服務(wù)器虛擬化給存儲系統(tǒng)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)
[導(dǎo)讀]服務(wù)器虛擬化給存儲系統(tǒng)和維護(hù)存儲系統(tǒng)的管理員帶來了一些嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。一個簡單的事實就是在全球數(shù)據(jù)中心中只有大約50%的服務(wù)器已經(jīng)被虛擬化——盡管服務(wù)器虛擬化能帶來明顯和真正的好處。服務(wù)器虛擬化的一個最基本推
服務(wù)器虛擬化給存儲系統(tǒng)和維護(hù)存儲系統(tǒng)的管理員帶來了一些嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。一個簡單的事實就是在全球數(shù)據(jù)中心中只有大約50%的服務(wù)器已經(jīng)被虛擬化——盡管服務(wù)器虛擬化能帶來明顯和真正的好處。
服務(wù)器虛擬化的一個最基本推動力就是成本。服務(wù)器虛擬化可以帶來明顯的成本節(jié)約，但是需要支持它的存儲系統(tǒng)稱職才行。2010年，William Blair and Company，一家芝加哥投資銀行，它所進(jìn)行的一項研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)行服務(wù)器虛擬化的公司基本上在服務(wù)器虛擬化上每花1美元，在存儲上就要花2到3美元。根據(jù)企業(yè)策略集團(tuán)(ESG)高級分析師Mark Peters的說法，這樣的數(shù)據(jù)可以打破服務(wù)器虛擬化的經(jīng)濟性幻想。他表示：“沒有事先做好功課的人當(dāng)然是有可能會因為存儲成本而失去服務(wù)器虛擬化的經(jīng)濟性的。”
存儲成本巨升的一個原因就是隨著服務(wù)器虛擬化將虛擬機(VM)從所運行的物理硬件上脫鉤，它也將VM從底層存儲上脫鉤，而底層存儲通常是在一個SAN(存儲局域網(wǎng))上。服務(wù)器虛擬化廠商實際上使得新VM的創(chuàng)建變得快速和容易，不過這也導(dǎo)致VM的泛濫和數(shù)百個幽靈VM——那些不再需要或使用的但是仍然在消耗存儲資源的VM。當(dāng)VM從標(biāo)準(zhǔn)鏡像中創(chuàng)建的時候，這種情況更嚴(yán)重了，因為標(biāo)準(zhǔn)鏡像通常被給予比實際所需遠(yuǎn)遠(yuǎn)更多的存儲資源。
更概括地說，根據(jù)服務(wù)器虛擬化本身的特性，服務(wù)器虛擬化對存儲資源是非?？是蟮?。由于服務(wù)器虛擬化讓順序訪問變得隨機——隨機訪問這種存儲行為對存儲系統(tǒng)來說是最大的挑戰(zhàn)——它尤其會加重存儲系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。Peters表示：“由于它很容易創(chuàng)建VM，你對存儲容量的需求就會上升。同時，隨著VM在虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施中的活動，你會遇到更多的隨機I/O(輸入/輸出)，這對你的存儲系統(tǒng)的容量和性能都是負(fù)擔(dān)。這種情況一定程度上會迫使人們放慢虛擬化步伐，因為他們必須在存儲上花費比預(yù)期更多的錢。”
Peters提到說用戶需要事先規(guī)劃，在沒有清晰戰(zhàn)略下進(jìn)行存儲擴展的一個陷阱就是存儲蔓延——配置新設(shè)備來擴展存儲以便滿足虛擬化對性能和容量的要求，而不是通過使用可以升級或擴展的存儲架構(gòu)來確保存儲擴展的可能性。一個可以擴展的系統(tǒng)應(yīng)該是便于管理和維護(hù)的;它占用更少的數(shù)據(jù)中心空間;消耗更少的電源;冷卻成本低。如果你要購買的存儲系統(tǒng)在它的整個工作壽命中采購成本只占到總的運行和維護(hù)成本的20%，那么選擇這樣的便于維護(hù)和占用更少資源的系統(tǒng)可以為你帶來明顯的成本節(jié)約。
緩解存儲對虛擬服務(wù)器的制約
服務(wù)器虛擬化所帶來的最大挑戰(zhàn)之一就是如何應(yīng)付多個VM在一個物理主機上運行來帶來的高I/O水平，所有I/O都要通過主機上運行的一個虛擬機管理器。目前越來越流行的一個解決方案就是安裝一個虛擬化高速緩存——通常是數(shù)百GB的快速固態(tài)記憶體——在處理器旁邊使用一個PCIe主線連接。
如果再加上在虛擬機管理器和客機操作系統(tǒng)中運行的應(yīng)用程序?qū)用娴母咚倬彺孳浖?，用戶可以有效地將后端存儲系統(tǒng)的IOPS(每秒輸入輸出)卸載到高速緩存，從而減輕存儲系統(tǒng)的壓力，降低延遲性，有效加快應(yīng)用程序速度。提供這種類型固態(tài)高速緩存和軟件的廠商包括Fusion-io(io Turbine軟件)、OCZ(VXL產(chǎn)品)和SanDisk(FlashSoft產(chǎn)品)。
