A importância dos network storages na virtualização

Índice:

• O que é um network storage para virtualização?
• A centralização do armazenamento com iSCSI e NFS
• Habilitando a alta disponibilidade com um storage central
• Live Migration e o papel do datastore compartilhado
• Desempenho e o impacto do armazenamento na VM
• A importância da conectividade de rede
• Simplificando o backup e a recuperação das máquinas virtuais
• Escalabilidade e flexibilidade com um storage dedicado
• Riscos e considerações ao usar um network storage
• Dimensionando o storage ideal para seu ambiente
• Onde entra um Storage NAS QNAP na virtualização?

A virtualização transformou a infraestrutura em TI, mas expôs uma limitação antiga. Servidores com discos locais criam silos, prendem máquinas virtuais a um único hardware e impossibilitam a alta disponibilidade.

Essa arquitetura descentralizada aumenta bastante a complexidade no gerenciamento e na proteção das VMs. Qualquer falha no servidor físico compromete todas as suas instâncias virtuais, sem uma forma simples para recuperação automática.

Como resultado, um armazenamento centralizado em rede surge como a base para construir um ambiente virtualizado resiliente, escalável e fácil para administrar.

O que é um network storage para virtualização?

Um network storage é um equipamento que centraliza o armazenamento para múltiplos servidores por meio da rede. Ele utiliza protocolos como iSCSI ou NFS para criar datastores compartilhados, onde as máquinas virtuais ficam armazenadas. Essa abordagem desacopla o armazenamento dos servidores físicos, por isso os hosts atuam apenas como unidades computacionais.

Existem basicamente duas formas para implementar essa solução. A primeira é o armazenamento em bloco com um SAN iSCSI, que apresenta volumes LUN para os hipervisores como se fossem discos locais. A segunda é o armazenamento em arquivo com um NAS, que compartilha pastas via protocolo NFS. Ambas as arquiteturas resolvem o problema do armazenamento isolado.

A principal vantagem é a mobilidade. Com todas as VMs em um local único, os administradores conseguem mover instâncias entre hosts sem qualquer interrupção, o que simplifica a manutenção e o balanceamento das cargas.

A centralização do armazenamento com iSCSI e NFS

O protocolo iSCSI encapsula comandos SCSI em pacotes TCP/IP, por isso ele transmite dados em bloco pela rede Ethernet. Para o hipervisor, um volume iSCSI LUN aparece como um disco local, o que o torna compatível com quase todos os sistemas que precisam acesso direto ao bloco, como bancos de dados. Sua configuração geralmente exige um pouco mais de atenção na rede.

Por outro lado, o NFS é um protocolo para compartilhamento de arquivos. Sua implementação é mais simples, pois o hipervisor apenas monta um diretório remoto exportado pelo storage. Muitos administradores preferem o NFS pela facilidade no gerenciamento, uma vez que não há necessidade para formatar ou gerenciar LUNs. O desempenho para cargas gerais é frequentemente similar ao iSCSI.

A escolha entre os dois protocolos raramente é uma questão de performance pura. Ela quase sempre depende da familiaridade da equipe, dos requisitos específicos das aplicações e das funcionalidades oferecidas pelo hipervisor, como o suporte a snapshots ou thin provisioning em cada protocolo.

Habilitando a alta disponibilidade com um storage central

A alta disponibilidade (HA) em ambientes virtuais depende diretamente do armazenamento compartilhado. Sem um datastore central acessível por todos os hosts, a recuperação automática de VMs se torna impossível. Um network storage é o pilar para essa funcionalidade.

Quando um servidor físico falha, o cluster de virtualização detecta a queda e reinicia automaticamente as máquinas virtuais afetadas em outros hosts saudáveis. Esse processo só funciona porque os arquivos das VMs, como VHDX ou VMDK, residem no storage central. Assim, qualquer host do cluster consegue assumir a carga sem precisar copiar dados.

