Einrichtung von NetApp-basiertem iSCSI-Speicher mit Proxmox-Virtualisierungsumgebungen

Einführung

In unserem vorherigen Artikel haben wir NetApp Storage und NVMe-oF für bahnbrechende Leistung in Proxmox-Virtualisierungsumgebungen vorgestellt. Dieser Artikel führte LVM mit NVMe-oF über TCP in NetApp-Speicher mit Proxmox VE ein und hob dessen Potenzial hervor, eine hochleistungsfähige Speicherlösung zu liefern, die für latenzempfindliche Anwendungen wie virtualisierte Datenserver geeignet ist. Und es funktioniert über ein Ethernet-Netzwerk ohne andere spezialisierte Hardware wie Fibre Channel oder InfiniBand, die für viele Unternehmen kostspielig sein kann.

Während NVMe-oF erhebliche Leistungsvorteile bietet, wird es hauptsächlich auf neueren und High-End NetApp ONTAP Speichersystemen, wie der AFF-Serie, unterstützt. Für Unternehmen mit älteren oder hybriden Speichersystemen bleibt iSCSI eine praktikable und kostengünstige Alternative, die die bestehende Ethernet-Infrastruktur nutzt und zuverlässige Leistung für Virtualisierungsumgebungen bietet.

In diesem Blogbeitrag werden wir uns mit der Verwendung von iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface) in NetApp Storage mit Proxmox VE befassen.

Einrichtung

In diesem Beispiel verwendete Hard- und Software

• NetApp Speichersystem: Bietet gemeinsame Speicherfunktionen, die für das Clustering in virtuellen Umgebungen über iSCSI unerlässlich sind. Das Beispiel verwendet ONTAP Release 9.15.1.
• Proxmox VE Cluster: Eine open source Virtualisierungsplattform. Das Beispiel verwendet die aktuelle Version 8.2.
• Netzwerkinfrastruktur: Standard-Ethernet-Netzwerk (1GbE oder 10GbE).
• iSCSI Initiator: In Proxmox VE integriert.

Was ist iSCSI

iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface) ist ein Netzwerkprotokoll, das den Transport von Block-Level-Speicherdaten über IP-Netzwerke (Internet Protocol) ermöglicht. Das Protokoll erlaubt es Clients (genannt Initiatoren), SCSI-Befehle über TCP/IP an Speichergeräte (Ziele) auf entfernten Servern zu senden. Es ermöglicht die Verbindung von Speichergeräten über eine Standard-Netzwerkinfrastruktur, ohne spezielle Hardware und Verkabelung zu benötigen.

Es bietet eine flexible, kostengünstige und skalierbare Speicherlösung, die sich gut in Virtualisierungsumgebungen integrieren lässt und die notwendigen Funktionen und Leistung zur Unterstützung moderner virtualisierter Workloads bereitstellt.

Wie iSCSI funktioniert

• Initiator und Target: Die iSCSI-Kommunikation umfasst zwei Hauptkomponenten:
  • Initiator: Die clientseitige Komponente, typischerweise ein Server oder Host, die die Verbindung zum Speichergerät initiiert.
  • Target: Die serverseitige Komponente, typischerweise ein Speicher-Array oder -Gerät, das den Zugriff auf die Speicherressourcen bereitstellt.
• LUNs (Logical Unit Numbers): Speicherressourcen auf dem iSCSI-Target werden als LUNs dargestellt. Der Initiator greift auf diese LUNs zu, als wären sie lokale Festplatten, wodurch das Betriebssystem sie wie jedes andere Block-Speichergerät formatieren, partitionieren und verwenden kann.

Konfiguration

Auf NetApp-Speicher

Der Leitfaden geht davon aus, dass Benutzer die grundlegende Speichereinrichtung, einschließlich der Konfiguration von Storage Virtual Machines (SVMs), bereits vorgenommen haben. Es wird betont, dass die Verwaltung dieser Systeme dank der intuitiven Weboberfläche – dem ONTAP System Manager, der von NetApp Speichersystemen bereitgestellt wird – relativ unkompliziert ist. Benutzer können eine benutzerfreundliche Erfahrung bei der Verwaltung ihrer Speicherlösungen erwarten, da die Weboberfläche darauf ausgelegt ist, komplexe Aufgaben zu vereinfachen. Dies beinhaltet auch die gesamte Einrichtung für iSCSI-Speicher, die das allgemeine Aktivieren von iSCSI auf der SVM, das Einrichten der SAN Initiatorgruppe und deren Zuordnung zu LUNs erfordert.