這股將存儲技術(shù)應(yīng)用到虛擬化中的潮流還在繼續(xù)。這些存儲技術(shù)包括動態(tài)分層存儲陣列(比如EMC和NetApp的產(chǎn)品)，服務(wù)器這邊的SSD設(shè)備(包括Tintri、Nimble、Nutanix和StorSimple的產(chǎn)品)。
另一個解決方案就是所謂的存儲虛擬機管理器，它進(jìn)一步將存儲在VM層次上呈現(xiàn)。一個例子就是加州Virsto提供的產(chǎn)品。它的存儲虛擬機管理器被安裝為每個物理虛擬化主機上的虛擬設(shè)備，然后它可以干涉處理那些原來正常情況下應(yīng)該直接給虛擬機管理器的I/O請求。這些I/O請求被寫入到一個日志文件，然后以優(yōu)化的方式寫入到一個異質(zhì)共享存儲池中，在底層虛擬磁盤的自動精簡配置功能的幫助下，這種方式可以將性能提升10倍，也就是說可以將存儲要求降低至多90%。
ESG的Peters表示：“我很贊成使用存儲虛擬機管理器。如果你虛擬化了所有其他東西，那為什么不像Virsto那樣把存儲放在一個存儲池中來管理呢?”
自動精簡配置在用于虛擬化架構(gòu)的時候可以帶來很多好處。根據(jù)ESG進(jìn)行的研究，大約一半的公司浪費了一半的存儲容量。虛擬化要求大量的存儲，而自動精簡配置可以幫助確保這些存儲沒有被浪費。Peters表示：“每個人都應(yīng)該使用自動精簡配置?！?BR>
然而，一個讓人驚訝的事實是，根據(jù)一位廠商提供給Peters的數(shù)據(jù)，只有大約一半的企業(yè)在使用自動精簡配置技術(shù)。他表示：“許多組織甚至是沒有開啟這個功能?！?BR>
當(dāng)然，在一些情況下，自動精簡配置也許不是一個好主意——例如，它不適合用于那些存儲要求變化非常劇烈和快速的應(yīng)用程序。不過Peters認(rèn)為在許多情況下自動精簡配置只是因為保守主義而沒有被使用。
這里邊還有另一個因素。Ovum首席分析師Roy Illsley表示，在那些已經(jīng)虛擬化了任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用程序的公司中，很少有公司愿意在這些應(yīng)用程序上使用自動精簡配置?！八鼈冏罱K會使用，但是要想實現(xiàn)這點，它們將需要某種形式的復(fù)雜的自動配置系統(tǒng)?！弊詣酉到y(tǒng)現(xiàn)在就已經(jīng)存在，不過Illsley表示還是需要那種可以幫助提供穩(wěn)定的服務(wù)水平的東西。
這可能涉及存儲分層或是那種可懷疑將數(shù)據(jù)分配到不同存儲層(通常是根據(jù)數(shù)據(jù)訪問頻率)的存儲系統(tǒng)。Illsley建議自動存儲分層系統(tǒng)可以使用類似VMTurbo產(chǎn)品那樣的技術(shù)來提高使用的經(jīng)濟性：放棄根據(jù)使用頻率將數(shù)據(jù)自動分配到各個存儲層的做法，VM或應(yīng)用程序可以根據(jù)分配的“預(yù)算”從存儲系統(tǒng)中“購買”不同的存儲層。通過為重要的應(yīng)用程序分配更高的預(yù)算，自動系統(tǒng)可以確保不同的存儲層以更有效的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)分配。
存儲所面臨的其他服務(wù)器虛擬化挑戰(zhàn)
服務(wù)器虛擬化還可以以其他方式給存儲環(huán)境帶來挑戰(zhàn)——想想備份和災(zāi)難恢復(fù)，在虛擬化環(huán)境如何管理存儲和由誰管理存儲的問題。大型存儲廠商將尋求提供解決方案。EMC營銷經(jīng)理Phil George表示：“你的針對虛擬化環(huán)境的存儲平臺將與你的虛擬化平臺緊密相連。尤其是，我們認(rèn)為你的備份應(yīng)該要和你的存儲設(shè)備整合在一起。”存儲廠商也在將它們的產(chǎn)品同管理系統(tǒng)(比如VMware的vCenter)整合在一起，意味著存儲管理員和虛擬化管理員之間的界限正在模糊。[!--empirenews.page--]
雖然界限可能模糊了，但是有一件事是很清楚的：服務(wù)器虛擬化給存儲帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。除非這些挑戰(zhàn)用最新的技術(shù)來應(yīng)對，企業(yè)很有可能放慢自己的虛擬化步伐，錯過服務(wù)器虛擬化所能帶來的好處。
