Como usar multipath no acesso aos volumes de storage

Como usar multipath no acesso aos volumes de storage

Índice:

Um único cabo com falha paralisa um sistema inteiro. Essa interrupção ocorre porque existe apenas um ponto de vulnerabilidade na conexão entre o servidor e o storage.

A indisponibilidade repentina gera prejuízos financeiros e afeta a confiança nos serviços. Sistemas críticos não podem parar por um problema tão comum.

Garantir caminhos redundantes para o storage protege a continuidade dos negócios.

O que é multipath no acesso a volumes?

Multipath é a tecnologia que cria redundância e melhora o desempenho ao estabelecer várias rotas físicas entre o servidor e o storage.

Esse recurso utiliza caminhos redundantes como placas controladoras, switches e cabos para evitar a interrupção no acesso aos dados.

O tráfego segue automaticamente para outra via ativa se uma rota falhar, sem causar impacto para os usuários.

Na prática um software instalado no servidor gerencia essas conexões.

Ele identifica as rotas disponíveis para o mesmo volume ou LUN no storage.

Depois o sistema operacional apresenta essas rotas como um único dispositivo virtual.

Essa abstração simplifica a administração e garante o funcionamento das aplicações sem exigir conhecimento sobre a infraestrutura física.

Essa tecnologia ajuda sistemas que usam protocolos como iSCSI ou Fibre Channel.

Vários servidores acessam os mesmos volumes no storage simultaneamente e qualquer paralisação em um caminho afetaria diversos serviços.

O multipath previne falhas e distribui a carga para otimizar a performance geral.

Por que um único caminho é um risco?

Depender de apenas uma conexão entre o servidor e o storage cria um ponto único de falha conhecido como SPOF.

Problemas como cabos desconectados ou falhas na controladora causam a perda imediata do acesso aos dados.

Poucos minutos de interrupção geram perdas financeiras significativas para muitas empresas.

Um caminho único também se torna um gargalo para o desempenho.

Toda a carga de leitura e escrita passa por uma única interface de rede ou HBA.

A latência aumenta e a taxa de transferência diminui em momentos de alta demanda.

Isso afeta a performance das aplicações como bancos de dados e máquinas virtuais.

A manutenção também exige planejamento cuidadoso.

Para atualizar o firmware de um switch ou substituir uma controladora o administrador precisa agendar uma janela de indisponibilidade.

O multipath permite executar essas tarefas durante o horário comercial.

O administrador desativa um caminho para manutenção enquanto os dados fluem pelas outras rotas ativas.

Como o multipath funciona na prática?

O funcionamento do multipath depende de um software no sistema operacional do servidor.

O Windows Server utiliza o recurso MPIO enquanto sistemas Linux usam o device mapper multipath.

Ambos os sistemas detectam as rotas físicas que levam ao mesmo volume lógico no storage.

O software de multipath escaneia as conexões iSCSI ou Fibre Channel quando o servidor inicia.

Ele identifica os caminhos que apontam para o mesmo LUN e os agrupa em um único dispositivo virtual.

O sistema operacional e as aplicações interagem apenas com esse dispositivo virtual sem considerar as rotas físicas.

O software de multipath detecta a perda de conexão quase instantaneamente se um caminho falhar.

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Ele redireciona o tráfego de I/O para os caminhos ativos.

Esse processo de failover ocorre de forma automática e transparente para as aplicações.

Os serviços continuam operando sem interrupção.

Políticas de balanceamento de carga

As políticas de balanceamento definem como o software distribui as operações de I/O entre os caminhos disponíveis.

A escolha da política correta impacta o desempenho e a resiliência do sistema.

Cada modelo atende a um propósito específico.

A política Failover mantém apenas um caminho ativo enquanto os outros ficam em espera.

Um caminho reserva assume o tráfego se a via principal falhar.

Essa abordagem garante a alta disponibilidade mas não melhora a performance porque não utiliza os caminhos simultaneamente.

A política Round Robin distribui as requisições de I/O de forma sequencial entre os caminhos ativos.

Essa distribuição melhora o desempenho ao utilizar a banda de todas as conexões.

O modelo assume que os caminhos possuem performance similar.

Um caminho mais lento pode criar um gargalo caso exista diferença de velocidade entre as conexões.

A política Least Queue Depth envia a próxima requisição de I/O para o caminho com menor fila de espera.

