Virtualization LÝ THUYẾT: CÁC KHÁI NIỆM LƯU TRỮ, FIBRE CHANNEL, ISCSI, TẠO VÀ QUẢN LÝ VMFS DATASTORES, NFS DATASTORES

MỤC LỤC​

1. Nền tảng lưu trữ trong vSphere
2. Những khái niệm cần phân biệt
3. Fibre Channel và đường đi SAN
4. iSCSI qua mạng IP
5. VMFS Datastore
6. NFS Datastore
7. Thiết kế hiệu năng và tính sẵn sàng
8. Theo dõi, mở rộng và xử lý sự cố
9. Kết luận

1. Nền tảng lưu trữ trong vSphere​

ESXi cần nơi lưu file cấu hình, đĩa ảo, snapshot và các file phụ của VM. vSphere gọi vùng lưu trữ được đưa vào Inventory là datastore. Một datastore có thể nằm trên ổ cục bộ, thiết bị block được trình bày qua Fibre Channel hoặc iSCSI, hay thư mục được export qua NFS.
Ứng dụng trong VM -> Guest OS -> VMDK -> VMFS hoặc NFS Datastore
-> thiết bị lưu trữ -> đĩa vật lý
Datastore là đơn vị quản trị mà ESXi nhìn thấy; bản thân datastore không nói lên giao thức bên dưới. Cùng là VMDK, nhưng một VM có thể nằm trên VMFS/iSCSI, VMFS/FC hoặc NFS. Khi chẩn đoán độ trễ, phải lần theo cả đường đi này.

1.1 Lưu trữ cục bộ và lưu trữ dùng chung​

Lưu trữ dùng chung hỗ trợ các quy trình di chuyển và khôi phục VM trong cluster, nhưng không tự tạo ra HA. Host, mạng lưu trữ, quyền truy cập, license và cấu hình cluster vẫn phải đáp ứng yêu cầu của từng tính năng.

2. Những khái niệm cần phân biệt​

Một LUN dùng làm VMFS có thể được nhiều host mount đồng thời nhờ cơ chế khóa và metadata của VMFS. Không định dạng lại LUN đã chứa VMFS chỉ vì một host mới vừa phát hiện thiết bị.

3. Fibre Channel và đường đi SAN​

Fibre Channel (FC) là mạng SAN chuyên chở giao thức lưu trữ block. ESXi dùng HBA hoặc CNA để kết nối qua FC fabric tới storage array. Storage trình bày LUN cho host; ESXi sau đó có thể tạo hoặc mount VMFS datastore trên LUN đó.
ESXi -> FC HBA -> Fabric A/B -> Storage ports -> LUN -> VMFS Datastore

3.1 WWPN, zoning và LUN masking​

· WWPN định danh cổng FC của HBA hoặc storage port. Ghi WWPN thực tế trước khi tạo zone.
· Zoning trên fabric giới hạn cổng initiator nào nhìn thấy cổng target nào. Thiết kế thường tách hai fabric để giảm điểm lỗi chung.
· LUN masking trên storage quyết định host nào được thấy LUN nào. Zone đúng nhưng masking sai vẫn làm ESXi không thấy thiết bị.
· Sau khi zoning/masking thay đổi, quét lại storage adapter và kiểm tra thiết bị, số path cùng trạng thái path trên từng host.

3.2 Multipathing và sự cố đường truyền​

vSphere quản lý nhiều đường đến cùng thiết bị bằng cơ chế multipathing và chính sách chọn path phù hợp với storage array. Round Robin, Fixed hoặc các chính sách khác phải được chọn theo khả năng array và hướng dẫn của nhà cung cấp, không dựa vào tên gọi đơn thuần.
Khi một path hỏng, VM có thể vẫn chạy trên path còn lại nhưng độ trễ tăng. Nếu tất cả path tới thiết bị đều không đáp ứng, ESXi có thể ghi nhận APD (All Paths Down); nếu storage xác nhận thiết bị không còn tồn tại, đó là PDL (Permanent Device Loss). Hai tình huống cần quy trình xử lý khác nhau.

4. iSCSI qua mạng IP​

iSCSI cũng cung cấp thiết bị block, nhưng truyền qua Ethernet/IP. ESXi là initiator; storage là target. Thiết bị được trình bày thành LUN rồi tạo VMFS tương tự FC. Đừng nhầm iSCSI với NFS: iSCSI cung cấp block, NFS cung cấp file.
ESXi VMkernel + iSCSI initiator -> VLAN/storage network -> target -> LUN -> VMFS

4.1 Thành phần và điều kiện kết nối​

4.2 Port binding và multipath​

Khi thiết kế nhiều VMkernel và nhiều uplink cho software iSCSI, phải phân biệt mô hình port binding với mô hình dùng nhiều subnet/route. Port binding có các điều kiện về subnet, uplink và switch; áp dụng sai có thể khiến path không hoạt động hoặc failover không đúng. Trước khi cấu hình, chọn một mô hình theo tài liệu của storage array và kiểm tra trên từng ESXi.
Tách iSCSI khỏi mạng VM/Management giúp dễ kiểm soát tải và lỗi. Nếu dùng Jumbo Frame, MTU phải thống nhất trên VMkernel, vSwitch/vDS, vmnic, switch vật lý và target. Ping gói nhỏ thành công chưa chứng minh gói lớn đi hết đường.

