Von Bitter Rivals zu Best Friends: Die Entwicklung von NFS und Block für VMware

Bestimmte Debatten im Leben haben die Macht, Beziehungen zu brechen und Keile zwischen Kollegen, Freunden, Familienmitgliedern und sogar Ehepartnern zu schlagen. Denken Sie an die Schlachtlinien, die gezogen werden:

Ist ein Hotdog ein Sandwich?

Ist Die Hard ein Weihnachtsfilm?

Sind Katzen oder Hunde bessere Begleiter?

Nachdem Sie diese aufschlussreichen Beispiele gesehen haben, haben Sie sich wahrscheinlich an den Titel dieses Blogs gewandt, der eine weitere definitive „richtige“ Antwort erwartet und sich vielleicht sogar auf eine Meinungsverschiedenheit vorbereitet hat. Vielleicht waren Sie bereit, zum Ende zu springen, um zu sehen, ob wir mit Ihrer Präferenz übereinstimmen. Aber vor allem im Pure Storage-Ökosystem geht es bei der Wahl nicht um eine einzige „richtige“ Antwort. Es geht darum, den richtigen Datastore auszuwählen, der Ihren Anwendungsanforderungen und betrieblichen Anforderungen am besten entspricht.

VMware wurde 1998 gegründet und ist heute 27 Jahre alt. Das sind 27 Jahre Storage-Entwicklung, und so viel hat sich verändert. Einige von uns erinnern sich an die LUN-Verriegelung, was uns dazu zwingte, unsere LUN-Größen klein zu halten. Glücklicherweise brachte die Einführung von vStorage-APIs für die Array-Integration (VAAI) Sektorsperrungen und massive Performance-Skalierung mit sich. Frühe NFS-Anwender schätzten die Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit der Bereitstellung riesiger Datenspeicher. Mit der Reifung von vSphere und vCenter in Rechenzentren und der Dominanz von VMware in der Virtualisierungslandschaft kam es zu mehr Anwendungsfällen und zu höheren Höchstwerten. Diese Entwicklung hat auch das Gespräch um Block- und Datei-Storage verändert. Wir sehen es als ein sich veränderndes Venn-Diagramm: Zunächst waren Block und Datei unterschiedliche Kreise mit minimaler Überlappung, aber heute haben sie fast alle gleichen Vorteile. Was waren also diese ursprünglichen Unterschiede, was hat sich geändert und was bleibt heute relevant? Sehen wir uns die aktuelle Landschaft an.

In der Vergangenheit bot jede Storage-Option zwei Hauptvorteile. Sehen wir uns zunächst die Vorteile von NFS an:

• Einfache Verwaltung: NFS fungiert als eigenes Dateisystem, das VMware nutzt. Sie ist von mehreren Plattformen aus zugänglich, was zu einigen Sicherheitsschwachstellen führt, die im Laufe der Zeit behoben wurden (berücksichtigen Sie die Implementierung der Kerberos-Authentifizierung). Die Einfachheit des direkten Navigierens zu VM-Dateien mit jedem Computer mit den richtigen Anmeldedaten bleibt jedoch ein entscheidender Vorteil. Wir können uns daran erinnern, Volumes sowohl als NFS als auch als SMB zu exportieren, damit wir ISOs einfach verwalten können. Im Gegensatz dazu muss der Zugriff auf Dateien auf Block-Storage, der mit VMFS formatiert ist, traditionell über vCenter oder den ESXi-Host direkt erfolgen.
• Skalierbarkeit: Skalierbarkeit kann auf unterschiedliche Weise interpretiert werden, aber es ist wichtig, sowohl historische harte Einschränkungen als auch praktische Einschränkungen zu berücksichtigen. Während der VMFS3-Ära betrug beispielsweise die maximal einsetzbare LUN-Größe 2TB, während NFSv3 theoretisch maximal 18 Exabytes hatte. Auch wenn VMFS4 das Maximum auf 64TB deutlich erhöht hat, könnten Benutzer aufgrund von I/O-Konkurrenz und LUN-Sperrung immer noch Performance-Herausforderungen erleben, insbesondere in der Zeit vor VAAI mit Einschränkungen bei rotierenden Platten. NFS ermöglichte es Benutzern, das Datenmanagement in großem Maßstab zu vereinfachen und diese Komplexität zu verringern.

