Introdução

No cenário atual de transformação digital, a virtualização tornou-se pilar essencial para empresas que buscam eficiência operacional, elasticidade e alta disponibilidade. Contudo, à medida que a densidade de cargas de trabalho aumenta, também cresce a exigência por redes de armazenamento de alto desempenho. Neste contexto, o protocolo iSER (iSCSI Extensions for RDMA) emerge como uma resposta poderosa para organizações que utilizam servidores NAS QNAP integrados ao VMware ESXi.

O desafio técnico estratégico está na eliminação de gargalos causados por overheads de CPU e cópias intermediárias de dados — típicos das arquiteturas iSCSI convencionais. Ignorar esse gargalo pode levar a perdas severas de desempenho, aumento de latência e, em última análise, limitação da eficiência de ambientes virtualizados.

Este artigo apresenta uma análise profunda do papel do iSER no ecossistema QNAP, explorando sua arquitetura baseada em RDMA, cenários críticos de aplicação, requisitos técnicos e como liberar o potencial máximo da combinação iSER + Qtier + SSD cache para alcançar desempenho além do que o VMware oferece por padrão.

 

O Problema Estratégico: Desempenho Limitado na Virtualização Convencional

Empresas que adotam virtualização com VMware ESXi utilizando NAS tradicionais enfrentam frequentemente limites de desempenho impostos pelo protocolo iSCSI padrão. Mesmo com redes de 10GbE, os pacotes passam por múltiplas camadas de software (pilha TCP/IP, drivers de rede, sistema de arquivos), consumindo ciclos valiosos da CPU e introduzindo latência indesejada.

Esse cenário se torna crítico quando workloads altamente transacionais — como bancos de dados, VDI ou aplicações em tempo real — são executados em VMs, exigindo IOPS elevados e latência mínima. Sem uma arquitetura de acesso direto à memória, o iSCSI padrão simplesmente não acompanha essas demandas.

Consequências da Inação

Não adotar tecnologias de aceleração como o iSER implica em:

• Altos tempos de resposta das VMs sob carga intensiva
• Gargalos em ambientes de armazenamento híbrido
• Subutilização do hardware NAS e da infraestrutura de rede
• Escalabilidade comprometida de clusters VMware

Além disso, custos ocultos se manifestam na forma de maior necessidade de hardware para compensar a ineficiência da comunicação iSCSI tradicional.

Fundamentos Técnicos do iSER

O iSER estende o protocolo iSCSI incorporando RDMA (Remote Direct Memory Access), permitindo que dados sejam transferidos diretamente entre os buffers de memória dos servidores e do NAS, sem intervenção do kernel de rede ou da CPU. Isso reduz drasticamente a latência e o consumo de processamento.

Diferentemente do iSCSI tradicional, que depende do stack TCP/IP e realiza múltiplas cópias intermediárias, o iSER opera sobre redes compatíveis com RDMA (InfiniBand, RoCE ou iWARP) e exige NICs especializadas para transmitir dados por DMA diretamente à memória de destino.

 

Benefícios Chave do iSER:

• Redução da latência em até 50%
• Aumento do throughput e IOPS
• Menor uso de CPU no NAS e no servidor ESXi
• Eliminação de cópias intermediárias de dados

Implementação Estratégica do iSER com QNAP

A QNAP, em parceria com a Mellanox®, integrou suporte iSER em modelos de NAS baseados em Intel ou AMD com QTS 4.3.3 ou superior. A ativação do iSER exige a instalação de NICs compatíveis nos servidores NAS e VMware ESXi, operando em redes de 10GbE ou 40GbE.

A configuração típica envolve:

• NAS QNAP com slot PCIe e NIC Mellanox compatível com RDMA
• VMware ESXi com driver de RDMA instalado e NIC compatível
• Rede ponto a ponto ou switch compatível com RoCE

Além da conectividade, é recomendado combinar o iSER com SSD cache, Qtier ou arrays all-flash para obter benefícios máximos.

Melhores Práticas Avançadas com iSER + Qtier

Embora configurações totalmente em flash ofereçam o desempenho máximo, seu custo pode ser proibitivo. A QNAP propõe a combinação de discos SSD e HDD com o Qtier™ — tecnologia de tiering automático — que aloca dados com base em sua frequência de acesso.

Ao integrar Qtier com iSER, é possível obter desempenho semelhante a all-flash, mesmo em ambientes híbridos. Durante testes internos da QNAP, um NAS com 12 SSDs e 12 HDDs atingiu 180.000 IOPS aleatórios, número equivalente a soluções full flash — mas com muito mais capacidade e menor custo.

Medição de Sucesso: KPIs de Desempenho com iSER

A eficácia do iSER pode ser mensurada por indicadores como:

• IOPS: Aumento de até 60% em leitura/gravação aleatória
• Latência: Redução de até 50% na resposta a requisições
• Uso de CPU: Alívio de carga nos processadores NAS e ESXi
• Eficiência energética: Menor consumo por transação de dados

Empresas que operam com múltiplas VMs ou sistemas exigentes notam melhorias perceptíveis em tempo de boot, recuperação de snapshots, migrações ao vivo (vMotion) e performance de banco de dados.

Conclusão

O iSER transforma o paradigma de comunicação entre armazenamento e virtualização. Com sua arquitetura baseada em RDMA, oferece ganhos expressivos de desempenho, baixa latência e maior eficiência operacional. Quando aliado às tecnologias da QNAP como Qtier e SSD cache, torna-se uma solução estratégica para empresas que buscam maximizar sua infraestrutura de virtualização sem aumentar custos exponencialmente.

Ignorar a adoção de iSER significa aceitar limitações estruturais do iSCSI tradicional. Já a implementação planejada dessa tecnologia posiciona o NAS QNAP como um elemento de alta performance dentro de clusters VMware — não apenas como repositório de dados, mas como acelerador real de aplicações.

Empresas que desejam explorar o máximo valor da infraestrutura NAS devem considerar o iSER como parte integrante de sua estratégia de virtualização avançada.