Guida completa alle opzioni di storage Proxmox per le VM

La scelta del tipo di storage più adatto in Proxmox VE influisce direttamente sull’affidabilità, sulle prestazioni e sull’efficienza complessiva. Proxmox supporta un’ampia gamma di tipi di storage e, all’inizio, scegliere l’opzione ottimale può risultare complesso. Questa guida illustra i tipi di storage disponibili in Proxmox, i relativi vantaggi, i casi d’uso e i consigli pratici per diversi ambienti.

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Che cos’è Proxmox Storage?

Proxmox Storage è un componente fondamentale dell’hypervisor Proxmox VE. Viene utilizzato per archiviare i dischi virtuali delle VM, consentendo la virtualizzazione assistita dall’hardware e la portabilità. Proxmox Storage consente di gestire i file delle VM e di migrarli tra archivi dati locali su un singolo host o tra più host.

Fattori chiave da considerare nella scelta di Proxmox Storage

Nella scelta di Proxmox Storage, occorre tenere conto dei requisiti delle specifiche VM. Macchine virtuali diverse presentano esigenze diverse in relazione ai seguenti parametri.

• Prestazioni . Le VM di produzione, quelle con database pesanti e altri carichi di lavoro con elevati requisiti di I/O e necessità di bassa latenza devono essere eseguite su uno storage ad alte prestazioni. Per ottenere i migliori risultati, utilizzare uno storage locale basato su SSD. Altri tipi di storage locale includono LVM, ZFS e directory locali.
• Affidabilità . Le VM di produzione e altre VM critiche richiedono uno storage affidabile con ridondanza e la capacità di eseguire backup o replicare i dati in modo efficace. Utilizzate uno storage ridondante per le VM critiche al fine di evitare un singolo punto di guasto.
• Convenienza . Proxmox consente di utilizzare tipi di storage convenienti quando le opzioni di classe enterprise non sono disponibili o necessarie. Tuttavia, date sempre la priorità alla protezione dei dati e ai requisiti aziendali.
• Facilità di gestione . Alcuni tipi di storage richiedono una configurazione complessa che può essere giustificata per le VM con requisiti elevati. Le VM utilizzate per i test e le operazioni non critiche possono funzionare su configurazioni di storage più semplici.
• Tipi di disco delle VM . Le VM possono memorizzare i propri dischi virtuali come file (il formato nativo di Proxmox è QCOW2) o come volumi logici, a seconda del tipo di storage e della configurazione.
• Snapshot . La possibilità di acquisire istantaneamente lo stato del disco di una VM è essenziale per i backup e i test. A seconda del tipo di storage sono disponibili diversi meccanismi di snapshot. ZFS e LVM-Thin offrono funzionalità di snapshot a livello di blocco che superano in prestazioni le alternative basate su file.
• Tipo di provisioning . Esistono due tipi di provisioning: provisioning “thin” e “thick”.
  • Il thin provisioning consente di risparmiare spazio di storage poiché i dischi virtuali occupano solo lo spazio corrispondente ai dati scritti all’interno della VM, non la dimensione massima provisionata. I dischi virtuali crescono man mano che vengono scritti i dati. Un concetto correlato è l’over-provisioning. Con questo approccio, è necessario effettuare un monitoraggio attento dello spazio libero sugli archivi dati; Se lo spazio disponibile si esaurisce, le VM potrebbero bloccarsi finché non si libera spazio e si risolve il problema.
  • Thick provisioning richiede l’allocazione anticipata di tutto lo spazio su disco. Anche se il disco di una VM utilizza il 10% dello spazio provisionato, il file o il volume corrispondente consuma il 100% della capacità allocata sullo storage sottostante. Il thick provisioning garantisce spazio su disco sufficiente al momento della creazione e in seguito, ma può comportare uno spreco di capacità sull’archivio dati.
• Posizione di archiviazione . Lo storage Proxmox può essere locale o basato su rete. Lo storage di rete è essenziale per la migrazione delle VM, l’archiviazione delle immagini ISO di installazione, dei modelli di VM e delle VM in un cluster (con Alta Disponibilità e Migrazione Live). Lo storage locale di Proxmox offre prestazioni migliori, ma la migrazione delle VM tra host richiede più tempo.