服務(wù)器虛擬化的一個最基本推動力就是成本。服務(wù)器虛擬化可以帶來明顯的成本節(jié)約，但是需要支持它的存儲系統(tǒng)稱職才行。2010年，William Blair and Company，一家芝加哥投資銀行，它所進(jìn)行的一項研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)行服務(wù)器虛擬化的公司基本上在服務(wù)器虛擬化上每花1美元，在存儲上就要花2到3美元。根據(jù)企業(yè)策略集團(tuán)(ESG)高級分析師Mark Peters的說法，這樣的數(shù)據(jù)可以打破服務(wù)器虛擬化的經(jīng)濟性幻想。他表示：“沒有事先做好功課的人當(dāng)然是有可能會因為存儲成本而失去服務(wù)器虛擬化的經(jīng)濟性的。”
存儲成本巨升的一個原因就是隨著服務(wù)器虛擬化將虛擬機(VM)從所運行的物理硬件上脫鉤，它也將VM從底層存儲上脫鉤，而底層存儲通常是在一個SAN(存儲局域網(wǎng))上。服務(wù)器虛擬化廠商實際上使得新VM的創(chuàng)建變得快速和容易，不過這也導(dǎo)致VM的泛濫和數(shù)百個幽靈VM——那些不再需要或使用的但是仍然在消耗存儲資源的VM。當(dāng)VM從標(biāo)準(zhǔn)鏡像中創(chuàng)建的時候，這種情況更嚴(yán)重了，因為標(biāo)準(zhǔn)鏡像通常被給予比實際所需遠(yuǎn)遠(yuǎn)更多的存儲資源。
更概括地說，根據(jù)服務(wù)器虛擬化本身的特性，服務(wù)器虛擬化對存儲資源是非?？是蟮?。由于服務(wù)器虛擬化讓順序訪問變得隨機——隨機訪問這種存儲行為對存儲系統(tǒng)來說是最大的挑戰(zhàn)——它尤其會加重存儲系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。Peters表示：“由于它很容易創(chuàng)建VM，你對存儲容量的需求就會上升。同時，隨著VM在虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施中的活動，你會遇到更多的隨機I/O(輸入/輸出)，這對你的存儲系統(tǒng)的容量和性能都是負(fù)擔(dān)。這種情況一定程度上會迫使人們放慢虛擬化步伐，因為他們必須在存儲上花費比預(yù)期更多的錢。”
Peters提到說用戶需要事先規(guī)劃，在沒有清晰戰(zhàn)略下進(jìn)行存儲擴展的一個陷阱就是存儲蔓延——配置新設(shè)備來擴展存儲以便滿足虛擬化對性能和容量的要求，而不是通過使用可以升級或擴展的存儲架構(gòu)來確保存儲擴展的可能性。一個可以擴展的系統(tǒng)應(yīng)該是便于管理和維護(hù)的;它占用更少的數(shù)據(jù)中心空間;消耗更少的電源;冷卻成本低。如果你要購買的存儲系統(tǒng)在它的整個工作壽命中采購成本只占到總的運行和維護(hù)成本的20%，那么選擇這樣的便于維護(hù)和占用更少資源的系統(tǒng)可以為你帶來明顯的成本節(jié)約。
緩解存儲對虛擬服務(wù)器的制約
服務(wù)器虛擬化所帶來的最大挑戰(zhàn)之一就是如何應(yīng)付多個VM在一個物理主機上運行來帶來的高I/O水平，所有I/O都要通過主機上運行的一個虛擬機管理器。目前越來越流行的一個解決方案就是安裝一個虛擬化高速緩存——通常是數(shù)百GB的快速固態(tài)記憶體——在處理器旁邊使用一個PCIe主線連接。
如果再加上在虛擬機管理器和客機操作系統(tǒng)中運行的應(yīng)用程序?qū)用娴母咚倬彺孳浖?，用戶可以有效地將后端存儲系統(tǒng)的IOPS(每秒輸入輸出)卸載到高速緩存，從而減輕存儲系統(tǒng)的壓力，降低延遲性，有效加快應(yīng)用程序速度。提供這種類型固態(tài)高速緩存和軟件的廠商包括Fusion-io(io Turbine軟件)、OCZ(VXL產(chǎn)品)和SanDisk(FlashSoft產(chǎn)品)。
這股將存儲技術(shù)應(yīng)用到虛擬化中的潮流還在繼續(xù)。這些存儲技術(shù)包括動態(tài)分層存儲陣列(比如EMC和NetApp的產(chǎn)品)，服務(wù)器這邊的SSD設(shè)備(包括Tintri、Nimble、Nutanix和StorSimple的產(chǎn)品)。
另一個解決方案就是所謂的存儲虛擬機管理器，它進(jìn)一步將存儲在VM層次上呈現(xiàn)。一個例子就是加州Virsto提供的產(chǎn)品。它的存儲虛擬機管理器被安裝為每個物理虛擬化主機上的虛擬設(shè)備，然后它可以干涉處理那些原來正常情況下應(yīng)該直接給虛擬機管理器的I/O請求。這些I/O請求被寫入到一個日志文件，然后以優(yōu)化的方式寫入到一個異質(zhì)共享存儲池中，在底層虛擬磁盤的自動精簡配置功能的幫助下，這種方式可以將性能提升10倍，也就是說可以將存儲要求降低至多90%。
ESG的Peters表示：“我很贊成使用存儲虛擬機管理器。如果你虛擬化了所有其他東西，那為什么不像Virsto那樣把存儲放在一個存儲池中來管理呢?”
