-39935306-pemilihan-storage-vmware

Santoso, Berkah.2013.Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware® vSphere® (Tulisan Kesepuluh).berkahs@cloudindonesia.or.id.

Santoso, Berkah.2013.Bermain dengan Infrastruktur Virtual : VMware® vSphere® (Tulisan Kesebelas).berkahs@cloudindonesia.or.id.

 

Posted in: apjk