Por que o hypervisor Nutanix Acropolis (AHV) é o hypervisor da próxima geração (Parte 3)

Desempenho

Quando falo sobre desempenho, estou me referindo a todos os componentes do datacenter, incluindo os componentes de gerenciamento, aplicativos / VMs, análises, resiliência de dados e tudo mais.


Vejamos alguns exemplos de como o Nutanix XCP executando o Acropolis Hypervisor (AHV) garante alto desempenho consistente para todos os componentes:


Desempenho de gerenciamento :

A camada de gerenciamento Acropolis inclui a pilha de gerenciamento Acropolis Operating System (formalmente NOS), Prism (HTML 5 GUI) e Acropolis Hypervisor (AHV) composta de instâncias "Master" e "Slave".


Essa arquitetura garante que todas as CVMs contribuam ativamente e igualmente para garantir que todas as áreas da plataforma continuem funcionando sem problemas. Isso significa que não há aplicativo, banco de dados ou componente central que possa causar gargalo, sendo totalmente distribuído a chave para fornecer uma plataforma em escala da web.



Cada VM do controlador (CVM) executa os componentes necessários para gerenciar o nó local e contribuir para a malha de armazenamento distribuído e as tarefas de gerenciamento.


Por exemplo: Embora exista um único “mestre” da Acrópole, não é um único ponto de falha nem um gargalo de desempenho.


O Mestre da Acrópole é responsável pelas seguintes tarefas:

  • Agendador para HA

  • Controlador de rede

  • Executores de tarefas

  • Coletor / Publicador de estatísticas locais do Hypervisor

  • Proxy VNC para conexões do console da VM

  • Gerenciamento de endereço IP

Cada escravo da Acrópole  é responsável pelas seguintes tarefas:

  • Coletor / Publicador de estatísticas locais do Hypervisor

  • Proxy VNC para conexões do console da VM

Independentemente de ser um mestre ou escravo, cada CVM executa as duas tarefas mais pesadas: as estatísticas de coleta e publicação de hipervisor e, quando em uso, as conexões do console da VM.


A natureza distribuída da plataforma XCP também permite alcançar um desempenho consistentemente alto. O envio de estatísticas para um local central, como uma VM de gerenciamento central e o servidor de banco de dados associado, não apenas pode se tornar um gargalo, mas sem introduzir alguma forma de HA no nível do aplicativo (por exemplo: SQL Always On Availability Group), também pode ser um ponto único de falha o que é inaceitável para a maioria dos clientes.


As funções desempenhadas pelo Acropolis Master são todas tarefas leves, como o agendador de alta disponibilidade, o controlador de rede, o gerenciamento de endereços IP e o executor de tarefas.


A tarefa do planejador de alta disponibilidade está ativa apenas no caso de uma falha do nó, o que torna uma sobrecarga muito baixa para o Mestre. A tarefa do controlador de rede está ativa apenas quando tarefas como novas VLANs estão sendo configuradas e a execução de tarefas simplesmente acompanha todas as tarefas e as distribui para execução em todos os CVMs. O gerenciamento de endereços IP é essencialmente um serviço DHCP, que também é uma sobrecarga extremamente baixa.


Localidade dos dados

A localidade dos dados é um recurso exclusivo do XCP, em que novas E / S gravam no nó local em que a VM está sendo executada e são replicadas para outros nós no cluster. A localidade dos dados elimina o requisito de manutenção de E / S de leitura subsequente atravessando a rede e utilizando um controlador remoto.


À medida que as VMs migram em torno de um cluster, a E / S de gravação é sempre gravada localmente e as leituras remotas ocorrerão apenas se os dados remotos forem acessados. Se os dados forem remotos e nunca forem acessados, nenhuma E / S remota ocorrerá. Como resultado, é típico que> 90% da E / S sejam atendidas localmente.


Atualmente, a largura de banda e a latência em uma rede de 10Gb bem projetada podem não ser um problema para alguns clientes, no entanto, à medida que o desempenho do flash aumenta exponencialmente, a rede pode facilmente se tornar um grande gargalo sem passar para redes caras de 40Gb (ou superior). A localidade dos dados ajuda a minimizar a dependência da rede, atendendo a maioria das E / S de leitura localmente e, ao escrever uma cópia localmente, reduz as despesas gerais na rede para E / S de gravação. Portanto, a Localidade de dados permite que os clientes executem redes de baixo custo sem comprometer o desempenho.


Embora a localidade dos dados funcione em todos os hipervisores suportados, o AHV é único, pois suporta o posicionamento de máquinas virtuais com reconhecimento de dados: as máquinas virtuais são ativadas no nó com a maior porcentagem de dados locais para essa VM, o que minimiza a chance de E / S remota e reduz as despesas gerais envolvidas no serviço de E / S para cada VM após falhas ou manutenção.


