De los rivales amargos a los mejores amigos: La evolución de NFS y Block para VMware

Ciertos debates en la vida tienen el poder de romper las relaciones e impulsar las brechas entre colegas, amigos, familiares e incluso cónyuges. Tenga en cuenta las líneas de batalla planteadas:

¿Un perrito caliente es un sándwich?

¿Es Die Hard una película navideña?

¿Son los perros o los gatos mejores compañeros?

Ahora, después de esos ejemplos divisivos, es probable que se haya planteado el título de este blog esperando otra respuesta definitiva «correcta» y que incluso se esté preparando para no estar de acuerdo. Es posible que haya estado preparado para ir al final y ver si nos ajustamos a sus preferencias. Pero la verdad es que, sobre todo en el ecosistema de Pure Storage, la elección no consiste en una única respuesta «correcta». Se trata de seleccionar el almacén de datos adecuado que mejor se adapte a los requisitos de su aplicación y a las necesidades operativas.

VMware, fundado en 1998, tiene ahora 27 años. Son 27 años de evolución del almacenamiento y han cambiado muchísimo. Algunos de nosotros recordamos el bloqueo LUN, que nos ha obligado a mantener nuestros tamaños LUN pequeños. Afortunadamente, la introducción de las API de vStorage para la integración de cabinas (VAAI) trajo un bloqueo sectorial y un escalamiento masivo del rendimiento. Los primeros usuarios de NFS apreciaron la flexibilidad y la facilidad de uso del aprovisionamiento de almacenes de datos masivos. A medida que vSphere y vCenter maduraban en los centros de datos y VMware dominaba el panorama de la virtualización, surgieron más casos de uso y aumentaron los máximos. Esta evolución también ha cambiado la conversación sobre el almacenamiento de bloques y archivos. Lo vemos como un diagrama Venn cambiante: Al principio, el bloque y el archivo eran círculos distintos con una superposición mínima, pero hoy en día comparten casi todas las mismas ventajas. Entonces, ¿cuáles fueron esas diferencias originales, qué ha cambiado y qué sigue siendo relevante actualmente? Exploremos el panorama actual.

Históricamente, cada opción de almacenamiento ofrecía dos ventajas principales. Veamos primero las ventajas de NFS:

• Facilidad de gestión: NFS funciona como su propio sistema de archivos, que VMware utiliza. Es accesible desde múltiples plataformas, lo que provoca algunas vulnerabilidades de seguridad que se han abordado con el tiempo (considere la implementación de la autenticación de Kerberos). Sin embargo, la sencillez de navegar directamente a los archivos de VM usando cualquier máquina con las credenciales adecuadas sigue siendo una ventaja clave. Podemos recordar la exportación de volúmenes como NFS y SMB para poder gestionar fácilmente las ISO. Por el contrario, el acceso a los archivos en un almacenamiento de bloques formateado con VMFS tradicionalmente requería pasar directamente por vCenter o el host ESXi.
• Escalabilidad: La escalabilidad puede interpretarse de diferentes maneras, pero es importante tener en cuenta tanto las limitaciones duras históricas como las limitaciones prácticas. Por ejemplo, durante la era de VMFS3, el tamaño máximo de LUN desplegable era de 2TB, mientras que NFSv3 tenía un máximo teórico de 18 exabytes. Incluso cuando VMFS4 aumentó significativamente el máximo a 64TB, los usuarios aún podían enfrentarse a problemas de rendimiento debido a la contención de I/O y el bloqueo de LUN, especialmente en la era previa a VAAI con limitaciones de disco giratorio. NFS permitió que los usuarios simplificaran la gestión de los datos a escala, reduciendo estas complejidades.

Figura 1: Los retos que plantean otras plataformas de almacenamiento.

Sin embargo, NFS también tuvo sus inconvenientes. El rendimiento era un tema candente, a menudo mal entendido. Si bien NFS tiene sobrecargas adicionales y exigía que los anfitriones bloquearan sus propios archivos, NFS podría seguir el ritmo de las cargas de trabajo intensivas. Sin embargo, el bloque se consideraba generalmente la opción de “desempeño”. Los cuellos de botella relacionados con la red y otras limitaciones de la infraestructura también plantearon retos para el rendimiento de NFS. Además, las soluciones de clúster de aplicaciones, como los Servicios de Archivos de Windows agrupados, las Instancias de Clúster de Conmutación por Error (FCI) de SQL Server y Oracle RAC, tradicionalmente requerían dispositivos de bloque compartidos para el aprovisionamiento. Por lo tanto, cuando nos fijamos en el panorama actual, ¿qué ha evolucionado para difuminar las líneas entre estas dos opciones hasta el punto de que un debate acalorado sobre qué elegir es en gran medida innecesario?

1. Las plataformas de datos modernas como Pure Storage admiten ambos protocolos. Históricamente, había distintas «empresas NAS» y «empresas SAN». Debido a que cada tipo de proveedor se especializaba principalmente en bloques o archivos, la competencia del mercado y los objetivos de ingresos a menudo impulsaban un fuerte debate «bloque frente a archivo». Si bien existían diferencias genuinas, la dinámica del mercado probablemente amplificó estas distinciones.

2. Se han producido avances importantes en VAAI tanto para NFS como para block. Aquí puede ver una lista completa de las capacidades de VAAI. Sin embargo, características clave como el bloqueo asistido por hardware ATS, la eliminación de UNMAP/bloques y XCOPY para el almacenamiento de bloques, junto con funcionalidades NFS comparables como el clon de archivos completo, el espacio de reserva y NFS v4.1 con pNFS, han incorporado esencialmente funcionalidades que anteriormente carecían de un protocolo en comparación con el otro.

3. El panorama de la agrupación en clústeres de aplicaciones ha cambiado en gran medida. Si bien las soluciones de clúster de disco compartido como los FCI de SQL Server no han desaparecido por completo, muchas aplicaciones modernas en clúster ahora utilizan una arquitectura de «multinodo», «nada compartido» que elimina la necesidad de discos en clúster compartidos. Algunos ejemplos son el Sistema de Archivos Distribuidos (DFS) para Windows y los Grupos de Disponibilidad Siempre Conectados (AG) de SQL Server.

Figura 2: La flexibilidad de Pure Storage.

En última instancia, todos estos avances han simplificado significativamente el panorama del almacenamiento para los clientes de VMware, sobre todo para aquellos que invierten en una plataforma unificada que maneja de manera adecuada tanto los archivos como los bloques. El principal obstáculo ahora es cambiar las percepciones de los clientes de las ideas anticuadas de las diferencias marcadas. La realidad es que la elección entre NFS y el bloque se ha convertido en gran medida en cuestión de alinearse con unos pocos requisitos operativos o de aplicaciones específicos restantes. En Pure Storage, aunque es posible que estemos a la vanguardia de los viejos debates apasionados, creemos que empoderar a nuestros clientes con opciones flexibles y de alto rendimiento es un resultado mucho más valioso.