Quando lo storage Proxmox è configurato per archiviare file di dischi virtuali, solo il formato QCOW2 supporta il thin provisioning.

Panoramica dei tipi di storage Proxmox

Proxmox VE supporta un’ampia gamma di tipi di storage e quasi tutti possono ospitare dischi di macchine virtuali. Le sezioni seguenti trattano ciascun tipo, le sue funzioni, i vantaggi e i casi d’uso.

Directory

Una directory è il tipo più semplice di storage locale di Proxmox, facile da configurare e disponibile su ogni host Proxmox, anche con hardware di base. Per configurare un archivio dati su una directory è necessario un disco rigido (HDD) o un’unità a stato solido (SSD) con un file system supportato. Ad esempio, una partizione ext4 con una directory può fungere da spazio di storage per i file dei dischi virtuali, sufficiente per VM non critiche come carichi di lavoro di test, formazione o backup.

L’archiviazione in directory può anche essere sovrapposta a un’infrastruttura di storage sottostante più complessa, come RAID hardware, LVM o iSCSI. La directory di per sé non fornisce ridondanza, ma eredita la ridondanza dall’infrastruttura di storage sottostante quando disponibile, il che la rende adatta a VM più importanti. L’archiviazione in directory supporta il thin provisioning per i dischi virtuali in formato QCOW2.

LVM

LVM (Logical Volume Manager) è un tipo di storage nativo di Linux altamente scalabile, in grado di utilizzare più dispositivi a blocchi (volumi fisici) per creare un volume logico. È possibile aggiungere ulteriori dispositivi a blocchi a un volume esistente per aumentare la capacità anche senza tempi di inattività. Lo storage LVM di Proxmox supporta le snapshot solo a livello di LVM (una funzione nativa di Linux). La ridondanza può essere configurata sullo storage sottostante o tramite mirroring LVM (meno comune).

LVM-Thin

LVM-Thin è la versione avanzata dello storage LVM di Proxmox con funzionalità aggiuntive. Supporta il thin provisioning per i dischi delle VM, oltre a snapshot e cloni, consentendo una implementazione più rapida delle VM. LVM-Thin è un’opzione efficace, specialmente con RAID hardware quando è necessario uno storage senza l’overhead di ZFS.

ZFS

ZFS (Zettabyte File System) è un’opzione avanzata di storage di Proxmox che offre ridondanza, prestazioni elevate e un ricco set di funzionalità. Supporta il thin provisioning, il Copy-On-Write, le istantanee a livello di blocco e i cloni delle VM. ZFS include un RAID software nativo e può creare array mirror (RAID1), RAID-Z e RAID-Z2.

La compressione nativa (lz4, zstd), la replica integrata tra i nodi Proxmox, il calcolo dei checksum e l’autoguarigione per l’integrità dei dati rendono ZFS affidabile per le VM critiche.

ZFS richiede più RAM ed è più esigente in termini di CPU rispetto a LVM e ad altri tipi di storage più leggeri. Supporta configurazioni a livello di blocco (zVol) e a livello di file (filesystem ZFS). ZFS rappresenta inoltre una valida opzione sui server in cui i controller RAID hardware non sono disponibili o hanno costi proibitivi. Questo equilibrio di funzioni rende ZFS uno dei tipi di storage Proxmox più versatili per i dischi delle macchine virtuali.

SMB/NFS

SMB e NFS sono tipi di storage condiviso Proxmox basati su rete e convenienti che utilizzano condivisioni file configurate su host remoti. SMB è il protocollo nativo di condivisione dei file in Windows; NFS svolge lo stesso ruolo in Linux. Entrambi operano a livello di file e sono relativamente semplici da configurare, il che li rende soluzioni pratiche di storage condiviso.

La ridondanza viene ereditata dal server SMB o NFS dedicato (server Linux, Windows Server, FreeNAS/TrueNAS o NAS aziendale). Il thin provisioning è supportato per i file di disco virtuale QCOW2.

iSCSI

iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface) è un protocollo che consente di collegare lo storage a blocchi tramite la rete e di utilizzarlo in modo simile allo storage SCSI locale. Lo storage iSCSI di Proxmox può essere configurato collegando un LUN iSCSI come destinazione iSCSI. Lo storage appare come un dispositivo a blocchi grezzo sull’host Proxmox.

