Desde rivales amargos a los mejores amigos: La evolución de NFS y Block para VMware

Ciertos debates en la vida poseen el poder de romper relaciones e impulsar cuñas entre colegas, amigos, familiares e incluso cónyuges. Considere las líneas de batalla sobre las que se dibuja:

¿Un hot dog es un sándwich?

¿Es Die Hard una película de Navidad?

¿Son mejores compañeros los gatos o perros?

Ahora, después de esos ejemplos divisivos, probablemente se acercó al título de este blog esperando otra respuesta definitiva “correcta”, quizás incluso preparándose para no estar de acuerdo. Es posible que haya estado listo para llegar al final y ver si nos alineamos con su preferencia. Pero la verdad es que, especialmente dentro del ecosistema de Pure Storage, la elección no se trata de una sola respuesta “correcta”. Se trata de seleccionar el almacenamiento de datos adecuado que mejor se adapte a los requisitos de su aplicación y las necesidades operativas.

VMware, fundado en 1998, ahora tiene 27 años. Son 27 años de evolución del almacenamiento, y mucho ha cambiado. Algunos de nosotros recordamos el bloqueo de LUN, lo que nos obligó a mantener pequeños nuestros tamaños de LUN. Afortunadamente, la introducción de las API de vStorage para la integración de matrices (VAAI) trajo bloqueo del sector y escalabilidad masiva del rendimiento. Los primeros usuarios de NFS valoraron la flexibilidad y facilidad de uso del aprovisionamiento de almacenamientos de datos masivos. A medida que vSphere y vCenter maduraban dentro de los centros de datos, y a medida que VMware dominaba el panorama de virtualización, surgían más casos de uso y aumentaban los máximos. Esta evolución también ha dado forma a la conversación sobre el almacenamiento de archivos y bloques. Lo vemos como un diagrama de Venn cambiante: Inicialmente, el bloque y el archivo eran círculos distintos con una superposición mínima, pero hoy en día comparten casi todas las mismas ventajas. Entonces, ¿cuáles fueron esas diferencias originales, qué cambió y qué sigue siendo relevante hoy? Exploremos el panorama actual.

Históricamente, cada opción de almacenamiento ofrecía dos beneficios principales. Primero examinemos las ventajas de NFS:

• Facilidad de administración: NFS funciona como su propio sistema de archivos, que VMware aprovecha. Es accesible desde varias plataformas, lo que provoca algunas vulnerabilidades de seguridad que se han abordado con el tiempo (considere la implementación de la autenticación de Kerberos). Sin embargo, la sencillez de navegar directamente a los archivos de VM usando cualquier máquina con las credenciales adecuadas sigue siendo una ventaja clave. Podemos recordar la exportación de volúmenes como NFS y SMB para poder administrar ISO fácilmente. Por el contrario, el acceso a archivos en almacenamiento en bloque con formato VMFS tradicionalmente requería pasar directamente por vCenter o el host ESXi.
• Escalabilidad: La escalabilidad se puede interpretar de diferentes maneras, pero es importante considerar tanto las limitaciones históricas como las limitaciones prácticas. Por ejemplo, durante la era de VMFS3, el tamaño máximo de LUN implementable era de 2TB, mientras que NFSv3 tenía un máximo teórico de 18 exabytes. Incluso cuando VMFS4 aumentaba significativamente el máximo a 64TB, los usuarios aún podían enfrentar desafíos de rendimiento debido a la contención I/OS y el bloqueo de LUN, especialmente en la era previa a VAAI con limitaciones de disco giratorio. NFS permitió a los usuarios simplificar la administración de datos a escala, reduciendo estas complejidades.

Figura 1: Los desafíos con otras plataformas de almacenamiento.

Sin embargo, NFS también tuvo sus desventajas. El rendimiento era un tema candente, a menudo malinterpretado. Si bien NFS tiene gastos generales adicionales y los hosts deben bloquear sus propios archivos, NFS podría mantenerse al día con las cargas de trabajo intensivas. Pero el bloqueo generalmente se consideraba la opción de “rendimiento”. Los cuellos de botella relacionados con la red y otras limitaciones de infraestructura también plantearon desafíos para el rendimiento de NFS. Además, las soluciones de clúster de aplicaciones, como los servicios de archivos de Windows en clúster, las instancias de clúster de conmutación por error (FCI) de SQL Server y Oracle RAC, tradicionalmente requerían dispositivos de bloque compartido para el aprovisionamiento. Entonces, mientras observamos el panorama actual, ¿qué ha evolucionado para desdibujar las líneas entre estas dos opciones hasta el punto en que un debate acalorado sobre cuál elegir es en gran medida innecesario?

1. Las plataformas de datos modernas como Pure Storage admiten ambos protocolos. Históricamente, había distintas “empresas NAS” y “empresas SAN”. Debido a que cada tipo de proveedor se especializó principalmente en bloques o archivos, la competencia del mercado y los objetivos de ingresos a menudo impulsaron un fuerte debate “bloque contra archivo”. Si bien existían diferencias genuinas, la dinámica del mercado probablemente amplificó estas distinciones.

2. Ha habido avances significativos en VAAI tanto para NFS como para block. Puede ver una lista completa de las capacidades de VAAI aquí. Sin embargo, las características clave como el bloqueo asistido por hardware de ATS, la eliminación de UNMAP/bloque y XCOPY para el almacenamiento en bloque, junto con funcionalidades de NFS comparables como el clon de archivos completos, el espacio de reserva y NFS v4.1 con pNFS, han incorporado esencialmente capacidades que anteriormente carecían en un protocolo en comparación con el otro.

3. El panorama de la agrupación de aplicaciones ha cambiado en gran medida. Si bien las soluciones de clúster de disco compartido como los FCI de SQL Server no han desaparecido por completo, muchas aplicaciones modernas en clúster ahora utilizan una arquitectura de “nodo múltiple”, “nada compartido” que elimina la necesidad de discos compartidos en clúster. Algunos ejemplos incluyen el sistema de archivos distribuidos (DFS) para Windows y los grupos de disponibilidad (AG) siempre activos de SQL Server.

Figura 2: La flexibilidad de Pure Storage.

En última instancia, todos estos avances han simplificado significativamente el panorama de almacenamiento para los clientes de VMware, particularmente aquellos que invierten en una plataforma unificada que maneja de manera adecuada tanto archivos como bloques. El principal obstáculo ahora suele alejar las percepciones de los clientes de las nociones obsoletas de diferencias evidentes. La realidad es que la elección entre NFS y bloque se ha convertido en gran medida en cuestión de alinearse con algunos requisitos operativos o de aplicación específicos restantes. En Pure Storage, si bien es posible que estemos quitando ventaja de los debates antiguos y apasionados, creemos que empoderar a nuestros clientes con opciones flexibles y de alto rendimiento es un resultado mucho más valioso.