NAS jako serwer do wirtualizacji? Oczywiście!

Bez względu na to, czy tworzycie serwisy internetowe, piszecie aplikacje czy pracujecie nad grą, zapewne zawsze musicie sprawdzić efekty pracy na różnych platformach. Jak się okazuje do tego celu, zamiast poważnego i drogiego serwera, wystarczy sieciowa pamięć masowa, czyli NAS.

Wirtualizacja to, mówiąc najprościej, możliwość uruchamiania wielu systemów operacyjnych na jednym urządzeniu. Poza wirtualizacją serwerów (np. z wykorzystaniem Hyper-V, VMware czy Proxmox VE), można również wirtualizować stacje robocze (np. VMware Horizon View czy Citrix XenDesktop). Do tego należy doliczyć wirtualizację aplikacji i prezentacji (RDS, XenApp, itp.). W naszym artykule zajmiemy się wirtualizacją serwerów/systemów operacyjnych z wykorzystaniem serwera NAS Synology. W tym celu wykorzystamy model Synology DiskStation DS918+.

Synology DS918+ to NAS wyposażony w 4-rdzeniowy procesor i maksymalnie 8 GB pamięci RAM. Wystarczy do uruchomienia całkiem wydajnej maszyny wirtualnej z Windows czy Linuksem.

Da się na NAS-ie?

Pod koniec listopada 2017 roku Synology zaprezentował pakiet Virtual Machine Manager. Pakiet pozwalający między innymi na konfigurowanie i uruchamianie różnych maszyn wirtualnych, w tym Windows, Linux lub Virtual DSM, na serwerze NAS. Co ciekawe w testach wzięło udział ponad 60 000 użytkowników.

Aby uruchomić wirtualizację na serwerze Synology, warto pamiętać o kilku elementach, które są konieczne do pracy VMM. Instalację można przeprowadzić na kilkudziesięciu serwerach Synology:

  • Seria 18: FS1018, DS3018xs, DS918+, DS718+, DS218+
  • Seria 17: FS3017, FS2017, RS3617xs, RS3617RPxs, RS4017xs+, RS3617xs+, RS18017xs+, DS3617xs, DS1817+, DS1517+
  • Seria 16: RS2416RP+, RS2416+, RS18016xs+, DS916+
  • Seria 15: RS815RP+, RS815+, RC18015xs+, DS3615xs, DS2415+, DS1815+, DS1515+
  • Seria 14: RS3614xs, RS3614RPxs, RS3614xs+
  • Seria 13: RS3413xs+, RS10613xs+
  • Seria 12: RS3412xs, RS3412RPxs, DS3612xs
  • Seria 11: RS3411xs, RS3411RPxs, DS3611xs

Na naszej liście znalazły się nie tylko zaawansowane modele rack, ale także nieco skromniejsze egzemplarze do zastosowań domowych jak DS218+ czy DS718+. Kolejnym wymogiem jest posiadanie co najmniej 4 GB pamięci RAM w serwerze oraz systemu blików BTFRS.

Nawet, jeśli nie macie takich zasobów, możecie rozbudować pamięć RAM, po prostu dokupując kompatybilne kości. Warto pamiętać, że Virtual Machine Manager jest hypervisorem wirtualizacji typu drugiego. Co to oznacza? System wirtualizacji działa jako pakiet aplikacyjny lub usługa na serwerze hosta, czyli niejako dwa poziomy ponad sprzętem.

Różnica w stosunku do systemów typu pierwszego przede wszystkim dotyczy poziomu sprzętowego i systemu hypervisora. W przypadku hypervisorów typu pierwszego takich jak VMware ESXi, czy Xen Server pomijany jest system operacyjny hosta, a hypervisor działa na natywnym oprogramowaniu do wirtualizacji, a nie na aplikacji.

Struktura hypervisora typu 2.

Oba typy hypervisorów mają swoje wady i zalety, a każdy użytkownik czy administrator może sam decydować jaki typ wirtualizacji jest dla niego i jego infrastruktury najlepszy. W przypadku wykorzystania VMM mamy przede wszystkim dostęp do stale rosnących możliwości serwerów Synology, wzbogaconych dodatkowo o funkcje wirtualizacji. Kilka ważniejszych cech pakietu Virtual Machine Manager:

  • możliwość uruchamiania wielu wirtualnych systemów operacyjnych,
  • możliwość uruchomienia wielu instancji zwirtualizowanego serwera DSM na klasterze wielu serwerów NAS Synology,
  • możliwość wykonania nieprzerwanej migracji na żywo poprzez przemieszczenie maszyny wirtualnej z jednego hosta na inny,
  • funkcje tworzenia migawek systemów wirtualnych,
  • możliwość odizolowania systemów wirtualnych od produkcyjnej infrastruktury sieciowej i systemowej,
  • łatwe i szybkie przywracanie, importowanie i eksportowanie maszyn wirtualnych,
  • maksymalna liczba maszyn wirtualnych na jednego hosta wynosi 48 sztuk i podlega pamięci systemowej.

