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A consolidação de servidores em máquinas virtuais sobrecarrega o sistema de armazenamento.
Aplicações lentas e usuários insatisfeitos são o resultado direto dessa pressão.
A infraestrutura de virtualização exige um planejamento de armazenamento muito cuidadoso.
Entender a capacidade de resposta do storage é fundamental para a operação.
O armazenamento no centro da virtualização
Um storage NAS atua como um datastore centralizado para o hipervisor, consolida os discos virtuais das máquinas virtuais e transforma o desempenho de leitura e escrita em um fator crítico para a responsividade de todas as aplicações e serviços que dependem daquela infraestrutura de armazenamento em rede.
Em um ambiente virtualizado, o hipervisor gerencia múltiplas máquinas virtuais (VMs) que operam de forma independente. Cada VM possui seu próprio sistema operacional, aplicações e arquivos. Todos esses dados, no entanto, residem fisicamente em um volume de armazenamento compartilhado, conhecido como datastore.
Essa centralização simplifica a gestão, o backup e a alocação de espaço. Contudo, ela também cria um ponto de contenção. Todas as requisições de leitura e escrita de todas as VMs são direcionadas para o mesmo storage NAS.
O desempenho do datastore afeta diretamente a experiência do usuário. Se o armazenamento não consegue acompanhar a demanda, as VMs ficam lentas. As aplicações demoram para responder e a produtividade da equipe cai.
Por isso, a escolha do servidor NAS para virtualização vai além da capacidade em terabytes. Ela envolve a análise criteriosa da capacidade do sistema em processar múltiplas requisições simultâneas com baixa latência.
Entendendo o conceito de IOPS
IOPS, ou Operações de Entrada e Saída por Segundo, é a métrica que mede quantas operações de leitura ou escrita um dispositivo de armazenamento consegue executar em um segundo. Essa medida é essencial para ambientes de virtualização.
Cada máquina virtual gera um fluxo constante de pequenas operações de I/O. Um servidor de banco de dados, por exemplo, realiza inúmeras leituras e escritas em blocos de dados pequenos e dispersos no disco. Um servidor de arquivos lida com acessos de múltiplos usuários a arquivos de tamanhos variados.
Quando dezenas de VMs rodam sobre o mesmo datastore, a quantidade de operações simultâneas se multiplica. O storage precisa ser capaz de lidar com esse volume massivo de requisições aleatórias para manter o desempenho de todas as máquinas virtuais.
Discos rígidos tradicionais (HDDs) são eficientes em operações sequenciais, como a leitura de um arquivo de vídeo grande. Eles são, no entanto, muito lentos em operações aleatórias, pois a cabeça de leitura precisa se mover fisicamente pelo disco.
SSDs, por outro lado, se destacam em IOPS. Eles não possuem partes móveis e acessam qualquer bloco de dados com velocidade similar. Por isso, storages NAS equipados com SSDs ou com cache SSD oferecem um desempenho muito superior em ambientes virtualizados.
A relação entre IOPS e latência
IOPS e latência são duas métricas de desempenho que andam juntas. De nada adianta um storage com alto IOPS se a latência também for alta. A latência mede o tempo que uma única operação de I/O leva para ser concluída.
Imagine um sistema de armazenamento com capacidade para 10.000 IOPS. Esse número indica o volume de operações que o sistema pode processar por segundo. A latência, medida em milissegundos, indica a agilidade com que cada uma dessas operações é atendida.
Um hipervisor envia uma requisição de leitura para o datastore. A latência é o tempo que o storage leva para encontrar o dado e retorná-lo. Para uma máquina virtual, uma latência alta significa que o sistema operacional e as aplicações ficam esperando por dados.
Essa espera se manifesta como lentidão. O cursor do mouse pode travar, um relatório pode demorar para ser gerado ou uma página web pode não carregar. Em ambientes com muitas VMs, a soma de pequenas latências pode paralisar a operação.
O objetivo em um ambiente de virtualização é alcançar um alto número de IOPS com a menor latência possível. Isso depende de uma infraestrutura coesa, que inclui o servidor NAS, a rede e a configuração do hipervisor.
Protocolos de acesso e o desempenho
O desempenho do armazenamento em um ambiente virtualizado também depende do protocolo de rede utilizado para conectar o hipervisor ao datastore. Os mais comuns são iSCSI e NFS.