La ridondanza e il provisioning (thin o thick) vengono ereditati dall’array di storage su cui è configurata la destinazione iSCSI. I sistemi SAN aziendali possono fungere da storage iSCSI per Proxmox.

ZFS su iSCSI

Questo tipo di storage Proxmox utilizza uno storage a blocchi iSCSI collegato in rete per configurare un pool ZFS locale sull’host Proxmox. La ridondanza viene configurata sul lato del target iSCSI (server), mentre ZFS agisce come un pool a disco singolo sul LUN iSCSI. Poiché ZFS vede solo un dispositivo a blocchi (il LUN), le sue funzionalità di autoriparazione su più dischi non sono applicabili.

Il checksum di ZFS continua a proteggere l’integrità dei dati tra l’host Proxmox e la destinazione iSCSI. Se la SAN su cui è configurata la destinazione iSCSI invia dati danneggiati, ZFS è in grado di rilevarli. Le funzioni di snapshot e clonazione rimangono disponibili a livello locale. Tuttavia, questa configurazione non abilita l’alta disponibilità (HA) in un cluster Proxmox standard poiché ZFS è attivo solo sul nodo che ha montato il LUN.

Questo approccio aumenta la complessità della configurazione. Per un cluster Proxmox con alta disponibilità, si consiglia invece di considerare NFS o Ceph RBD. In una configurazione non cluster, l’utilizzo diretto dei LUN iSCSI con LVM o LVM-Thin è più semplice.

RBD (Ceph RBD)

Ceph RBD (RADOS Block Device) è uno storage iperconvergente per cluster Proxmox progettato per ambienti scalabili che richiedono uno storage condiviso. Lo storage a blocchi Ceph è più complesso da implementare rispetto a ZFS e ad altri tipi di storage Proxmox.

RBD fornisce uno storage a blocchi, trattando i dischi virtuali come volumi raw con thin provisioning. Questo è il metodo consigliato per l’archiviazione dei dischi delle VM in Proxmox VE quando è necessario uno storage cluster di livello Enterprise. Ceph RBD è ottimizzato per dischi di VM ad alto I/O con bassa latenza, in particolare per operazioni di lettura/scrittura casuali. Supporta snapshot e clonazione a livello di blocco efficienti e quasi istantanei. È obbligatorio avere un minimo di 3 nodi; se ne consigliano 5 o più.

Le funzioni principali sono il thin provisioning, la vera alta disponibilità e la ridondanza (replica) altamente distribuita tra i nodi del cluster.

CephFS

CephFS fornisce un’interfaccia di filesystem standard e conforme a POSIX (simile a NFS o a un’unità ext4 locale) sovrapposta al cluster Ceph. Mentre Ceph RBD è uno storage a blocchi, CephFS è uno storage a file, che consente di visualizzare, leggere e scrivere dati in file e directory.

Nota: POSIX (Portable Operating System Interface) è un insieme di standard derivati dai sistemi di tipo UNIX che garantisce la portabilità del file system tra diversi sistemi operativi.

CephFS supporta l’accesso condiviso e più nodi Proxmox possono accedere contemporaneamente allo stesso file system. È in grado di archiviare file di dischi virtuali (QCOW2, RAW), sebbene le prestazioni siano leggermente inferiori rispetto a Ceph RBD a causa del sovraccarico del file system. CephFS richiede un componente aggiuntivo, il Metadata Server (MDS), per gestire la struttura dei file, il che aumenta la complessità di gestione rispetto a RBD.

BTRFS

BTRFS (B-Tree File System) è un moderno file system Copy-On-Write supportato nativamente dal kernel Linux. È disponibile come opzione in Proxmox a partire dalla versione 7.0 per il file system di root. BTRFS supporta snapshot, RAID software e autoriparazione tramite checksum. Questo tipo di storage rimane in fase di anteprima tecnologica in Proxmox e non presenta la profonda integrazione delle altre opzioni native. Per i carichi di lavoro di produzione, si raccomandano tipi di storage più consolidati.

ESXi

L’opzione di storage ESXi collega gli archivi dati situati su host ESXi a un host Proxmox tramite la rete. È progettata per Migrazione delle VM da ESXi gli archivi dati VMFS su Proxmox VE e non è destinata all’archiviazione di macchine virtuali Proxmox su archivi dati VMFS.

