понедельник, 29 февраля 2016 г.

VMware NSX и Nutanix: строим полностью программно-определяемый ЦОД (Software-Defined Datacenter)

Автор: Jason Burns, Senior Solutions & Performance Engineer at Nutanix

Объединение VMware NSX for vSphere и Nutanix Xtreme Computing Platform (XCP) сделало реальностью создание полностью программно-определяемых центров обработки данных (ЦОД). XCP позволяет администраторам строить инфраструктуру виртуализации, свободную от ограничений традиционных архитектур.

Комплексное решение VMware NSX и Nutanix XCP гарантирует виртуальным машинам доступ к быстрым локальным подсистемам – вычислительной подсистеме и подсистеме хранения, а также обеспечивает гибкую и безопасную сетевую инфраструктуру без ограничений, накладываемых физическими компонентами.

Для того, чтобы проверить возможность прозрачной и стабильной работы VMware NSX for vSphere в своём кластере, компания Nutanix протестировала 2 основных сценария использования этой системы. В первом варианте управляющая виртуальная машина Nutanix Controller VM (CVM) была подключена к VLAN в традиционной сети, а рабочие виртуальные машины располагались в виртуальных сетях NSX. Во втором сценарии и рабочие виртуальные машины и CVM были подключены к виртуальным сетевым сегментам NSX. Подключение CVM к сети NSX усложняет общую конфигурацию и настройку системы, но даёт возможность использовать функции изоляции и микросегментации для кластера Nutanix.

Варианты использования и преимущества
Перед тем, как углубиться в разбор этих сценариев давайте посмотрим на наиболее типичный пример использования NSX, приведённый в VMware NSX design guide. Мы проверим несколько преимуществ, которые даёт использование программно-определяемых сетей. На рисунке изображено 3 различных сегмента с виртуальными машинами: сегмент веб-сервисов, сегмент приложений и сегмент баз данных. Трафик этих виртуальных машин обрабатывается тремя различными виртуальными сетями, основанными на VXLAN (VNI 5001 - 5003).



Благодаря инкапсуляции пакетов в VXLAN каждый виртуальный сетевой сегмент никак не связан с физической сетевой инфраструктурой. Распределённый логический маршрутизатор (distributed logical router - DLR), работающий на уровне ядра каждого гипервизора, объединяет указанные виртуальные сетевые сегменты на 3-м уровне без пересылки пакетов на физический маршрутизатор. Маршрутизация выполняется прямо в ядре гипервизора. Более того, распределённый межсетевой экран (DFW) применяет политики безопасности на уровне сетевых адаптеров виртуальных машин, вне зависимости от наличия и расположения физических межсетевых экранов в сети.


Распределённый маршрутизатор и межсетевой экран (DFW и DLR) работают на уровне каждого гипервизора в кластере. В связи с тем, что это распределённые компоненты, маршрутизация и фильтрация трафика выполняются прямо там, где работают виртуальные машины вне зависимости от нижележащей сетевой инфраструктуры. К физической сетевой инфраструктуре предъявляется только два требования – связь между гипервизорами и поддержка больших сетевых кадров (jumbo frames).

Отсутствие привязки виртуальной машины к топологии физической сети означает, что её адресация и управление не будут оказывать влияние на конфигурацию сети. Внутри виртуальных сетевых сегментов могут быть созданы изолированные сетевые «островки», которые могут быть быстро скопированы и перенесены, например, в облако. Один из примеров использования – это создание копии экземпляра инфраструктуры (сетевой сегмент и виртуальные машины) для разработчиков, второй пример – восстановление целостной копии рабочего проекта из архивной копии для проверки, не беспокоясь о том, что это повлияет на рабочие процессы и приведёт к конфликту IP адресов.


Сценарий 1 - NSX используется только для рабочих виртуальных машин.
Рекомендованная конфигурация NSX для Nutanix – использовать изолированные виртуальные подсети NSX для групп пользовательских ВМ, например, для веб-сервисов, приложений и СУБД, в то время как управляющую виртуальную машину Nutanix (CVM) подключают к обычной порт-группе на распределённом коммутаторе. Это значительно упрощает настройку всего комплекса.

На примере ниже трафик подсистемы хранения передаётся между узлами (хостами) через VLAN 101, а трафик рабочих виртуальных машин, инкапсулированный в VXLAN, передаётся через VLAN 401.


Сценарий 2 - NSX используется как для рабочей нагрузки, так и для Nutanix CVM.
В альтернативном варианте, показанном ниже, к сети NSX подключены как рабочие виртуальные машины, так и Nutanix CVM. Связь между CVM на разных узлах кластера Nutanix обеспечивается по виртуальной сети 5000. Адресация виртуальных адаптеров для управления и VXLAN, в приведённом примере, иллюстрирует ситуацию, когда два узла кластера находятся в разных серверных стойках, разделённых маршрутизатором (на уровне 3). Инкапсуляция пакетов в VXLAN позволяет преодолеть это ограничение.



При том, что данный сценарий немного сложнее предыдущего, он позволяет использовать для Nutanix CVM такие преимущества NSX как микросегментация и изоляция. Вы можете изолировать CVM и сеть хранения в одном виртуальном сегменте, который, в свою очередь, распределяется по нескольким физическим подсетям L3.

Важно отметить, что для физических узлов Nutanix остаются верными рекомендации по построению топологии типа «leaf-spine». Адресация между ESXi-хостами в различных стойках может быть организована на 3-м уровне (L3), но сетевые соединения между узлами Nutanix должны соответствовать требованиям по пропускной способности и задержкам.

Заключение
Использование VMware NSX с Nutanix даёт системным администраторам возможность построения мощных и гибких решений, свободных от ограничений традиционных физических инфраструктур. Платформа Nutanix Xtreme Computing Platform (XCP) предоставляет вычислительные ресурсы и подсистему хранения, в то время как NSX создаёт виртуальную сетевую инфраструктуру, не привязанную к физическим сетевым компонентам. В Nutanix проверили, что оба эти компонента успешно интегрируются друг с другом в результате чего достигаются все преимущества, предоставляемые программно-определяемым ЦОД, включая логическое разделение инфраструктуры хранения, изоляцию виртуальных сетей, политики безопасности, перемещаемые вместе с виртуальными машинами и автоматизацию рабочих процессов.

Nutanix with VMware NSX позволяет администраторам сфокусироваться на построении масштабируемых приложений, так как вне зависимости от того, где работает виртуальная машина, она всегда будет иметь доступ к необходимым ресурсам. Стабильная и надёжная физическая инфраструктура предоставляет основу для гибкой и удобной виртуальной сети, всегда готовой к расширению при необходимости.
Читать дальше ...