Abbildung 1: Die Herausforderungen bei anderen Storage-Plattformen.

NFS hatte jedoch auch Nachteile. Die Performance war ein Hot-Button-Thema, das oft missverstanden wurde. Während NFS über zusätzlichen Overhead verfügt und Hosts zum Sperren eigener Dateien benötigt, könnte NFS mit intensiven Workloads Schritt halten. Aber Block wurde im Allgemeinen als die „performante“ Option angesehen. Netzwerkbedingte Engpässe und andere Infrastrukturbeschränkungen stellten auch die NFS-Performance vor Herausforderungen. Darüber hinaus erforderten Anwendungs-Clustering-Lösungen wie geclusterte Windows File Services, SQL Server Failover Cluster Instances (FCIs) und Oracle RAC traditionell gemeinsame Blockgeräte für die Bereitstellung. Wenn wir also die aktuelle Landschaft betrachten, was hat sich weiterentwickelt, um die Grenzen zwischen diesen beiden Optionen so weit zu verwischen, dass eine heftige Debatte darüber, was man wählen sollte, weitgehend unnötig ist?

1. Moderne Datenplattformen wie Pure Storage unterstützen beide Protokolle. In der Vergangenheit gab es unterschiedliche „NAS-Unternehmen“ und „SAN-Unternehmen“. Da sich jede Art von Anbieter in erster Linie auf Block- oder Dateilösungen spezialisiert hat, führten Marktwettbewerb und Umsatzziele oft zu einer starken „Block-gegen-File“-Diskussion. Zwar bestanden echte Unterschiede, doch die Marktdynamik verstärkte diese Unterschiede wahrscheinlich.

2. Es gab erhebliche Fortschritte bei VAAI sowohl für NFS als auch für Block. Eine umfassende Liste der VAAI-Funktionen finden Sie hier. Wichtige Funktionen wie hardwaregestütztes Sperren von ATS, UNMAP/Blocklöschung und XCOPY für Block-Storage sowie vergleichbare NFS-Funktionen wie Full File Clone, Reserve Space und NFS v4.1 mit pNFS haben jedoch im Wesentlichen Funktionen integriert, die bisher in einem Protokoll im Vergleich zum anderen nicht vorhanden waren.

3. Die Landschaft des Anwendungs-Clustering hat sich weitgehend verändert. Während Shared-Disk-Clustering-Lösungen wie SQL Server-FCIs noch nicht vollständig verschwunden sind, verwenden viele moderne Cluster-Anwendungen heute eine „Multi-Node“-Architektur, die die Notwendigkeit gemeinsam genutzter Cluster-Disks überflüssig macht. Beispiele hierfür sind das Distributed File System (DFS) für Windows- und SQL Server Always On Availability Groups (AGs).

Abbildung 2: Die Flexibilität von Pure Storage.

Letztendlich haben all diese Fortschritte die Storage-Landschaft für VMware-Kunden erheblich vereinfacht, insbesondere für diejenigen, die in eine einheitliche Plattform investieren, die sowohl Datei als auch Block geschickt verarbeitet. Die größte Hürde besteht inzwischen darin, die Wahrnehmung der Kunden von veralteten Vorstellungen von starken Unterschieden abzuwenden. In Wirklichkeit ist die Wahl zwischen NFS und Block größtenteils eine Frage der Abstimmung mit einigen verbleibenden spezifischen Anwendungs- oder Betriebsanforderungen. Bei Pure Storage sind wir der Meinung, dass die Befähigung unserer Kunden mit flexiblen, leistungsfähigen Optionen ein viel wertvolleres Ergebnis ist, auch wenn wir die alten, leidenschaftlichen Debatten vielleicht hinter uns lassen.