Tabella comparativa dei tipi di storage Proxmox:

Confronto tra le opzioni di storage di Proxmox

Le sezioni seguenti mettono a confronto le opzioni di storage più comuni di Proxmox per identificare le differenze chiave e i casi d’uso ottimali.

ZFS vs LVM: prestazioni e affidabilità

ZFS e LVM sono due tipi fondamentali di storage Proxmox che offrono prestazioni elevate come archiviazione a blocchi. Tuttavia, funzionano in modo diverso e offrono set di funzionalità differenti. ZFS è un sistema di file combinato con un gestore di volumi incentrato sull’integrità dei dati, mentre LVM è un gestore di volumi leggero incentrato sulla flessibilità e su un basso overhead.

ZFS dà priorità alla sicurezza dei dati e alle funzioni avanzate. È in grado di rilevare e correggere automaticamente i dati danneggiati utilizzando i checksum (LVM non dispone di questa funzionalità). Sebbene a volte sia considerato un sistema che richiede molte risorse, ZFS può essere molto veloce, in particolare nelle operazioni di lettura, grazie alla sua efficiente Adaptive Replacement Cache (ARC) nella RAM di sistema. La funzionalità RAID integrata garantisce la ridondanza dei dati e una maggiore affidabilità.

LVM è un gestore di volumi nativo di Linux che privilegia la semplicità e la velocità. È generalmente più veloce nei benchmark di I/O grezzo e grava meno sulla CPU e sulla RAM. La ridondanza è ottenuta tramite RAID hardware come storage sottostante, il che consente inoltre agli amministratori di concentrarsi sulla gestione dei volumi utilizzando strumenti Linux familiari.

Scegliete ZFS se l’integrità dei dati è fondamentale (VM con database e altri componenti essenziali del server), se disponete di risorse sufficienti in termini di CPU e memoria e se desiderate snapshot, compressione e replica nativi in un unico strumento.

Scegliete LVM-Thin se preferite il RAID hardware, se il vostro host Proxmox ha una RAM limitata e se avete bisogno di una soluzione efficace con un overhead minimo e facile da amministrare.

Ceph vs NFS: scalabilità e gestione

NFS è un protocollo nativo di condivisione dei file in Linux che offre i vantaggi di una configurazione semplice e di un’ampia compatibilità. La configurazione dello storage NFS in Proxmox richiede un server NFS separato al di fuori dell’ambiente Proxmox, ma l’installazione iniziale è semplice. La scalabilità è limitata dalla capacità e dalla velocità di trasferimento di un singolo server NFS.

Ceph (RBD) è uno storage a blocchi distribuito, a differenza di NFS, che opera a livello di file. La sua scalabilità è lineare, poiché è possibile espandere la capacità aggiungendo ulteriori nodi Proxmox o dischi più capienti ai nodi esistenti. I dati vengono replicati tra i nodi del cluster (3 volte per impostazione predefinita) per evitare un singolo punto di guasto. La configurazione iniziale è complessa, ma l’intera configurazione può essere eseguita direttamente sugli host Proxmox senza componenti esterni. CephFS è un’altra opzione di Ceph che opera a livello di file.

NFS è particolarmente adatto per backup, file ISO, modelli di VM e VM con dischi virtuali QCOW2 che non richiedono elevate prestazioni di I/O. Ceph è progettato per macchine virtuali mission-critical con requisiti prestazionali elevati. Utilizza lo storage Proxmox Ceph quando sono richiesti il massimo numero di IOPS, ridondanza e alta disponibilità.

Scenari decisionali per cluster, laboratori e ambienti di produzione

I diversi tipi di storage Proxmox sono ottimali per scenari diversi.

Per piccoli cluster di produzione , le opzioni di storage efficaci includono:

• ZFS con replica Proxmox
• NFS con ridondanza (RAID) su NAS o server NFS

  Per cluster aziendali con più di 3 nodi, lo storage deve supportare una vera alta disponibilità. Le opzioni consigliate sono:

• Ceph RBD — storage a blocchi distribuito con dati replicati su tutti i nodi
• iSCSI e Fibre Channel (SAN) — storage a blocchi esterno collegato tramite la rete; LVM-Thin può essere configurato su LUN iSCSI

  Per ambienti di laboratorio e di test , i tipi di storage convenienti e pratici includono:

• Directory su ext4, LVM-Thin e altri tipi disponibili
• Condivisioni NFS — utili quando è disponibile un dispositivo NAS
• LVM-Thin — scalabile con un basso overhead, sufficiente per laboratori e test

Lo storage con thin provisioning è consigliato per scenari di laboratorio e di test.

