Système de fichiers de la machine virtuelle (VMFS)

Dans notre discussion sur le NAS, nous avons brièvement mentionné que les données sont organisées par un « système de fichiers ». Sans une certaine méthode de gestion des fichiers, les données d’un périphérique de stockage seraient une masse inintelligible, sans indication de la fin d’un ensemble de données et du début du suivant. Vous pouvez imaginer la confusion qui régnerait si les 70 000 chansons de votre disque dur de 1 To étaient toutes regroupées, sans noms ni informations sur les pistes. Ce n’est que lorsque les données sont séparées en éléments individuels qu’elles peuvent être identifiées et récupérées.

Ces éléments de données séparés sont regroupés en fichiers, qui sont à leur tour regroupés en répertoires (qui peuvent contenir des sous-répertoires – des répertoires dans les répertoires). Cette disposition hiérarchique permet aux utilisateurs de naviguer dans les différents niveaux d’un système de fichiers selon leurs besoins. Les systèmes de fichiers fournissent des « métadonnées » pour chaque fichier (par exemple, nom de fichier, horodatage, autorisations) et des index qui permettent au système d’exploitation de savoir quels fichiers se trouvent sur un lecteur et où ils se trouvent.

Il existe de nombreux types de systèmes de fichiers, y compris des systèmes de fichiers pour les disques, pour les bases de données et pour les réseaux. Les exemples de systèmes de fichiers dont vous avez peut-être entendu parler sont NTFS ( supporté par Windows), ext (par exemple, ext2, ext3 et ext4) et ReiserFS (tous deux supportés par Linux), HFS+ et APFS (tous deux supportés par macOS d’Apple), et UDF et ISO 9660 pour les disques optiques. Sur un disque dur, le système de fichiers est créé lorsque le disque est initialisé (s’il est neuf) ou formaté (qu’il soit neuf ou non).

Le stockage virtualisé est conçu pour donner aux machines virtuelles (VM) le stockage dont elles ont besoin pour héberger leurs systèmes d’exploitation et leurs applications. Dans un environnement virtualisé, les disques virtuels d’une machine virtuelle sont stockés sur un « datastore ». (Dans le processus de virtualisation, une partition est créée sur un disque physique pour former un espace connu sous le nom de « Logical Unit Number » ou LUN ; un ou plusieurs LUN constituent un « volume » ; un certain nombre de volumes constituent un datastore). En général, un système de fichiers doit être installé sur un datastore pour qu’on puisse y accéder. Avec la plateforme de virtualisation de cloud computing de VMware, vSphere, les datastores sont configurés avec l’un des deux formats de système de fichiers : le « Virtual Machine File System » (VMFS) ou le « Network File System » (NFS). NFS sera abordé dans la section suivante.

VMware a été le pionnier des technologies de virtualisation et a développé son propre système de fichiers, VMFS, pour fonctionner avec elles. Les systèmes de fichiers conventionnels permettent à un seul serveur d’avoir un accès en lecture/écriture à un fichier donné à un moment donné. En revanche, le système VMFS permet à plusieurs serveurs d’avoir un accès en lecture et en écriture aux mêmes ressources de stockage en même temps. Cela est dû au fait que VMFS est un système de fichiers en grappe (CFS) haute performance, « grappe » signifiant qu’il est monté (rendu accessible) simultanément sur plusieurs serveurs.

La technologie de virtualisation deVMware permet à VMFS d’établir et d’allouer un stockage virtualisé pour les machines et serveurs virtuels. VMFS permet également à plusieurs VM de partager un seul système de fichiers. Dans une configuration simple, les disques des machines virtuelles sont stockés sous forme de fichiers au sein de VMFS. Pour que VMFS comprenne les opérations de fichier demandées à partir d’un périphérique SCSI, la couche de virtualisation traduit les commandes SCSI émises par un système d’exploitation invité.

Une machine virtuelle  » voit  » un disque virtuel stocké sur un datastore VMFS comme un périphérique SCSI monté. Le système d’exploitation s’exécutant à l’intérieur de la VM ne  » voit  » pas VMFS – il  » voit  » son propre système de fichiers à la place.

Un datastore VMFS peut être lié à un seul LUN SAN ou s’étendre sur plusieurs LUN SAN. Vous pouvez même étendre un datastore pendant que les machines virtuelles fonctionnent dessus, soit en faisant croître le datastore, soit en ajoutant une nouvelle zone de stockage. Le datastore VMFS peut être étendu sur 32 zones de stockage physiques du même type de stockage. (VMFS peut être utilisé sur une grande variété de périphériques de stockage en bloc, notamment les SAN Fibre Channel, les SAN iSCSI, le stockage local et Fibre Channel sur Ethernet.)

Avec plusieurs serveurs ESXi dans un cluster, les machines virtuelles sont mises sous tension, la fonction de mécanisme de verrouillage VMFS garantit que les VM ne sont pas mises sous tension par tous les serveurs ESXi d’un cluster. Plusieurs hôtes ESXi peuvent accéder au même datastore VMFS dans un environnement de stockage partagé, d’où la raison du verrouillage sur disque. Avec VMware High Availability, cependant, le mécanisme de verrouillage sur disque est désactivé afin que les hôtes ESXi du cluster puissent basculer avec succès pour tenter de mettre sous tension la machine virtuelle sur un autre serveur physique opérationnel. Comme tous les hyperviseurs, ESXi (abréviation de « Elastic Sky X Integrated ») crée et exécute les VM. Il s’agit d’un hyperviseur de « type 1 », ce qui signifie qu’il ne dépend pas du système d’exploitation de son hôte, mais qu’il fonctionne directement sur le matériel de l’hôte, contenant en lui-même un système d’exploitation (OS) de base qui inclut le noyau. (Le noyau est le composant central d’un système d’exploitation, qui gère les ressources du système.) VMware HA (ou « High Availability ») regroupe les machines virtuelles et les hôtes sur lesquels elles résident dans un cluster. Les hôtes du cluster sont surveillés et, en cas de panne, les machines virtuelles sur un hôte défaillant sont redémarrées sur d’autres hôtes. VMware HA permet aux entreprises de fournir une haute disponibilité à toute application exécutée dans une VM.

Chaque machine virtuelle est encapsulée dans un petit ensemble de fichiers dans un seul répertoire. La reprise après sinistre est donc grandement simplifiée ; l’intégralité de la VM peut être mise en miroir à distance et récupérée facilement en cas de sinistre.