A jakie systemy operacyjne obsługuje VMM? Jest ich kilkadziesiąt. Wśród nich oczywiście systemy Windows (zarówno wersje klienckie, jak i serwerowe) oraz Linux. Szczegółowa lista znajduje się poniżej:

Windows:

  • Windows 7
  • Windows 8 i 8.1
  • Windows 10
  • Windows Server 2008 i 2008 R2
  • Windows Server 2012 I 2012 R2
  • Windows Server 2016

Linux:

  • CentOS 7.0-7.3,
  • Fedora 19-25
  • OpenSUSE Leap 42.2
  • Red Hat Enterprise Linux 7.0-7.3
  • Suse Linux Enterprise Desktop 12
  • Ubuntu 15.04-16.10 (zarówno i386 jaki i 64-bit)

Wiemy już jakie warunki i jakie systemy operacyjne obsługuje Virtual Machine Manager. Pora przyjrzeć się rozwiązaniom Synology. Do tego celu wykorzystamy jedno z tańszych rozwiązań jakim jest Synology DS918+. Synology będzie pełnił rolę „hosta”. Host jest serwerem (w naszym przypadku będzie to serwer Synology), który udostępnia zasoby związane z przetwarzaniem i pamięcią masową w wirtualizacji. Struktura wirtualizacji pozwala także na budowanie klastrów złożonych z wielu hostów. Klaster umożliwia znacznie elastyczniejsze gospodarowanie mocną obliczeniową całego systemu wirtualizacji jak również zapewnia zwiększone bezpieczeństwo i oferuje usługi wysokiej dostępności. W aplikacji Virtual Machine Manager można stworzyć klaster zawierający maksymalnie 7 hostów.

Kliknij i gotowe

Na początek przygotowujemy NAS-a do pracy instalując najnowszy system DSM, tworzymy przestrzeń dyskową i instalujemy pakiet Virtual Machine Manager.

Synology DSM wraz z zainstalowanym pakietem Virtual Machine Manager

W trakcie pierwszego uruchomienia Virtual Machine Manager możemy dołączyć do testów beta VMM w wersji Pro. Różnica pomiędzy klasyczną wersją VMM a wersją Pro to przede wszystkim:

  • maksymalnie 255 migawek na system,
  • maksymalnie 4096 wirtualnych przełączników,
  • możliwość uruchomienia maszyny wirtualnej na hoście zdalnym,
  • migracja działających maszyn wirtualnych,
  • High Availability,
  • migracja pamięci masowej maszyny wirtualnej,
  • plan replikacji migawek pomiędzy hostami.

W prezentacji skupimy się jednak na klasycznej wersji VMM, pominiemy zatem pewne funkcjonalności dostępne w VMM Pro.

Po uruchomieniu Virtual Machine Manager zostaniemy poprowadzeni przez kreator, dzięki któremu:

  • wskazujemy woluminy serwera Synology, na których będą przechowywane maszyny wirtualne,
  • aktywujemy Open vSwitch,
  • opcjonalnie możemy włączyć wersję VMM Pro.
Wybór wolumenu do przechowywania maszyn wirtualnych.
Przegląd gotowego do pracy hosta Virtual Machine Manager.

Z uwagi na obecność tylko jednego serwera Synology skupimy się na podstawowych elementach instalowania, konfigurowania i uruchamiania maszyn wirtualnych. W sekcji „Maszyna wirtualna” możemy:

  • tworzyć maszyny wirtualne na hostach w celu uruchomienia maszyn wirtualnych i innych systemów operacyjnych,
  • włączać, wyłączać, przenosić lub klonować maszyny wirtualne,
  • monitorować użycie procesora i pamięci, a także zasoby pamięci masowej i sieciowe poszczególnych maszyn wirtualnych,
  • włączać klaster High Availability dla maszyn wirtualnych.

Instalację maszyn możemy zrealizować zarówno z użyciem obrazu ISO systemu operacyjnego, jak i importować maszyny z plików OVA, VMDK i VDI. W przypadku obrazów ISO warto zerknąć do sekcji „Obraz”, gdzie możemy utworzyć coś w rodzaju repozytorium z obrazami ISO oraz narzędziami Guest Tool niezbędnymi do instalacji systemów operacyjnych.

Sekcja Obraz – „repozytorium obrazów ISO”.