自動精簡配置在用于虛擬化架構(gòu)的時候可以帶來很多好處。根據(jù)ESG進(jìn)行的研究，大約一半的公司浪費了一半的存儲容量。虛擬化要求大量的存儲，而自動精簡配置可以幫助確保這些存儲沒有被浪費。Peters表示：“每個人都應(yīng)該使用自動精簡配置?！?BR>
然而，一個讓人驚訝的事實是，根據(jù)一位廠商提供給Peters的數(shù)據(jù)，只有大約一半的企業(yè)在使用自動精簡配置技術(shù)。他表示：“許多組織甚至是沒有開啟這個功能?！?BR>
當(dāng)然，在一些情況下，自動精簡配置也許不是一個好主意——例如，它不適合用于那些存儲要求變化非常劇烈和快速的應(yīng)用程序。不過Peters認(rèn)為在許多情況下自動精簡配置只是因為保守主義而沒有被使用。
這里邊還有另一個因素。Ovum首席分析師Roy Illsley表示，在那些已經(jīng)虛擬化了任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用程序的公司中，很少有公司愿意在這些應(yīng)用程序上使用自動精簡配置?！八鼈冏罱K會使用，但是要想實現(xiàn)這點，它們將需要某種形式的復(fù)雜的自動配置系統(tǒng)?！弊詣酉到y(tǒng)現(xiàn)在就已經(jīng)存在，不過Illsley表示還是需要那種可以幫助提供穩(wěn)定的服務(wù)水平的東西。
這可能涉及存儲分層或是那種可懷疑將數(shù)據(jù)分配到不同存儲層(通常是根據(jù)數(shù)據(jù)訪問頻率)的存儲系統(tǒng)。Illsley建議自動存儲分層系統(tǒng)可以使用類似VMTurbo產(chǎn)品那樣的技術(shù)來提高使用的經(jīng)濟性：放棄根據(jù)使用頻率將數(shù)據(jù)自動分配到各個存儲層的做法，VM或應(yīng)用程序可以根據(jù)分配的“預(yù)算”從存儲系統(tǒng)中“購買”不同的存儲層。通過為重要的應(yīng)用程序分配更高的預(yù)算，自動系統(tǒng)可以確保不同的存儲層以更有效的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)分配。
存儲所面臨的其他服務(wù)器虛擬化挑戰(zhàn)
服務(wù)器虛擬化還可以以其他方式給存儲環(huán)境帶來挑戰(zhàn)——想想備份和災(zāi)難恢復(fù)，在虛擬化環(huán)境如何管理存儲和由誰管理存儲的問題。大型存儲廠商將尋求提供解決方案。EMC營銷經(jīng)理Phil George表示：“你的針對虛擬化環(huán)境的存儲平臺將與你的虛擬化平臺緊密相連。尤其是，我們認(rèn)為你的備份應(yīng)該要和你的存儲設(shè)備整合在一起。”存儲廠商也在將它們的產(chǎn)品同管理系統(tǒng)(比如VMware的vCenter)整合在一起，意味著存儲管理員和虛擬化管理員之間的界限正在模糊。[!--empirenews.page--]
雖然界限可能模糊了，但是有一件事是很清楚的：服務(wù)器虛擬化給存儲帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。除非這些挑戰(zhàn)用最新的技術(shù)來應(yīng)對，企業(yè)很有可能放慢自己的虛擬化步伐，錯過服務(wù)器虛擬化所能帶來的好處。
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