Hinweis: Alle Änderungen können selbstverständlich auch automatisiert durch Orchestrierung der ONTAP API vorgenommen werden.

iSCSI-Target auf SVM aktivieren

Um iSCSI auf SVM-Ebene in einem NetApp Speichersystem zu aktivieren, können typischerweise die folgenden zusammengefassten Schritte ausgeführt werden, die über die Weboberfläche des Systems, den ONTAP System Manager, zugänglich sind.

Navigieren Sie zum Menü Storage. Navigieren Sie dann zu Storage VMs. Geben Sie den SVM-Namen an, den Sie konfigurieren möchten:

1. iSCSI-Protokoll konfigurieren: Suchen Sie innerhalb der SVM-Einstellungen nach einem Abschnitt oder Tab, der sich auf Proto
   kolle bezieht. Suchen Sie die iSCSI-Option und aktivieren Sie sie. Dies kann das Ankreuzen eines Kästchens oder das Umschalten eines Schalters in die Position „Ein“ beinhalten.
2. Änderungen speichern und anwenden: Nach dem Aktivieren von iSCSI stellen Sie sicher, dass Sie die Änderungen speichern. Es können zusätzliche Aufforderungen oder Schritte zur Bestätigung der Änderungen erforderlich sein, abhängig vom spezifischen NetApp-System und dessen Version.

Denken Sie daran, alle Voraussetzungen oder zusätzlichen Konfigurationseinstellungen zu prüfen, die für den iSCSI-Betrieb erforderlich sein könnten, wie z. B. Netzwerkeinstellungen, Lizenzierung oder Kompatibilitätsprüfungen der Hardware. Die genauen Schritte können je nach ONTAP-Version oder dem spezifischen NetApp-Modell, das Sie verwenden, leicht variieren. Beziehen Sie sich immer auf die neueste offizielle NetApp-Dokumentation oder Support-Ressourcen für die genaueste Anleitung.

SAN-Initiatorgruppe erstellen

Navigieren Sie zum Menü HOSTS. Navigieren Sie dann zu SAN-Initiatorgruppen. Wählen Sie den spezifischen Initiatorgruppennamen aus, den Sie konfigurieren möchten:

1. Host-Initiatoren konfigurieren: Suchen Sie auf jedem Proxmox VE-Knoten die Datei /etc/iscsi/initiatorname.iscsi und erfassen Sie den InitiatorNamen (iSCSI Host IQN). Fügen Sie jeden InitiatorNamen als Host-Initiator in der Initiatorgruppe im ONTAP System Manager hinzu.
2. Änderungen speichern und anwenden: Nachdem Sie alle Initiatoren hinzugefügt haben, stellen Sie sicher, dass Sie die Änderungen speichern. Es können zusätzliche Aufforderungen oder Schritte zur Bestätigung der Änderungen erforderlich sein, abhängig vom spezifischen NetApp-System und dessen Version.

LUNs mit Initiatorgruppe erstellen

Navigieren Sie zum Menü Storage. Navigieren Sie dann zu LUNS. Wählen Sie den spezifischen LUN-Namen aus, den Sie konfigurieren möchten:

1. LUNs hinzufügen: Geben Sie die Anzahl der LUNs an, die Sie konfigurieren möchten. Stellen Sie das Host-Betriebssystem auf Linux ein. Wählen Sie die im vorherigen Schritt erstellte Initiatorgruppe aus.
2. Änderungen speichern und anwenden: Nachdem Sie LUNs hinzugefügt haben, stellen Sie sicher, dass Sie die Änderungen speichern. Es können zusätzliche Aufforderungen oder Schritte zur Bestätigung der Änderungen erforderlich sein, abhängig vom spezifischen NetApp-System und dessen Version.

Proxmox-Knoten konfigurieren

Allgemein

Nachdem die NetApp-Speicherappliance für die Erstellung des iSCSI-Targets und der LUNs konfiguriert wurde, können wir nun den Proxmox VE-Cluster so konfigurieren, dass er den iSCSI-Speicher verwendet und darauf zugreift. Dies kann einfach über die Proxmox-Weboberfläche konfiguriert werden. Im Allgemeinen besteht dieser Prozess aus:

• Verbindung mit dem iSCSI-Blockspeicher herstellen.
• Erstellen eines LVM (Logical Volume Manager), der über Knoten hinweg auf Proxmox VE gemeinsam genutzt werden kann; diese Anweisungen funktionieren jedoch wahrscheinlich auch auf älteren und neueren Versionen.

