Qué es Nutanix

Os presento un documento de Sergio Delgado, System Engineer de Exclusive Networks, a partir de ahora nuevo colaborador del blog que nos escribirá interesantes artículos de Nutanix!!! Desde hace unos años a esta parte, ha ido ganando en importancia hasta hacerse imprescindible y no entender un CPD, sin la existencia de un entorno de Virtualización, todos conocemos las ventajas que estos suponen y la flexibilidad que han dado a los Administradores de Sistemas.

En todo CPD virtualizado existen dos elementos que cobran especial importancia y que muchas veces se escapan del control del Administrador de Sistemas, el primer elemento es la SAN, propiamente dicha, es decir como elementos de interconexión de las cabinas de almacenamiento y los servidores que ejecutan los procesos. El segundo elemento son las cabinas de almacenamiento, lugar donde se almacenan a día de hoy ficheros de gran tamaño que contienen en su interior multitud de ficheros pequeños (Esquema habitual de un fichero de un disco duro virtual). Habitualmente estos dos elementos están gestionados por los Administradores de Backup y de disco, lejos del control de los Administradores de Sistemas en las organizaciones grandes. Esto suele cambiar la organización es de tamaño menor, los administradores suelen desconocer o tener conocimientos más limitados en el mundo del almacenamiento y elementos como SAN y cabinas de almacenamiento pertenecen a un mundo recóndito.

A partir de aquí nos encontramos con varios elementos muy diferentes entre sí y que cada uno tienen un cometido estático y fijo. Los servidores, solo aportan potencia de computación, es decir, Memoria RAM y CPU. Las cabinas de Almacenamiento, que proporcionan el espacio donde alojar los ficheros de los disco duros virtuales. Y la SAN, que provee la red de interconexión entre Servidores y Cabinas de Almacenamiento, basada habitualmente en protocolo FiberChannel para SCSI y/o en TCP/IP para acceso por los protocolo NFS, iSCSI o FCoIP.

Con esto nos encontramos que existen tres mundos independientes dentro de nuestro CPD, que han de trabajar colectivamente y con objetivos muy marcados, añadiéndole la dificultad de tener personas con conocimientos especializados en cada mundo.

Para resumir que es Nutanix en una única frase sería; almacenamiento y computación en un mismo elemento con un sistema de ficheros distribuido.

De esta frase se pueden destacar varias cosas:

Almacenamiento SSD y SATA combinados con Memoria RAM y CPUs en un dispositivo de 2 U
Un sistema de ficheros distribuidos, independiente de la SAN y publicado por NFS hacia las máquinas virtuales.

Con Nutanix, estos dos mundos se interrelacionan y se fusionan en un único mundo y dando el control de todo el conjunto al Administrador de Sistemas y Virtualización frente al almacenamiento, puesto que ese mundo tan oscuro y perteneciente al pasado que es la SAN desaparece, pasa a convertirse en un simple Sistema de Ficheros Distribuido, con CPUs y RAM en el mismo elemento.

Con todo esto conseguimos que el Administrador de Sistemas tenga el control de todo su entorno, RAM, CPUs y Disco. Según tenga necesidad de crecimiento, va a incrementar proporcionalmente las capacidades de todos los elementos, RAM, CPUs y Disco. Una gran reducción de espacio y de consumo eléctrico. Reducción del tiempo de despliegue de la plataforma de disco evitando los problemas de configuración de LUNs, asignación de discos, creación de agregados, etc.

Nutanix se compone de dos elementos hardware diferenciados:

Nodo: Dispositivo en el que se encuentran las CPUs, la Memoria RAM, el Disco y las tarjetas de Ethernet 1 Gbit y 10 Gbit.

Bloque: Elemento que contenerá los nodos físicamente y les proporcionará simplemente electricidad y ventilación. Tiene un formato de chasis que agrupará en 2 U, hasta cuatro nodos según el modelo del hardware. En la imagen un Nutanix de frente.

A partir de aquí, vamos a explicar la arquitectura hardware de Nutanix, para ver de qué elementos se compone y como se interrelacionan entre ellos. Nutanix es una solución que combina elementos hardware y software, dentro de cada nodo siempre estará instalado un Hypervisor (ESXi, KVM o Hyper-V), donde residirá una máquina virtual que será la controladora de Nutanix (CVM). En esta CVM será donde estará instalado es software de Nutanix tanto de gestión como de operación y será la que se encargará de mandar todas las operaciones I/O al Hypervisor y a las máquinas virtuales, es decir será el encargado de controlar todas las operaciones de lectura y escritura. En el dibujo de abajo se ve la estrcutura de un nodo:

Por tanto cuando se juntan un grupo de Nodos de Nutanix, que como mínimo serán tres, se formará una plataforma distribuida de almacenamiento que se llamará Nutanix Distributed Filesystem (NDFS). Este Filesystem se mostrara al Hypervisor como un recurso NFS igual que si se tratara de una cabina de almacenamiento que publica su contenido por NFS. Lo más importante es que todas las operaciones se realizaran en modo local, es decir que toda máquina virtual escribirá sobre el Nodo en el que esté y a su vez todos los Nodos tendrán acceso a esa información. Las operaciones se realizan en local para poder tener el mayor rendimiento posible en las operaciones de lectura y escritura.

El Sistema de Ficheros Distribuido de Nutanix está formado por varios elementos básicos organizativos y directamente relacionados con los Hypervisores:

Storage Pool: Es una agrupación de discos físicos SSD, HDD. Su función es la de coger los discos de cada nodo y juntarlos como un elemento global perteneciente al cluster. Lo habitual es configurar un único Storage Pool para el cluster de n nodos.
Container: Es una segmentación lógica del espacio que se ha generado en el Storage Pool y es donde se almacenaran los vmdks o los ficheros. Los contenedores aparecerán en el Hypervisor como shares NFS.
vDisk: Es cualquier fichero superior a 512 KB incluyendo los vmdks o los ficheros VM hard disk de otros Hypervisores, estos se almacenaran en los Container que se hayan creado.