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A gestão de máquinas virtuais se torna complexa sem um armazenamento centralizado.
Essa descentralização atrasa a criação de novas VMs e a recuperação após falhas.
A infraestrutura exige um datastore acessível por todos os servidores de forma padronizada.
Nesse cenário, o protocolo NFS aparece como uma opção para conectar os hypervisors ao storage.
NFS como datastore para virtualização
O protocolo NFS (Network File System) funciona como um datastore ao oferecer um repositório de arquivos compartilhado pela rede, permitindo que múltiplos hypervisors acessem, armazenem e gerenciem os discos de máquinas virtuais (VMDKs ou VHDXs) de forma centralizada, o que simplifica a alocação de espaço e a mobilidade das VMs no ambiente virtualizado.
Em um ambiente de virtualização, o hypervisor precisa de um local para guardar os arquivos que compõem cada máquina virtual.
Quando se utiliza um storage NAS com suporte a NFS, o administrador cria um compartilhamento no equipamento.
Esse compartilhamento é então montado pelos servidores que executam o hypervisor, como VMware ESXi ou Citrix XenServer.
O hypervisor passa a enxergar esse ponto de montagem como um datastore disponível.
Todos os arquivos das VMs, incluindo discos virtuais, configurações e snapshots, são salvos diretamente nesse espaço.
A base técnica do protocolo NFS
NFS é um protocolo de sistema de arquivos distribuído que opera no modelo cliente-servidor.
Ele permite que um computador cliente acesse arquivos em um servidor remoto como se estivessem em um disco local.
Essa comunicação ocorre sobre uma rede TCP/IP padrão.
Existem diferentes versões do protocolo, sendo as mais comuns em ambientes de virtualização a NFSv3 e a NFSv4.1.
A versão 3 é mais simples e stateless, o que significa que o servidor não mantém um registro do estado de cada cliente.
Essa característica simplifica a recuperação em caso de falha do servidor ou da rede.
Já a versão 4.1 é stateful e introduz melhorias importantes para virtualização.
Ela inclui mecanismos de bloqueio de arquivos mais avançados e suporte a multipathing, que permite o uso de múltiplas conexões de rede para aumentar a performance e a redundância.
NFS versus iSCSI para datastores
A escolha entre NFS e iSCSI é uma decisão comum ao projetar o armazenamento para virtualização.
A principal diferença entre os dois está na forma como apresentam o armazenamento ao hypervisor.
NFS é um protocolo de acesso a arquivos.
O storage NAS gerencia o sistema de arquivos e apresenta um diretório compartilhado aos servidores.
O hypervisor simplesmente salva os arquivos das VMs nesse diretório.
Por outro lado, iSCSI é um protocolo de acesso a blocos.
Ele transporta comandos SCSI sobre a rede e apresenta um disco bruto, ou LUN, ao hypervisor.
O servidor precisa formatar esse LUN com um sistema de arquivos específico para cluster, como o VMFS da VMware, antes de poder usá-lo como datastore.
O gerenciamento de um datastore NFS tende a ser mais simples.
Expandir o espaço, por exemplo, geralmente envolve apenas aumentar o tamanho do volume no storage NAS, sem a necessidade de reconfigurar LUNs e partições no hypervisor.
Organização e gerenciamento do datastore
Utilizar NFS para datastores simplifica diversas tarefas de administração do ambiente virtual.
Como o storage NAS gerencia o sistema de arquivos, recursos como thin provisioning são facilmente implementados.
Com o thin provisioning, os discos virtuais das VMs ocupam apenas o espaço que realmente utilizam, e não o tamanho total provisionado.
Isso otimiza o uso do armazenamento.
A flexibilidade é outra vantagem prática.
Um mesmo datastore NFS pode ser montado por dezenas de hypervisors simultaneamente com pouca configuração.
Essa característica facilita o uso de recursos de alta disponibilidade e balanceamento de carga, como vMotion e DRS, pois todas as VMs estão em um local acessível por qualquer host do cluster.
A granularidade do controle também é um ponto forte.
Como o datastore é, na essência, um sistema de arquivos, é possível gerenciar o espaço por VM de forma mais direta.
Desempenho e a infraestrutura de rede
O desempenho de um datastore NFS depende diretamente da qualidade da infraestrutura de rede.
Uma rede lenta ou congestionada causa latência alta e baixo throughput, o que impacta diretamente a performance das máquinas virtuais.
Para ambientes de produção, uma rede dedicada de no mínimo 10GbE é recomendada.
Isso isola o tráfego de armazenamento do tráfego de dados dos usuários e garante a banda necessária.
A configuração de jumbo frames, que aumenta o tamanho máximo dos pacotes de rede, também ajuda a reduzir a sobrecarga de processamento na CPU do storage e dos servidores, o que melhora a eficiência da transferência de dados.
A performance do próprio storage NAS é igualmente crítica.
Um equipamento com processador adequado, memória RAM suficiente e um conjunto de discos rápidos é fundamental para atender às requisições de leitura e escrita de múltiplas VMs de forma concorrente.
A escolha do arranjo de discos em RAID também influencia a performance e a proteção dos dados.
Proteção dos dados com snapshots e backup
A proteção de dados em um datastore NFS envolve múltiplas camadas.
A primeira camada é o próprio storage NAS.
Muitos equipamentos oferecem a funcionalidade de snapshots, que criam cópias de um volume em um determinado ponto no tempo.
Esses snapshots são muito eficientes para recuperar rapidamente arquivos ou até mesmo VMs inteiras após uma exclusão acidental ou um ataque de ransomware.
Eles são uma ferramenta de recuperação rápida, mas não substituem uma política de backup.
O backup das máquinas virtuais é a camada de proteção essencial.
As principais ferramentas de backup corporativo integram-se com os hypervisors para realizar cópias completas das VMs armazenadas em datastores NFS.
Muitas dessas ferramentas conseguem orquestrar a criação de snapshots no storage para realizar o backup a partir deles.
Esse método reduz o impacto da operação de backup no desempenho das VMs em produção.
A política de retenção e os testes de restauração periódicos garantem a integridade do processo.
A escolha do storage NAS adequado
A decisão de usar NFS para datastores deve ser acompanhada da escolha de um storage NAS que atenda aos requisitos da carga de trabalho.
É fundamental verificar se o equipamento possui certificação ou validação do fabricante do hypervisor.
Isso garante compatibilidade e suporte técnico em caso de problemas.
O desempenho do storage, a capacidade de expansão e os recursos de proteção de dados, como RAID e snapshots, são critérios técnicos que precisam ser avaliados com atenção.
Uma análise detalhada da carga de trabalho e da infraestrutura existente é fundamental. Se sua empresa busca a melhor forma de estruturar o armazenamento para virtualização, a equipe de especialistas do Grupo Data Storage pode ajudar a avaliar as opções e a desenhar uma solução alinhada aos seus objetivos.
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