Informe de Infraestructura: Optimización de Almacenamiento y Topología PCIe

Objetivo Técnico

El objetivo de esta sesión ha sido la consolidación de la topología física y lógica para un hipervisor KVM/Libvirt basado en la placa Gigabyte B550 AORUS Elite V2 y el procesador AMD Ryzen 5 5600. Se ha resuelto específicamente la distribución de carga en los carriles PCIe para mitigar la saturación del bus del chipset B550, garantizando que el subsistema de almacenamiento de infraestructura acceda a latencias mínimas mediante el bus PCIe 4.0 y optimizando la densidad de datos mediante la implementación de VDO (Virtual Data Optimizer).

Procedimiento

Definición de la Topología Física de Hardware

Se ha validado la disposición de los componentes en los slots de expansión para asegurar el aislamiento de los grupos IOMMU y maximizar el ancho de banda del almacenamiento de infraestructura:

  • Slot M2A_CPU (Superior): Instalación de unidad NVMe Gen4 (1TB). Este slot utiliza carriles PCIe 4.0 x4 directos a la CPU.

  • Slot M2B_SB (Inferior): Instalación de unidad Samsung 960 EVO (250GB) para el Sistema Operativo Host. Conexión vía carriles PCIe 3.0 x4 gestionados por el Chipset.

  • Slot PCIEX1_1: Instalación de tarjeta de red TP-Link TX201 (Chip RTL8125B 2.5GbE).

Configuración del Almacenamiento Optimizado (VDO)

Para el almacenamiento de imágenes de máquinas virtuales en el disco de 1TB, se define la creación de un volumen VDO con deduplicación y compresión activas:

# 1. Creación del volumen VDO
# Se establece un tamaño lógico de 3000G (3TB) sobre el soporte físico de 1TB
vdo create --name=vdo_infra \
           --device=/dev/nvme0n1 \
           --vdoLogicalSize=3000G \
           --writePolicy=auto

# 2. Formateo con XFS optimizado (desactivando descarte para VDO)
mkfs.xfs -K /dev/mapper/vdo_infra

# 3. Punto de montaje para libvirt
mount /dev/mapper/vdo_infra /var/lib/libvirt/images

Justificación

  • Priorización de Carriles (Lanes): El uso del slot M2A_CPU es crítico para evitar el cuello de botella del DMI 3.0 que conecta el chipset B550 con la CPU, permitiendo que las VMs operen a velocidades de PCIe 4.0.

  • Configuración VDO (3000G): Se selecciona un tamaño lógico de 3TB basándose en la alta tasa de redundancia esperada en plantillas de SO similares (deduplicación), maximizando la inversión del disco físico de 1TB.

  • XFS: Elegido por su excelente manejo de archivos sparse y su escalabilidad en entornos de virtualización.

Verificación

La comprobación de la correcta inicialización y el estado de la optimización se realiza mediante la herramienta de estadísticas de VDO:

# Verificación de estadísticas de ahorro de espacio
vdostats --human-readable

# Comprobación de la topología PCIe reconocida
lspci -vvv | grep -A 20 "Non-Volatile memory controller"