vStorage API for Array Integration (VAAI)
Wraz z wprowadzaniem na rynek VMware vSphere 4.1 pojawiła się istotna funkcjonalność - sprzętowa akceleracja dla vStorage API for Array Integration (VAAI). Po wydaniu kolejnej wersji platformy - vSphere 5 - z ulepszonym mechanizmem VAAI, firma VMware rozpoczęła program certyfikacyjny dla rozwiązań oferujących zgodność z VAAI.
Firma Synology zaaplikowała wsparcie dla technologii VMware vStorage APIs for Array wraz z udostępnieniem DiskStation Manager (DSM) 4.1. Od tego momentu część urządzeń DiskStation i RackStation umożliwia przejęcie operacji pamięci masowej, które dotychczas angażowały zasoby serwerowe. Integracja platformy VMware z funkcjami dyskowej pamięci masowej pozwala zmniejszyć obciążenie hosta przy jednoczesnym zwiększeniu operacji na maszynach wirtualnych.
DS412+ jest obecnie najtańszym z urządzeń Synology, które uzyskało certyfikację VMware vSphere 5 VAAI, przez co staje się interesującym rozwiązaniem rozszerzającym możliwości wirtualizacji w małych i średnich firmach.
Dzięki pełnej obsłudze rozwiązania VAAI, można budować środowisko wirtualizacji o wiele efektywniej niż do tej pory.
Pełna obsługa VAAI obejmuje takie funkcje jak Hardware Assisted Locking (ATS), Block Zero, Full Copy oraz Thin Provisioning.
• Full Copy (pełna kopia) - operacje kopiowania danych są wykonywane z wykorzystaniem przyspieszenia sprzętowego macierzy pamięci masowej, zwalniając serwer od operacji odczytu i zapisu, a w konsekwencji przyspieszając cały proces. Ponadto obciążenie hosta jest mniejsze i wzrasta efektywność wykorzystania dostępnych zasobów. Dzięki tej funkcji proces tworzenia maszyn wirtualnych przebiega znacznie szybciej i szybciej przebiega Storage VMotion.
• Block Zeroing (zerowanie blokowe) - umożliwia inicjalizację z przyspieszeniem sprzętowym dla celów przydzielania nowej pojemności pamięci masowej. Serwer wysyła do macierzy tylko jedno polecenie, nakazujące wypełnienie inicjowanej przestrzeni dyskowej zerami. Funkcja ta w jeszcze większym stopniu zmniejsza obciążenie serwera, przyspiesza uruchamianie maszyn wirtualnych i zmniejsza liczbę hostów niezbędnych do zapewnienia wydajności wymaganej przez aplikacje.
• Hardware Assisted Locking (blokowanie wspomagane sprzętowo) - dzięki przeniesieniu mechanizmu blokowania z serwera do macierzy, proces ten może być wykonany na poziomie bloków, a nie na poziomie jednostek logicznych (LUN). Dzięki temu proces ten przebiega z większą dokładnością, maleje wielkość blokowanych sekcji i wzrasta wydajność zadań ogólnych, takich jak migracja maszyn wirtualnych, włączanie i wyłączanie wielu maszyn wirtualnych czy tworzenie maszyn wirtualnych w oparciu o szablony. Funkcjonalność ta pozwala znacznie zwiększyć efektywność i elastyczność wirtualizacji.
• Thin Provisioning (przydzielanie dynamiczne / na żądanie) - technologia upraszczająca zarządzanie pamięcią masową, umożliwiająca maksymalizację wykorzystania pamięci masowej, gospodarując dostępnym miejscem na macierzy dyskowej w taki sposób by uniknąć niewykorzystanych zasobów i zmniejszyć łączny koszt posiadania.
Jeśli chcemy skorzystać z vStorage API for Array Integration musimy włączyć wsparcie dla VAAI podczas tworzenia LUN-a. Niestety nie ma możliwości aktywowania VAAI w LUN-ach utworzonych wcześniej.
Po utworzeniu LUN-a na DS412+ można go podłączyć w środowisku VMware ESXi z poziomu vSphere Client. Oczywiście wcześniej należy skonfigurować Storage Adapter.
Na liście podłączonych LUN-ów widać, że wszystkie obsługują akcelerację sprzętową (Hardware Acceleration). Dlaczego?
Podłączając LUN-y bez obsługi VAAI, w środowisku włączony jest Zero Status i ATS (Atomic Test and Set).
Potwierdzenie obsługi VAAI możemy sprawdzić wydając w Shell’u polecenie:
esxcli storage core device vaai status get
By sprawdzić zysk osiągnięty dzięki wsparciu dla VAAI porównaliśmy czasy tworzenia maszyn wirtualnych z VMDK (Eager Zeroed Thick) o wielkości 20 i 100 GB z obsługą VAAI i bez obsługi VAAI. Host ESXi podłączony był do DS412+ poprzez interfejs gigabitowy. LUNy utworzono na dwóch dyskach w konfiguracji RAID 0.
Czas tworzenia VM:
- 20 GB bez VAAI - 321 sekund
- 20 GB z VAAI 1 - 11 sekund
- 100 GB bez VAAI - 1557 sekund
- 100 GB z VAAI - 36 sekund
Korzyści związane z wykorzystaniem VAAI w środowisku VMware nie wymagają komentarza. Podczas tworzenia maszyn wirtualnych obciążenie procesora w testowanym serwerze NAS oscylowało w granicach 20%. Duży zapas mocy obliczeniowej pozwala na płynne wykonywanie innych zadań w tym samym czasie.
Warto w tym miejscu pochwalić Synology za rozszerzenie możliwości swoich NAS-ów i wprowadzenie obsługi VAAI. Dzięki temu użytkownicy budujący niewielkie środowiska zwirtualizowane mogą zdecydowanie podnieść ich wydajność bez ponoszenia dużych kosztów. W dniu przeprowadzania testów, na liście VMware HCL (Hardware Compatibility List) znajdowały się jedynie 223 urządzenia ze wsparciem dla VAAI przez iSCSI. Pośród macierzy klasy Enterprise znalazło się 9 NAS-ów Synology. DS412+ wraz z innymi ośmioma NAS-ami Synology pozwala na skorzystanie z dobrodziejstw dotychczas niedostępnych dla środowisk IT w małych i średnich firmach.