Schneller Speicher mit NVMeOF: StarWind Virtual SAN als Target konfigurieren

StarWind Virtual SAN kann NVMe-Speicher mit gerin­gen Laten­zen über das Netz­werk bereit­stellen. Zu diesem Zweck konfi­guriert der Admin NVMeOF-Targets (NVMe over Fabrics) in der VSAN-Konsole, und Clients sprechen sie dann mittels Initiator an. Das NVMeOF-Proto­koll be­nötigt dabei die RDMA-Technologie.*

NVM Express (NVMe) ist eine Spezifikation und Methode, schnellen SSD-Speicher über den PCI-Express-Bus ohne Umwege, beispielsweise via SAS-HBAs, bereit­zustellen. Dank der hohen Performance, mit der diese Speicher arbeiten, eignen sie sich besonders als vorgelagerter Cache in hybriden Konfigurationen mit HDDs und SSDs.

Die Leistung, die sich dabei entfaltet, ist ein Resultat aus geringen Latenzen, hohem Durchsatz und weniger CPU-Belastung. Hohe IOPS-Werte und eingesparte CPU-Zyklen stehen dann leistungs­hungrigen virtuellen Maschinen zur Verfügung. Ein Beispiel dafür ist die Intel Optane SSD DC P4800X Serie, welche die PCIe 3.0 x4 Schnittstelle nutzt.

NVMeOF als iSCSI-Alternative

NVMe over Fabrics (NVMeOF) ist ähnlich wie iSCSI ein Netzwerk­protokoll zur Kommunikation mit einem Storage Area Network. Es basiert jedoch auf RDMA-Technologien wie RoCE, iWARP oder InfiniBand. Ziele sind dann Remote-NVMe-Speicher, diese werden mit sehr geringen Latenzen angesprochen.

Virtual SAN von StarWind kann hochver­fügbaren Speicher bereitstellen, indem es lokale Datenträger der Cluster-Knoten nutzt, converged oder hyper-converged. Dabei kommt bisher vor allem iSCSI zum Einsatz. Damit lässt sich block­basierter Speicher nach dem Prinzip Initiator und Target ansprechen. Ziel, also Target, ist dann der Host mit den lokalen Daten­trägern, und Initiator ist ein Client oder Host, der eine Initiator-Software ausführt, um darauf zuzugreifen.

Die Kommunikation erfolgt dabei über TCP/IP. NVMe over Fabrics arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip, nämlich Initiator und Target über ein Netzwerk zu verbinden, aber basierend auf Remote Direct Memory Access (RDMA).

Voraussetzungen für NVMeOF unter StarWind VSAN

Der oben dargestellte Überblick über die StarWind-Architektur zeigt den Weg zum NVMeOF-Target. Als Grundlage dienen hier auf der Storage-Seite Windows Server 2016 und StarWind Virtual SAN.

RDMA-Verbindungen werden über 100 Gb Mellanox ConnectX-5 mit NVMeOF Offload-Support und RoCE initiiert. Für Windows Server 2016 erhalten Sie auf dieser Website die aktuelle ConnectX-5 Firmware und passende Treiber.

Die Client-Initiator Software-Komponente startet auf einem CentOS 7.5, wobei der Linux-Kernel neuer als Version 4.9 sein sollte.

StarWind NVMeOF Target unter VSAN einrichten

Im folgenden Abschnitt skizziere ich eine mögliche Konfiguration des NVMeOF-Targets in StarWind VSAN. Für eine detaillierte Anleitung, auch des Initiators (Controller), finden Sie den Link am Ende des Artikels.

Fahrplan für die Erstellung des NVMeOF-Targets:

• StarWind VSAN auf Windows Server 2016 installieren
• Storage-Pool festlegen und initialisieren
• Aktivierung des iSER-Support, also iSCSI-Extensions for RDMA, auf der Beispiel-NIC (172.16.77.1)
• Hinzufügen des NVMeOF Target.

Nun lassen sich Devices unterhalb des Targets anlegen, siehe dazu auch Diagramm oben.

Sobald das Device bereit­gestellt ist, dann kann der CentOS 7.5 Host darauf zugreifen. Die Beispiel­konfiguration dazu entnehmen Sie wieder dem angesprochenen Link im Anhang.

Weiterführende Links

• StarWind Virtual SAN Creating NVMe-oF Target
• Download des StarWind VSAN für hyperconverged und converged Konfigurationen
• StarWind HCA : Schlüsselfertige HA Compute- und Storage-Lösung für das Rechenzentrum
• Kostenloses Shared Storage für Hyper-V und ESXi mit StarWind Virtual SAN Free
• Wikipedia-Beitrag zu NVMe (en)

*Dieser Text ist ein bezahlter Beitrag von StarWind Software.