Essa capacidade para recuperação rápida minimiza o tempo de inatividade e garante a continuidade dos serviços. Portanto, qualquer projeto sério sobre virtualização precisa começar com a implementação de um storage compartilhado confiável.

Live Migration e o papel do datastore compartilhado

A migração ao vivo, conhecida como vMotion no VMware ou Live Migration no Hyper-V, é outro recurso que exige um network storage. Ela permite mover uma máquina virtual em pleno funcionamento entre servidores físicos sem nenhuma interrupção para o usuário ou aplicação.

O processo move o estado da memória RAM e da CPU da VM pela rede, do host de origem para o host de destino. Como os arquivos do disco virtual já estão no datastore compartilhado, não há necessidade para movê-los. Isso torna a migração uma operação bastante rápida, geralmente concluída em poucos segundos.

Essa funcionalidade é fundamental para manutenções programadas em servidores, pois os administradores podem esvaziar um host antes de desligá-lo. Ela também viabiliza o balanceamento dinâmico das cargas, onde o sistema move VMs automaticamente para otimizar o uso dos recursos no cluster.

Desempenho e o impacto do armazenamento na VM

O desempenho de todas as máquinas virtuais está diretamente ligado à performance do armazenamento subjacente. Um storage lento com alta latência e baixo IOPS (operações de entrada e saída por segundo) cria um gargalo que afeta todas as aplicações. Tarefas simples podem demorar muito.

Storages modernos utilizam várias tecnologias para acelerar o acesso aos dados. O uso de SSDs, principalmente com padrão NVMe, reduz drasticamente a latência em comparação com discos rígidos tradicionais. Isso beneficia diretamente aplicações sensíveis à latência, como bancos de dados e sistemas VDI (Virtual Desktop Infrastructure).

Além disso, muitos equipamentos, como os storages QNAP, oferecem SSD caching. Essa tecnologia usa alguns SSDs rápidos para armazenar os dados mais acessados, enquanto os dados menos utilizados permanecem em HDDs mais lentos e baratos. Com isso, obtém-se uma performance próxima a um sistema all-flash com um custo muito menor.

A importância da conectividade de rede

A rede é a via que conecta os servidores ao network storage, por isso seu desempenho é fundamental. Uma conexão de 1GbE, por exemplo, rapidamente se torna um gargalo em ambientes com várias VMs ou com cargas de trabalho intensivas em I/O. A taxa máxima teórica de 125 MB/s é insuficiente para muitas operações.

Para contornar essa limitação, infraestruturas de virtualização modernas adotam redes com 10GbE, 25GbE ou ainda mais rápidas. Uma porta 10GbE oferece dez vezes mais largura de banda que uma porta 1GbE, o que elimina a maioria dos gargalos entre os hosts e o storage. Isso acelera migrações, backups e o próprio funcionamento das VMs.

Adicionalmente, tecnologias como o Multipath I/O (MPIO) para iSCSI e a agregação de links (LACP) para NFS aumentam a resiliência e a performance. O MPIO cria múltiplos caminhos entre o servidor e o storage, por isso uma falha em um cabo ou switch não interrompe o acesso aos dados.

Simplificando o backup e a recuperação das máquinas virtuais

Proteger máquinas virtuais em servidores com discos locais é uma tarefa complexa. A abordagem tradicional exige a instalação de agentes de backup em cada VM ou a execução de processos pesados no próprio host, que consomem CPU e I/O. Com um network storage, o processo se torna muito mais eficiente.

A maioria dos storages modernos, incluindo os sistemas QNAP, possui a capacidade para criar snapshots. Um snapshot é uma fotografia instantânea do estado de um volume ou LUN em um ponto no tempo. Como essa operação ocorre no próprio storage, ela é quase instantânea e não impacta o desempenho dos hosts.

Esses snapshots baseados em hardware são a base para um backup rápido e consistente das VMs. Várias ferramentas de backup, como o Veeam, se integram diretamente com o storage para orquestrar a criação e a transferência desses snapshots, o que resulta em janelas de backup menores e um RPO (Recovery Point Objective) muito mais agressivo.