5. VMFS Datastore​

VMFS là hệ thống file cluster của VMware trên thiết bị block. ESXi dùng VMFS để lưu file VM; nhiều host có thể mount cùng một VMFS datastore khi nhìn thấy cùng thiết bị và có đường truy cập phù hợp. Version VMFS phải tương thích với các ESXi host cần dùng.

5.1 Tạo VMFS Datastore​

1. Trên storage, cấp LUN cho đúng host/cluster bằng zoning, masking hoặc ACL tương ứng.
2. Trên mọi ESXi cần dùng, rescan adapter và xác nhận cùng LUN hiện ra với dung lượng, ID và path như dự kiến.
3. Trong vSphere Client, chọn tạo VMFS datastore trên thiết bị mới. Kiểm tra kỹ tên thiết bị, dung lượng và cảnh báo xóa dữ liệu.
4. Chọn phiên bản VMFS và dung lượng theo khả năng tương thích; đặt tên datastore theo site, tier và mục đích.
5. Sau khi tạo trên một host, rescan hoặc mount datastore hiện có trên các host còn lại. Không tạo VMFS mới lần thứ hai trên cùng LUN.

5.2 Quản lý dung lượng và mở rộng​

Datastore báo dung lượng theo khối storage cấp phát; VM bên trong còn chịu ảnh hưởng của thin disk, snapshot, swap, log và file backup tạm. Khi dung lượng trống thấp, VM có thể không ghi được dữ liệu dù Guest OS vẫn báo ổ đĩa còn chỗ.
· Trước khi tăng dung lượng, xác định storage đã mở rộng đúng LUN và mọi host nhìn thấy kích thước mới.
· Mở rộng VMFS theo thao tác supported của phiên bản đang dùng; xác nhận dung lượng mới trên tất cả host sau rescan.
· Không tháo hoặc xóa datastore khi còn VM, ISO mount, template, snapshot, swap hoặc dịch vụ đang dùng.
· Gỡ datastore khỏi nhiều host theo quy trình unmount/detach có kiểm tra; xóa LUN ở storage chỉ sau khi xác nhận không còn phụ thuộc.

6. NFS Datastore​

NFS Datastore là thư mục chia sẻ từ NAS được ESXi mount qua mạng IP. NAS quản lý hệ thống file; ESXi không định dạng VMFS lên NFS export. Một export có thể được nhiều host mount, miễn các host có quyền truy cập và nhìn thấy cùng nội dung.

6.1 NFS v3 và NFS v4.1​

Hai phiên bản không phải cùng một mount chỉ đổi nhãn. Chọn phiên bản theo NAS, yêu cầu bảo mật và tính năng vSphere đang dùng; khi đổi phiên bản cần kế hoạch di chuyển datastore và VM.

6.2 Tạo và kiểm tra NFS Datastore​

6. Trên NAS, tạo export với đường dẫn ổn định và cho phép các IP VMkernel của ESXi truy cập ở quyền cần thiết.
7. Trên ESXi, chuẩn bị VMkernel, VLAN, IP, MTU và uplink storage theo thiết kế; xác nhận tới được NAS.
8. Trong vSphere Client, chọn tạo NFS datastore, nhập phiên bản NFS, địa chỉ NAS, export path và tên datastore.
9. Mount trên từng host cần dùng; xác nhận mọi host thấy cùng datastore, đọc/ghi được và có dung lượng đúng.
10. Nếu mount lỗi, kiểm tra export path chính xác, ACL, phiên bản NFS, firewall, DNS và mạng VMkernel.
Việc NAS ping được không chứng minh NFS hoạt động. Cần kiểm tra export thực sự cho phép ESXi và giao thức/port được thông qua. Không dùng quyền rộng hơn cần thiết trên NAS chỉ để mount thành công.

7. Thiết kế hiệu năng và tính sẵn sàng​

Snapshot không thay thế backup: snapshot thường phụ thuộc datastore gốc và có thể tăng nhanh khi VM ghi nhiều. Storage replication cũng cần kế hoạch nhất quán dữ liệu và thử khôi phục, đặc biệt với ứng dụng có cơ sở dữ liệu.

8. Theo dõi, mở rộng và xử lý sự cố​

8.1 Kiểm tra thường xuyên​

· Theo dõi dung lượng datastore, tốc độ tăng snapshot và cảnh báo gần đầy.
· Kiểm tra host nào mount datastore, số path active/dead và lỗi HBA/NIC.
· Đối chiếu độ trễ ở VM, ESXi và storage array trước khi kết luận lỗi do datastore.
· Ghi nhận mọi thay đổi zoning, masking, LUN mapping, NFS export và VLAN/storage network.

8.2 Khoanh vùng lỗi​

9. Kết luận​

FC và iSCSI đưa thiết bị block tới ESXi; VMFS biến thiết bị đó thành datastore dùng chung. NFS cung cấp datastore ở mức file từ NAS. Chọn công nghệ theo hạ tầng sẵn có, yêu cầu ứng dụng và khả năng vận hành; cấu hình đúng đường truy cập, quyền, multipath và backup quan trọng hơn tên giao thức.