Come scegliere e gestire efficacemente lo storage Proxmox

I consigli pratici riportati di seguito possono aiutarti a selezionare lo storage giusto e a gestirlo in modo efficace.

Valuta il tuo ambiente e le tue esigenze in termini di prestazioni

Stima il livello di prestazioni richiesto per i tuoi carichi di lavoro e valuta l’hardware esistente. In base ai risultati, determina se l’hardware attuale è sufficiente o se sono necessarie risorse aggiuntive per soddisfare i requisiti dei tuoi ambienti virtuali Proxmox. Definisci i tuoi obiettivi di storage, quali prestazioni, ridondanza e scalabilità.

Scegli il tipo di storage più adatto

Scegli il tipo di storage che soddisfa i tuoi requisiti in termini di carichi di lavoro delle VM, esigenze funzionali (prestazioni, ridondanza) e complessità di gestione. Per ottenere le massime prestazioni, è generalmente preferibile lo storage a blocchi. Quando i requisiti di prestazioni sono meno esigenti, lo storage basato su file rappresenta la scelta più pratica.

Ottimizzare le prestazioni e l’affidabilità

Scegliere i tipi di storage Proxmox che supportano il thin provisioning e abilitare questa funzione nella configurazione. Abilitare TRIM/Discard per lo storage thin. Se si utilizzano dispositivi SSD, abilitare l’emulazione SSD. Assicurarsi che il comando TRIM venga eseguito regolarmente nei sistemi operativi guest.

Utilizzare le snapshot in modo efficace. Lo storage a livello di blocco trae vantaggio dalle snapshot a livello di blocco per una maggiore efficienza. Eliminare regolarmente le snapshot obsolete e non necessarie per mantenere le prestazioni e recuperare spazio su disco.

Separare i carichi di lavoro critici da quelli non critici su storage diversi. L’archiviazione di immagini ISO, modelli di VM e VM non critiche su storage più lenti è una pratica standard che migliora le prestazioni complessive.

Monitorare l’utilizzo e lo stato di salute dello storage

Monitorare attentamente l’utilizzo dello spazio di storage, specialmente con i dischi delle VM con thin provisioning. L’overprovisioning comporta il rischio di esaurire la capacità dell’archivio dati. Quando lo spazio libero si esaurisce, le VM andranno in crash e potrebbero richiedere un ripristino.

Monitorare lo stato di salute dei dischi sugli host Proxmox, sui server di storage remoti e sui dispositivi NAS e SAN. Se vengono rilevati attributi SMART sospetti, valutare la sostituzione dell’unità interessata. Un guasto del disco su uno storage non ridondante può comportare la perdita dei dati. Controlli regolari dello stato di salute e la sostituzione tempestiva dei dischi contribuiscono a massimizzare l’affidabilità.

Garantire la protezione dei dati e la continuità operativa

Anche lo storage più affidabile non garantisce una protezione completa dei dati. Problemi software, errori umani, cancellazioni accidentali, attacchi ransomware e disastri naturali rimangono dei rischi indipendentemente dalla ridondanza dello storage. I backup regolari sono essenziali per proteggere i dati ed evitare perdite di dati e tempi di inattività. La combinazione di uno storage ridondante con backup coerenti è alla base di un data center affidabile.

Conclusione

L’ampia gamma di opzioni di storage offerte da Proxmox rappresenta un vantaggio significativo, ma la scelta e la configurazione del tipo giusto richiedono un’attenta pianificazione. Definisci i requisiti per l’ambiente virtuale, valuta l’hardware a disposizione e seleziona lo storage ottimale per ogni scenario. Proxmox supporta l’esecuzione di più tipi di storage sullo stesso host, offrendovi la flessibilità necessaria per adattare lo storage alle esigenze del carico di lavoro. Eseguite regolarmente il backup dei dati per prevenire la perdita di dati, indipendentemente dal tipo di storage utilizzato.

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