Mając obraz ISO lub obraz OVA, możemy przystąpić do instalacji systemu operacyjnego. Cały proces jest niezwykle prosty i uruchamiany w postaci kreatora. W pierwszym etapie wybieramy rodzaj systemu operacyjnego. Tu do dyspozycji mamy: Microsoft Windows, Linux, Synology Virtual DSM oraz inny. Kolejny krok to określenie parametrów wirtualnego systemu: nazwy, liczby procesorów, pamięci RAM, wybór karty wideo oraz lokalizacji przechowywania.

Konfiguracja maszyny wirtualnej.

Przyszła pora na zamontowanie obrazu ISO z repozytorium i opcjonalnie obrazu ISO z Synology Guest Tool, a także dodanie powierzchni dyskowej dla wirtualnego systemu.

W następnym kroku określamy liczbę i rodzaj interfejsów sieciowych. Sieć może być typu: private lub wykorzystywać domyślne interfejsy NAS-a. Pakiet VMM pozwala także na tworzenie dodatkowych interfejsów sieciowych. Na koniec możemy zamontować urządzenia USB, które są podłączone bezpośrednio do NAS-a.

Podłączanie urządzeń USB.

Pozostaje włączyć maszynę wirtualną i połączyć się ze zdalną konsolą w celu instalacji systemu, a w końcowym etapie zainstalować pakiet Synology Guest Tool zawierający m.in. sterowniki urządzeń. Po kilku chwilach mamy gotowy do pracy system operacyjny pracujący w VMM.

Instalacja Synology Guest Tool.

To, na co warto zwrócić uwagę w przypadku hostowania maszyn wirtualnych, to odpowiednie gospodarowanie zasobami NAS-a i przydziałem pamięci RAM i procesora. Naturalnym jest fakt, że serwer typu DS918+ nie jest rozwiązaniem z dwu- czy czteroprocesorowym serwerem z kilkuset gigabajtami pamięci RAM, który znacznie lepiej sprawdzi się w wirtualizacji. Jeśli dysponujemy urządzeniem wyposażonym w 4 GB pamięci RAM to uruchomienie kilku maszyn wirtualnych na pewno zakończy się komunikatem o braku pamięci RAM, a my zostaniemy poproszeni o wybór innego hosta wirtualizacji. W przypadku procesora ma to mniejsze znaczenie.

Komunikat o braku pamięci RAM. Pojawi się szybko, jeśli przesadzimy z liczbą jednocześnie uruchamianych maszyn wirtualnych.
Wybór innego hosta dla maszyny wirtualnej. Jeśli na danym serwerze zabraknie zasobów, możemy spróbować uruchomić maszynę wirtualną na innym.

Pewne ograniczenia dotyczą również zmiany parametrów maszyny wirtualnej, która jest uruchomiona. Choć nie odbiegają one od ograniczeń znanych z innych hypervisorów. Warto pamiętać, że w przypadku pracującego systemu wirtualnego nie możemy zmienić:

  • ustawień procesora,
  • ustawień pamięci RAM,
  • ustawień karty grafiki,
  • dodawać interfejsów sieciowych (możliwa modyfikacja istniejących),
  • modyfikować typu maszyny wirtualnej,
  • modyfikować interfejsów napędów wirtualnych,
  • zmieniać kontroler USB.

Możemy za to bez problemu dodawać dyski wirtualne i montować obrazy ISO oraz przydzielać uprawnienia do maszyn wirtualnych dla użytkowników NAS-a.

Jakie jeszcze funkcje w standardowej wersji VMM oferuje pakiet wirtualizacji?

  • możliwość zdalnej konsoli web i pełny dostęp do systemu operacyjnego,
  • tworzenie migawek na działającym systemie wirtualnym – funkcja niezwykle przydatna nie tylko pod względem bezpieczeństwa ale także np. w trakcie testów czy prac serwisowych. Możemy zamrozić stan maszyny, by w przypadku problemu go przywrócić.
Tworzenie migawek. Tzw. snapshoty pozwolą np. w przypadku awarii szybko powrócić do wcześniejszego stanu maszyny wirtualnej.
  • W przypadku wyłączonej maszyny mamy do dyspozycji jeszcze trzy funkcje: klonowanie maszyny, eksport do OVA oraz jej usunięcie.

Ręczne tworzenie migawek nie jest zbyt wygodnym sposobem na zabezpieczenie maszyny wirtualnej. Lepiej zautomatyzować proces. Do tego celu służy zakładka Ochrona. Synology oferuje możliwość tworzenia planu ochrony z lokalną migawką lub z jej replikacją. Następnie możemy ustawić strategię harmonogramu. To nic innego, jak określenie kiedy i jak często będą wykonywane migawki (raz dziennie, co godzinę lub raz w tygodniu). Na koniec definiujemy strategię przechowywania, w której wykorzystywana jest strategia GFS (Grandfather-Father-Son).