Além disso, a Localidade dos dados também se aplica à coleta de dados de back-end para o Analysis, como estatísticas de hipervisor e máquina virtual. Como resultado, as estatísticas são gravadas localmente e um segundo (ou terceiro para ambientes configurados com RF3) gravados remotamente. Isso significa que dados estatísticos que podem ser uma quantidade significativa de dados têm o menor impacto possível no sistema de arquivos distribuídos e no cluster como um todo.


Resumo:

  • Os componentes de gerenciamento são dimensionados com o cluster para garantir desempenho consistente

  • A localidade dos dados garante que os dados estejam o mais próximo possível da computação (VM)Posicionamento inteligente da VM com base no local dos dados

  • Todas as VMs do Controlador Nutanix trabalham em equipe (não em pares) para garantir o desempenho ideal de todos os componentes e cargas de trabalho (VMs) no cluster

Implantação

A implantação de outros hipervisores e soluções de gerenciamento geralmente exige um esforço considerável de design e conhecimento, a fim de garantir um desempenho consistente e ajudar a minimizar o risco de tempo de inatividade, além de permitir o máximo de agilidade possível. O gerenciamento da Acrópole quase não requer design, já que o gerenciamento interno é otimizado e altamente disponível imediatamente. Isso permite uma implantação muito mais rápida do AHV do que qualquer outro hypervisor e componentes de gerenciamento associados.


Independentemente do tamanho inicial em um ambiente baseado em AHV, todos os componentes de gerenciamento, análise, proteção de dados e BC / DR são automaticamente implementados e dimensionados adequadamente.


Independentemente do cluster AHV, nenhum esforço de design de gerenciamento é necessário. Isso resulta em um tempo muito rápido (normalmente <1 hora para uma implantação de bloco único).


O AHV também oferece vários recursos que garantem que os clientes possam implantar soluções em tempo hábil:

  • Gerenciamento e análise incorporados

O fato de todas as ferramentas necessárias para o gerenciamento de cluster serem implementadas automaticamente com o cluster significa que o tempo para valorizar não depende do design / implantação / validação dessas ferramentas. Não é necessário instalar um cliente para gerenciar o AHV, ele é simplesmente acessado através de um navegador da Web.


  • Configuração reforçada pronta para uso com Auditoria de conformidade / segurança incorporada

A proteção por padrão elimina o risco de falhas de segurança serem introduzidas durante a fase de implementação, enquanto a auditoria automatizada garante que as configurações de segurança sejam modificadas durante as operações comerciais, como as operações habituais, de que as configurações retornem ao perfil de segurança necessário.


  • Clonagem inteligente

O Fabric de armazenamento distribuído combinado com o AHV para permitir clones quase instantâneos de uma máquina virtual. Esse recurso funciona independentemente do estado de energia da VM, portanto, não está restrito às VMs que são desligadas como em outros hipervisores.

Nota: A clonagem pode ser realizada via Prism ou acli (Acropolis CLI)


Resumo:

  • É necessário um esforço mínimo de projeto / implementação para o gerenciamento de AHV

  • Onde o gerenciamento central de vários clusters é necessário, apenas uma única VM é necessária (Prism Central), que é implantada como um dispositivo virtual

  • Não há dispositivos / componentes adicionais a serem instalados para o Analytics, Data Protection, Replication ou Management High Availability

  • Não são necessários especialistas no assunto para uma implantação ideal da plataforma Acropolis

Performance

Acropolis fornece uma solução de análise poderosa, porém simples de usar, que abrange a plataforma Acropolis, computação (Acropolis Hypervisor / máquinas virtuais) e armazenamento (Distributed Storage Fabric).


Ao contrário de outras soluções de análise, o Acropolis não requer licenciamento de software adicional, infraestrutura de gerenciamento ou máquinas / aplicativos virtuais para projetar / implantar ou configurar. A VM do Nutanix Controller inclui análise integrada que não possui dependências externas. Não há necessidade de extrair / importar dados para outro produto ou dispositivo virtual, o que significa custos indiretos mais baixos, por exemplo: são necessários menos dados para serem armazenados e menos impacto no armazenamento.


Não apenas esse recurso é construído no primeiro dia, mas à medida que o ambiente cresce com o tempo, o Acropolis dimensiona automaticamente o recurso de análise; nunca há um ponto de inflexão em que você precisa implantar instâncias adicionais, aumentar os recursos de computação / armazenamento atribuídos ao Analytics Virtual Appliances ou implantar bancos de dados de back-end adicionais.


Para uma demonstração da interface do usuário da análise, veja o seguinte vídeo do YouTube a partir das 4:50.


Resumo:

  • Solução de análise incorporadaNão é necessário licenciamento adicional

  • Não é necessário design / implementação ou implantação de VMs / appliances

  • Dimensiona automaticamente à medida que os clusters XCP crescem

Despesas gerais mais baixas devido à incorporação na Acrópole e à utilização do Distributed Storage Fabric


Custos

Você pode se surpreender que o custo esteja tão abaixo da lista, mas como você provavelmente já percebeu lendo as 9 partes anteriores, o AHV é, de várias maneiras, uma plataforma superior de virtualização para outros produtos no mercado. Na minha opinião, seria um erro pensar que o AHV é uma “opção de baixo custo” ou “um hipervisor de commodities com recursos limitados” apenas porque está incluído no Starter Edition (tornando-o efetivamente gratuito para todos os clientes da Nutanix).