O iSCSI (Internet Small Computer System Interface) é um protocolo de bloco. Ele encapsula comandos SCSI em pacotes de rede TCP/IP e faz com que o storage NAS apareça para o hipervisor como um disco local. Essa abordagem geralmente oferece baixa latência e é preferida para aplicações sensíveis ao desempenho, como bancos de dados.
O NFS (Network File System) é um protocolo de arquivo. Com ele, o hipervisor monta um compartilhamento de rede do servidor NAS e armazena os arquivos das VMs nesse local. O NFS é mais simples de configurar e gerenciar, mas pode introduzir uma pequena sobrecarga de desempenho em comparação com o iSCSI.
A escolha do protocolo depende da aplicação e da infraestrutura. Redes de 10GbE ou superiores são recomendadas para ambos os protocolos para evitar que a rede se torne um gargalo. Um servidor NAS corporativo moderno oferece implementações otimizadas tanto para iSCSI quanto para NFS.
Independentemente do protocolo, a capacidade do controlador do storage NAS de processar as requisições de forma eficiente é o fator determinante. Um controlador sobrecarregado aumenta a latência e derruba o desempenho de todas as VMs.
O impacto de IOPS insuficientes
Um storage com IOPS insuficientes para a carga de trabalho das máquinas virtuais cria um gargalo de desempenho severo. Os sintomas são claros e afetam toda a infraestrutura de TI.
O efeito mais comum é conhecido como "I/O blender". Múltiplas VMs geram um fluxo caótico de requisições de leitura e escrita aleatórias. O sistema de armazenamento fica sobrecarregado e não consegue atender à demanda, o que aumenta a fila de espera e a latência.
Isso resulta em máquinas virtuais que congelam ou demoram para iniciar. Aplicações que dependem de banco de dados podem apresentar erros de timeout. As janelas de backup estouram, pois a cópia dos dados se torna extremamente lenta.
Uma única VM com alta demanda de I/O pode degradar o desempenho de todas as outras VMs que compartilham o mesmo datastore. Esse cenário compromete a promessa de eficiência da virtualização e gera frustração para usuários e administradores de TI.
Ignorar a necessidade de IOPS adequados ao dimensionar um storage NAS para virtualização é um erro custoso. A economia inicial na compra de um equipamento subdimensionado se transforma em prejuízo com perda de produtividade e downtime.
O NAS como datastore para virtualização
Um servidor NAS moderno é uma excelente solução como datastore para ambientes de virtualização. Ele centraliza o armazenamento, simplifica o gerenciamento e oferece recursos avançados para garantir desempenho e proteção de dados.
Storages NAS projetados para empresas são otimizados para cargas de trabalho de virtualização. Eles contam com processadores potentes, memória RAM abundante e controladoras capazes de lidar com um alto volume de IOPS.
Muitos modelos suportam cache SSD ou configurações all-flash. O cache SSD utiliza drives de estado sólido para acelerar as operações de leitura e escrita mais frequentes. Um storage all-flash, composto inteiramente por SSDs, oferece o máximo de IOPS e a menor latência possível.
Além do desempenho, um servidor NAS oferece recursos de proteção de dados essenciais para máquinas virtuais. Snapshots permitem criar cópias instantâneas do estado de uma VM para recuperação rápida em caso de falha ou ataque de ransomware.
A integração com softwares de backup também é fundamental. Um storage NAS certificado para VMware, Hyper-V ou outros hipervisores simplifica a automação do backup de VMs sem a necessidade de instalar agentes em cada máquina virtual.
Uma escolha técnica e estratégica
A escolha de um sistema de armazenamento para um ambiente de virtualização é uma decisão estratégica. Ela não deve se basear apenas na capacidade de armazenamento em terabytes, mas principalmente na capacidade de desempenho, medida em IOPS e latência.
Um storage NAS subdimensionado compromete o investimento em servidores e licenciamento de software. Ele se torna o elo fraco da infraestrutura e limita o potencial de consolidação e agilidade que a virtualização oferece. O planejamento correto evita problemas de desempenho e garante a estabilidade da operação.
Se sua infraestrutura de virtualização apresenta lentidão ou se você está planejando um novo ambiente, a análise do armazenamento é o primeiro passo. Uma conversa com especialistas pode esclarecer o caminho técnico a seguir. A equipe de especialistas do Grupo Data Storage e do Servidor NAS está disponível para analisar seu ambiente e orientar sobre a melhor solução de armazenamento.
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