Virtual DSM i Docker

Na koniec powiemy o jeszcze jednej funkcji, która z pewnością przyda się użytkownikom, którzy chcą pracować z rozwiązaniami Synology, wykorzystując do tego środowisko testowe, a nie produkcyjne. Producent wraz z Virtual Machine Manager zaprezentował funkcję pozwalającą na uruchomienie wirtualnego systemu DiskStation Manager. Wirtualny DSM oferuje prawe wszystkie funkcje DSM i narzędzia do zarządzania w Synology NAS, takie jak Cloud Station, Mail Server i inne zaawansowane funkcje pamięci (limity pamięci, NFS i iSCSI). W zależności od modelu serwera Synology możemy uruchomić od dwóch (DS218+) do aż 24 (FS3017) wirtualnych DSM.

Nie ma jednak róży bez kolców. Aby móc uruchomić więcej niż jedną wirtualną instancję, Virtual DSM konieczne jest dokupienie licencji. Jednak nic straconego – by wypróbować możliwości wirtualnego DSM, mamy do dyspozycji jedną licencję bezpłatną.

Konfiguracja VDSM jest niezwykle podobna do instalacji maszyny wirtualnej. Na początku powinniśmy dodać obraz PAT (instalację systemu DSM) do repozytorium, który pobieramy ze strony Synology. Następnie uruchamiamy tworzenie maszyny wirtualnej i wybieramy opcję Synology Virtual DSM. Kolejne kroki są podobne jak w przypadku klasycznych maszyn wirtualnych. Podajemy nazwę, liczbę procesorów, pamięć RAM, lokalizację przechowywania, konfigurację sieci i wskazujemy licencję.

Pozostaje uruchomić maszynę z VDSM i rozpocząć proces konfiguracji wirtualnego Synology podobnie jak konfiguruje się klasyczny serwer Synology z DSM. Choć sam proces konfiguracji jest nieco krótszy – nie konfigurujmy przestrzeni dyskowej (wolumenów) a jedynie logowania administratora, hasło oraz nazwę hosta.

Konfiguracja wirtualnego DSM.

Po uruchomieniu systemu mamy do dyspozycji klasyczne środowisko DSM. Dostępne są elementy konfiguracji, panel sterowania oraz możliwość podłączenia NAS-a do konta Synology. Na wirtualnym DSM można bez problemu instalować większość pakietów dostępnych w Centrum pakietów, dodawać wolumeny (w ramach przestrzeni dyskowej hosta). Podobnie jak w przypadku maszyn wirtualnych, tak i VDMS może być objęty strategią migawek czy migracji na inny host. Wirtualny VDSM możemy także klonować i eksportować do OVA.

Do czego wykorzystać wirtualny DSM? Na początek warto pamiętać, że dzięki VDSM mamy do dyspozycji kolejny serwer NAS Synology. A stąd już tylko krok do możliwości uruchomienia wielu usług na serwerze. Dodatkowy NAS może np. służyć jako miejsce do przechowywania danych multimedialnych i wykorzystania aplikacji Audio Station, Video Station czy Photo Station. Z kolei fizyczny NAS będzie hostował aplikacje i pliki produkcyjne. Wirtualny serwer może także posłużyć do testów czy też sprawdzania możliwości dodatkowych pakietów.

Na deser pozostawiliśmy coś jeszcze. Zarówno na wirtualnym DSM, jak i na fizycznym serwerze Synology można uruchomić pakiet Docker, który jest lekkim środowiskiem wirtualizacji umożliwiającym kompilowanie i uruchamianie aplikacji wewnątrz izolowanego kontenera oprogramowania. Daje nam to wiele możliwości uruchomienia kolejnych aplikacji i pakietów usług, które nie wymagają znaczących zasobów serwera.

Tworzenie kontenerów jest bardzo proste ponieważ Synology podłączył do NAS-a jedno z największych repozytoriów Docker Hub oraz Aliyun Hub. Możemy zatem przeszukiwać potężną bazę kontenerów i wybrać interesujące nas obrazy. Będzie to idealne narzędzie dla lekkich aplikacji czy systemów operacyjnych wspierających np. IoT.

Repozytoria dostępnych kontenerów.

Czy warto?

Serwery NAS już dawno przestały być narzędziami przeznaczonymi tylko i wyłącznie do udostępniania przestrzeni dyskowej. Dodatkowe pakiety czynią z nich niezwykle uniwersalne narzędzia zarówno do pracy, jak i rozrywki. Pakiet Virtual Machine to nie tylko dodatkowa funkcjonalność ale przede wszystkim oszczędność jak i możliwość wykorzystania zasobów systemowych Synology. Mając do dyspozycji hypervisor na NAS-ie możemy wybierać wśród setek rozwiązań wirtualnych i uruchomić te, które usprawnią zarówno pracę w firmie, jak i w domu. | CHIP

0
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.