Escalabilidade e flexibilidade com um storage dedicado

Uma das maiores vantagens em usar um network storage é a escalabilidade modular. Em uma arquitetura tradicional, para aumentar o espaço de armazenamento era preciso comprar um novo servidor ou adicionar discos a um servidor existente, o que nem sempre era possível. Um storage dedicado quebra essa rigidez.

Com um storage central, você pode escalar a capacidade de armazenamento e os recursos computacionais de forma independente. Precisa de mais espaço? Adicione mais discos ou uma unidade de expansão ao storage. Precisa de mais CPU e memória para as VMs? Adicione um novo servidor ao cluster. Essa separação simplifica o planejamento e otimiza os investimentos.

Essa flexibilidade também se estende ao desempenho. Se as aplicações exigirem mais IOPS, você pode adicionar SSDs ou atualizar o storage para um modelo mais potente sem precisar trocar todos os servidores do ambiente.

Riscos e considerações ao usar um network storage

Embora um network storage resolva muitos problemas, ele também introduz um ponto central na infraestrutura. Se o storage falhar, todas as máquinas virtuais conectadas a ele ficarão indisponíveis. Por isso, a redundância dentro do próprio equipamento é um requisito não negociável.

Um storage para virtualização deve possuir fontes de alimentação e controladoras redundantes. Ele também deve utilizar arranjos de disco com RAID para proteger contra falhas em discos individuais. Algumas configurações avançadas podem até envolver a replicação dos dados para um segundo storage em tempo real, o que garante a continuidade mesmo com a perda total do equipamento principal.

A rede que conecta os hosts ao storage também precisa de resiliência. O uso de múltiplos switches e caminhos de rede distintos evita que a falha em um único componente de rede derrube todo o ambiente. Planejar essas redundâncias desde o início é essencial para a estabilidade.

Dimensionando o storage ideal para seu ambiente

A escolha do network storage correto depende de uma análise detalhada sobre as necessidades do ambiente. Não existe uma solução única para todos. O primeiro passo é quantificar a carga de trabalho: quantas VMs serão executadas? Quais tipos de aplicações elas hospedarão? Bancos de dados, servidores de arquivos e VDI possuem perfis de I/O muito diferentes.

Com base nessas informações, você deve estimar a capacidade total necessária em terabytes e o desempenho exigido em IOPS e latência. Também é importante projetar o crescimento futuro para evitar a necessidade de uma substituição prematura do equipamento. A conectividade de rede, como 10GbE ou 25GbE, deve ser compatível com a demanda esperada.

Equipamentos como os storages NAS da QNAP oferecem uma ampla gama de modelos que atendem desde pequenos escritórios até grandes empresas. Eles suportam iSCSI e NFS, possuem slots para SSDs NVMe para cache ou armazenamento all-flash e oferecem conectividade de alta velocidade, o que os torna uma opção flexível para vários cenários de virtualização.

Onde entra um Storage NAS QNAP na virtualização?

Um Storage NAS QNAP atua como o coração da infraestrutura de virtualização ao fornecer um datastore centralizado, rápido e confiável. Com suporte robusto para iSCSI e NFS, ele se integra perfeitamente com hipervisores como VMware vSphere, Microsoft Hyper-V e Proxmox VE. Isso habilita funcionalidades essenciais, como alta disponibilidade e migração ao vivo.

Os recursos avançados dos sistemas QNAP, como snapshots, SSD caching e tiering automático (Qtier), otimizam o desempenho e a proteção das máquinas virtuais. A conectividade com portas 10GbE ou 25GbE garante que a rede não seja um gargalo, mesmo com dezenas de VMs acessando o storage simultaneamente. Além disso, a possibilidade de expansão garante que o armazenamento cresça junto com a sua demanda.

Dimensionar um storage para virtualização exige uma análise cuidadosa sobre capacidade, desempenho e crescimento futuro. Fale com um de nossos especialistas para encontrar a solução certa para suas máquinas virtuais, aplicações e orçamento.