Além da remoção óbvia do hipervisor e dos custos associados de licenciamento de componentes de gerenciamento / ELA, a vantagem real de custo do uso do AHV é a redução drástica do esforço necessário nas fases de projeto, implementação, verificação operacional e gerenciamento contínuo.


Isto é devido a muitos fatores:

Fase de projeto simplificado

Como todos os componentes de gerenciamento do AHV são integrados, altamente disponíveis e escalonam automaticamente, não há necessidade de contratar um especialista no assunto (SME) para projetar a solução de gerenciamento. Como uma pessoa que projetou inúmeras soluções de virtualização altamente disponíveis ao longo dos anos, posso dizer que o AHV imediato é o que eu quase sempre sonhei em criar com outros produtos para clientes no passado.


Fase de implementação simplificada

Todos os componentes de gerenciamento (com exceção do Prism Central) são implantados automaticamente, removendo o requisito de um engenheiro para instalar / corrigir / proteger esses componentes.


Incorporar a Acrópole e todos os componentes de gerenciamento na CVM significa que há menos partes móveis que podem dar errado e, portanto, precisam ser verificadas.

Na minha experiência, a Verificação Operacional é uma das áreas negligenciadas regularmente e a infraestrutura é colocada em produção sem ter demonstrado que atende aos requisitos e resultados do projeto. Com os componentes de gerenciamento do AHV implantados automaticamente, o risco de os componentes não serem entregues é praticamente eliminado e, quando a Verificação Operacional é realizada, ela pode ser concluída muito mais rapidamente do que os produtos tradicionais, devido à presença de muito menos peças móveis.


Operações contínuas simplificadas

O Acropolis fornece atualizações de rolagem totalmente automatizadas com um clique para o Acropolis Base Software (formalmente conhecido como NOS), Acropolis Hypervisor, Firmware e Nutanix Cluster Check (NCC). Além disso, as atualizações podem ser baixadas automaticamente, eliminando o risco de instalar versões incompatíveis e o requisito de verificar itens como HCLs (Hardware Compatibility Lists) e matriz de interoperabilidade 'antes das atualizações.


O AHV simplifica drasticamente o gerenciamento de capacidade, exigindo apenas que o gerenciamento de capacidade seja feito na camada Pool de armazenamento; não há requisitos para os administradores gerenciarem a capacidade entre montagens de LUNs / NFS ou contêineres. Esse recurso também elimina o requisito de recursos conhecidos do hipervisor, como o Storage DRS do vSphere.


Custos reduzidos de licenciamento de terceiros

O AHV inclui todos os componentes de gerenciamento ou, no caso do Prism Central, é fornecido como um dispositivo pré-empacotado. Não há necessidade de licenciar nenhum sistema operacional. Os componentes de gerenciamento altamente resilientes em todos os nós da Nutanix eliminam o requisito de produtos de banco de dados de terceiros, como Microsoft SQL ou Oracle ou, na melhor das hipóteses, a implantação de dispositivos virtuais que podem não estar altamente disponíveis e que precisam de backup e manutenção.


Custos de infraestrutura de gerenciamento reduzidos

Não é incomum que as soluções de virtualização exijam uma dúzia ou mais de componentes de gerenciamento (cada um potencialmente em uma VM dedicada), mesmo que pequenas implantações obtenham toda a funcionalidade, como gerenciamento centralizado, aplicação de patches e gerenciamento de desempenho / capacidade. À medida que as implantações crescem ou têm requisitos de disponibilidade mais altos, o número de VMs de gerenciamento e seus requisitos de computação tendem a aumentar.


Como todos os componentes de gerenciamento são executados na CVM (Nutanix Controller VM), que reside em cada nó da Nutanix, não é necessário ter um cluster de gerenciamento dedicado. A quantidade de recursos de computação / armazenamento também é reduzida.


As economias de custos indiretos para a infraestrutura de gerenciamento reduzida incluem:

  • Menos espaço em rack (RU)

  • Menos energia / refrigeração

  • Menos portas de redeMenos nós de computação

  • Menor capacidade de armazenamento e requisitos de desempenho

Por último, mas não menos importante, e os custos associados a janelas ou interrupções de manutenção?


Como o Acropolis fornece atualizações de um clique totalmente ininterruptas e remove vários pontos de falha (por exemplo: bancos de dados de terceiros), além de fornecer uma plataforma extremamente resiliente, o AHV também reduz o custo para o cliente de manutenção e interrupções.


Resumo:

  • Nenhum projeto é necessário para os componentes de gerenciamento da Acropolis

  • Nenhuma manutenção contínua é necessária para componentes de gerenciamento

  • Complexidade reduzida reduz a chance de inatividade como resultado de erro humano

ASG

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