Die nächsten Schritte in diesem Blogbeitrag werden den Prozess detailliert behandeln und Sie durch die notwendigen Schritte auf Proxmox VE führen, die über die Proxmox-Weboberfläche durchgeführt werden können.

Verbindung mit dem iSCSI-Blockspeicher herstellen

Um diesen iSCSI-Blockspeicher auf einem Proxmox VE-Cluster zu verwenden, melden Sie sich am Web-Frontend des Proxmox VE-Clusters an und fügen Sie den Speicher auf Datacenter-Ebene hinzu:

Navigieren Sie zur Speicherkonfiguration: Gehen Sie zu Datacenter -> Storage -> Add -> iSCSI.

Details des neuen iSCSI-Speichers definieren:

• ID: iscsi1 (dies kann beliebiger Text sein und ist lediglich ein Bezeichner).
• Portal: Geben Sie die IP-Adresse der iSCSI-fähigen SVM ein.
• Target: Dies wird erkannt, wenn Sie die korrekte IP für die iSCSI-fähige SVM angeben.
• Nodes: <Wählen Sie alle Knoten aus, die den iSCSI-Speicher verwenden sollen>
• Aktivieren: Ja
• LUNs direkt verwenden: Nein

LVM auf dem iSCSI-Blockspeicher erstellen

Um diese LVM-Volume-Gruppe über iSCSI-Blockspeicher auf allen Proxmox VE-Knoten innerhalb des Clusters zu verwenden, muss die Volume-Gruppe auf Datacenter-Ebene hinzugefügt und integriert werden. Befolgen Sie diese Schritte, um sie über die Proxmox VE-Weboberfläche zu konfigurieren:

Navigieren Sie zur Speicherkonfiguration: Gehen Sie zu Datacenter -> Storage -> Add -> LVM.

Details des neuen LVM-Speichers definieren:

• ID: shared_iscsi1 (dies kann beliebiger Text sein und ist lediglich ein Bezeichner)
• Basisspeicher: Bestehende Volume-Gruppen
• Volume-Gruppe: shared_iscsi1
• Inhalt: Disk-Image, Container
• Knoten: <Wählen Sie alle Knoten aus, die es verwenden sollen>
• Aktiviert: Ja
• Freigegeben: Ja
• Entfernte Volumes löschen: Nein

Klicken Sie auf Hinzufügen, um das neue Volume an die ausgewählten Knoten anzuhängen. Der LVM-Speicher steht dann zur Verfügung.

Fazit

Die Nutzung von iSCSI über TCP in Verbindung mit Proxmox VE in einer Virtualisierungsumgebung stellt eine überzeugende Lösung für Unternehmen dar, die nach kostengünstigen Shared-Storage-Architekturen suchen. Dieser Ansatz nutzt die weite Verbreitung und Kompatibilität von Ethernet-basierten Netzwerken und vermeidet die Notwendigkeit spezialisierter Hardware wie Fibre Channel, die für viele Unternehmen kostspielig sein kann.

Block-Level-Speicher mit SAN-Protokollen (FC/iSCSI/NVMe-oF) ist jedoch typischerweise auf die von Proxmox VE unterstützten Inhaltstypen VM-Disk und Container-Image beschränkt. Darüber hinaus werden Gast-VM-Snapshots und Thin Provisioning derzeit bei der Verwendung von LVM/iSCSI-Speicher in Proxmox VE nicht unterstützt.

Es gibt Alternativen, die NetApp-Speicher ebenfalls bieten kann, um die umfassenderen Anforderungen von Proxmox VE zu erfüllen. Die NAS-Protokolle, wie NFS, unterstützen alle Inhaltstypen von Proxmox VE und werden typischerweise einmal auf Datacenter-Ebene konfiguriert. Gast-VMs können Festplatten des Typs raw, qcow2 oder VMDK auf NAS-Protokollspeicher verwenden. Darüber hinaus werden Gast-VM-Snapshots und Thin Provisioning mit dem qcow2-Format unterstützt.

Gerne stehen wir Ihnen zur Verfügung, um Ihnen weitere Einblicke in NetApp Speichersysteme zu geben, die sowohl Hardware- als auch Softwareaspekte abdecken. Unsere Expertise erstreckt sich auch auf open source Produkte, insbesondere bei der Einrichtung von Virtualisierungsumgebungen mit Technologien wie Proxmox und OpenShift oder deren Wartung mit Konfigurationsmanagement. Wir laden Sie ein, uns für jede benötigte Unterstützung zu kontaktieren.

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Dieser Artikel wurde ursprünglich von Andrew Lee verfasst.