Isso otimiza o tempo de resposta em sistemas com cargas de trabalho variáveis.

Outras opções como a Least Blocks direcionam o tráfego para o caminho com menos blocos em trânsito.

Multipath para iSCSI e Fibre Channel

A implementação do multipath varia entre os protocolos iSCSI e Fibre Channel.

A configuração em redes Fibre Channel costuma ser mais direta.

Os switches e as placas HBA possuem design voltado para alta disponibilidade e o zoneamento facilita a identificação dos caminhos.

A configuração do iSCSI exige atenção à infraestrutura de rede Ethernet.

Recomenda-se isolar o tráfego iSCSI em VLANs ou switches dedicados para evitar concorrência com a rede comum.

Usar sub-redes diferentes para cada caminho garante o roteamento correto.

Essa prática evita que uma falha em uma sub-rede afete as outras conexões.

A compatibilidade entre os componentes é indispensável em qualquer cenário.

Placas HBA, drivers, firmware do switch e a controladora do storage devem suportar o multipath.

Consulte a matriz de compatibilidade do fabricante antes de iniciar a implementação.

A configuração correta evita gargalos

Erros na configuração do multipath podem prejudicar o sistema.

Um equívoco comum é conectar caminhos diferentes à mesma controladora ou ao mesmo switch.

Essa abordagem elimina a redundância real.

Se o componente central falhar todos os caminhos ficam indisponíveis.

A arquitetura ideal exige redundância completa.

Isso envolve usar duas placas de rede ou HBAs no servidor conectadas a switches distintos.

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Esses switches devem se conectar a controladoras diferentes no storage.

Esse desenho elimina pontos únicos de falha na infraestrutura.

O balanceamento de carga também exige atenção.

Usar a política Round Robin em caminhos com latências diferentes prejudica o desempenho.

Monitore a performance das conexões para escolher a política adequada ao seu sistema.

Desafios comuns na implementação

A implementação do multipath apresenta desafios técnicos.

A complexidade inicial exige atenção de profissionais qualificados.

Erros na configuração iSCSI ou no zoneamento Fibre Channel impedem a detecção correta dos caminhos.

A compatibilidade de drivers e firmwares costuma gerar falhas.

Um driver de HBA desatualizado compromete o funcionamento do software de multipath.

Mantenha os componentes atualizados com versões homologadas pelo fabricante.

O diagnóstico de problemas em sistemas com multipath exige ferramentas adequadas.

Identificar falhas ou perdas de desempenho requer conhecimento técnico sobre a tecnologia.

Sem recursos de monitoramento o administrador gasta horas para localizar a causa de um incidente.

Benefícios na disponibilidade e performance

O uso do multipath eleva a disponibilidade do sistema.

Ao eliminar pontos únicos de falha a tecnologia garante o acesso aos dados mesmo se ocorrer quebra de cabos ou switches.

Isso garante maior tempo de atividade para os serviços e evita interrupções nos negócios.

A tecnologia também melhora o desempenho do armazenamento.

Políticas como Round Robin ou Least Queue Depth distribuem a carga de I/O entre os caminhos ativos.

Essa distribuição eleva a taxa de transferência e reduz a latência para acelerar bancos de dados e máquinas virtuais.

A infraestrutura ganha eficiência e estabilidade.

As equipes de TI realizam manutenções sem interromper os serviços.

Os usuários contam com uma performance consistente.

O multipath consolida-se como pilar para sistemas confiáveis e escaláveis.

Planejamento para uma implementação segura

A implementação do multipath exige planejamento técnico.

Configurações incorretas anulam as vantagens e podem introduzir falhas no sistema.

Seguir as recomendações dos fabricantes garante um resultado seguro.

O projeto deve prever uma arquitetura redundante sem pontos de falha.

Isso exige duplicar componentes em cada camada de conexão.

Selecione a política de balanceamento adequada e valide a compatibilidade entre os hardwares e softwares.

Contar com apoio especializado simplifica o processo.

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Celso Ricardo Andrade

Celso Ricardo Andrade

Especialista em storages
"Sou especialista em storages e ajudo a projetar ambientes de armazenamento centralizados, seguros e de fácil gestão. Atuo como arquiteto de soluções, implemento NAS, DAS e redes SAN, além de ser redator senior que entrega soluções práticas para o armazenamento de dados, sempre com um conteúdo claro e aplicável para resultados reais."

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