存儲(chǔ)虛擬化中的性能考量

隨著越來越多的用戶部署了云計(jì)算等虛擬計(jì)算環(huán)境，存儲(chǔ)虛擬化逐漸成為企業(yè)不得不考慮的一項(xiàng)技術(shù)。但比較服務(wù)器虛擬化，在應(yīng)用存儲(chǔ)虛擬化之前，用戶或許會(huì)有更多的顧慮。存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)不僅意味著將存儲(chǔ)池化后提供給主機(jī)……

隨著越來越多的用戶部署了云計(jì)算等虛擬計(jì)算環(huán)境，存儲(chǔ)虛擬化逐漸成為企業(yè)不得不考慮的一項(xiàng)技術(shù)。但比較服務(wù)器虛擬化，在應(yīng)用存儲(chǔ)虛擬化之前，用戶或許會(huì)有更多的顧慮。存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)不僅意味著將存儲(chǔ)池化后提供給主機(jī)，還要確保數(shù)據(jù)經(jīng)過虛擬控制器后不會(huì)影響到性能，因此，許多用戶會(huì)問到虛擬存儲(chǔ)供應(yīng)商產(chǎn)品的IOPS值是多少？

這并不是一個(gè)容易回答的問題，至少在今天還沒有第三方機(jī)構(gòu)，比如SPC，針對(duì)存儲(chǔ)虛擬化的整體方案提供IOPS公測(cè)值。而每家存儲(chǔ)化存儲(chǔ)廠商提供的性能參數(shù)值很多時(shí)候并不具備參考意義，比如會(huì)將虛擬控制器前端和后端的吞吐量疊加計(jì)算，而不考慮實(shí)際控制器的處理性能，這會(huì)對(duì)用戶造成嚴(yán)重的誤導(dǎo)——特別是當(dāng)用戶使用磁盤陣列的采購經(jīng)驗(yàn)采購存儲(chǔ)虛擬化解決方案時(shí)會(huì)直接套用以往的經(jīng)驗(yàn)。

存儲(chǔ)虛擬化產(chǎn)品或方案并不存在IOPS，即每秒IO的概念。大多虛擬化產(chǎn)品可以通過并行擴(kuò)展或在單節(jié)點(diǎn)上增加IO卡的方式來提升數(shù)據(jù)吞吐量，但由于對(duì)后端磁盤陣列通訊策略的不同，虛擬化產(chǎn)品在虛擬化調(diào)度上勢(shì)必存在額外的性能開銷，也就是說在使用虛擬化產(chǎn)品后，在不增加額外的高性能磁盤的前提下，原有磁盤陣列的吞吐量整合一定小于該虛擬化產(chǎn)品的數(shù)據(jù)吞吐量。因此，在評(píng)估所要整合的已有系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分意識(shí)到并不是所有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)都適合放在一起進(jìn)行虛擬化，比如兩項(xiàng)或多項(xiàng)在同一時(shí)刻達(dá)到性能峰值的應(yīng)用就應(yīng)當(dāng)避免放在同一個(gè)存儲(chǔ)池中；而對(duì)于一直負(fù)載嚴(yán)重的核心應(yīng)用，仍應(yīng)采用原有的獨(dú)立存儲(chǔ)的系統(tǒng)架構(gòu)方式。

按照部署層次的不同，存儲(chǔ)虛擬化解決方案分為主機(jī)層、交換層和存儲(chǔ)層的實(shí)現(xiàn)方式。主機(jī)層的存儲(chǔ)虛擬化解決方案通過在主機(jī)端安裝虛擬化軟件實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)虛擬化，其性能開銷主要產(chǎn)生在主機(jī)端；交換層性能瓶頸主要在虛擬化控制器上，諸如IBM SVC等產(chǎn)品的最大擴(kuò)展性一般在4個(gè)左右，當(dāng)后臺(tái)有大量存儲(chǔ)空間需要管理，并且使用容災(zāi)或存儲(chǔ)分層的方式都會(huì)大大加重虛擬化控制器的負(fù)擔(dān)；磁盤陣列的虛擬化方式同樣存在性能瓶頸的風(fēng)險(xiǎn)，但其可以借助磁盤陣列內(nèi)部控制器提升處理能力。而且，采用存儲(chǔ)層的虛擬化方式還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其下所連接的磁盤陣列的性能進(jìn)行提升，而這不同于以往動(dòng)態(tài)分層的概念。

存儲(chǔ)虛擬化以后，后臺(tái)的磁盤的結(jié)構(gòu)紛繁復(fù)雜，需要基于應(yīng)用級(jí)的策略將存儲(chǔ)池中高性能分配給關(guān)鍵應(yīng)用，所以策略化的性能管理是存儲(chǔ)虛擬化中最重要的部分。目前在存儲(chǔ)性能管理中有兩種類型的技術(shù)，一種是傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分級(jí)，另外一種是基于策略的存儲(chǔ)加速技術(shù)。 傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分級(jí)存儲(chǔ)只能將應(yīng)用繁忙的I/O從慢速磁盤調(diào)整到高速磁盤系統(tǒng)中，以這種方式來改善性能，這種方式可以對(duì)性能提升做出部分改善，但是此種模式是要以犧牲存儲(chǔ)虛擬化網(wǎng)關(guān)的自身資源為代價(jià)，同時(shí)會(huì)增加存儲(chǔ)I/O之間的頻繁調(diào)度，開銷存儲(chǔ)資源，這樣對(duì)存儲(chǔ)的整體性能會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，并且性能改善效果有限，對(duì)存儲(chǔ)空間的分布方式同樣存在不確定因素。在云計(jì)算環(huán)境中，更多的使用針對(duì)應(yīng)用策略的性能加速技術(shù)來作為存儲(chǔ)虛擬化性能管理，這種策略擴(kuò)展了緩存的概念，使存儲(chǔ)虛擬化對(duì)后臺(tái)性能有較高要求的靈活、簡(jiǎn)單的解決方案。

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