隨著多核CPU被用于服務(wù)器上以創(chuàng)建多個(gè)虛擬機(jī)，并且大型企業(yè)的服務(wù)器群存在70%到80%的虛擬化，因此，在應(yīng)用服務(wù)器和主存儲(chǔ)之間以及主存儲(chǔ)和備份存儲(chǔ)之間將有更多的應(yīng)用I/O流。據(jù)IBM的研究人員表示，由于服務(wù)器虛擬化的廣泛應(yīng)用，2000年和2010年之間，全球服務(wù)器的數(shù)量增加了六倍，而存儲(chǔ)量則增加了69倍。

 

　　調(diào)查結(jié)果顯示，在服務(wù)器虛擬化不斷廣泛應(yīng)用的同時(shí)，帶來了一系列的新的存儲(chǔ)難題，其中有五個(gè)最讓人頭疼的問題。當(dāng)然，這些問題也不是不可以解決。

 

 

　　首先，讓IT管理員非常郁悶的是，存儲(chǔ)性能增長速度相比于計(jì)算能力的增長，其明顯要慢得多。對(duì)于虛擬化而言，I/O瓶頸和緩慢的存儲(chǔ)性能成為頭號(hào)難題。“虛擬化可以讓你在單個(gè)物理硬盤上進(jìn)行頻繁的操作，但這會(huì)產(chǎn)生大量的I/O流，所以會(huì)加大了磁盤的工作工作負(fù)載，并且緩存越來越難對(duì)性能進(jìn)行提升，”Taneja Group高級(jí)分析師Jeff Boles表示，“虛擬化能夠讓我們完成比實(shí)際計(jì)算能力更多的工作。”

 

　　如何解決：I/O瓶頸問題的解決方案取決于問題所在的位置：是在網(wǎng)絡(luò)還是存儲(chǔ)域。大多數(shù)情況下，這個(gè)問題都出現(xiàn)在存儲(chǔ)環(huán)境。因?yàn)榇鎯?chǔ)能力的發(fā)展落后于其他所有的基礎(chǔ)設(shè)施。“存儲(chǔ)性能進(jìn)展非常緩慢。并且，管理員無法看到存儲(chǔ)環(huán)境內(nèi)部所發(fā)生的事情，所以他們不知道如何解決。還好，有一些工具可以幫助發(fā)現(xiàn)并解決問題，”Boles表示。

 

　　例如光纖通道用戶可以在存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)使用Virtual Instruments公司的性能監(jiān)控工具來優(yōu)化性能和可用性。其他提供可視性工具的存儲(chǔ)供應(yīng)商還包括NetApp公司，該公司最近收購了Akorri及其虛擬基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)測工具;以及戴爾公司，其所收購的EqualLogic公司所擁有的圖形用戶界面可以讓客戶監(jiān)控存儲(chǔ)系統(tǒng)性能。

 

　　總部位于美國波士頓的廣告代理公司Arnold Worldwide在五年前對(duì)其部分服務(wù)器進(jìn)行了虛擬化。公司的高級(jí)系統(tǒng)工程師Chris Elam記得當(dāng)他第一次開始做備份的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)備份的吞吐量在下降，備份的時(shí)間也越來越長。該公司部署的Dell Compellent SAN可視性工具發(fā)現(xiàn)并報(bào)告這個(gè)問題，于是他增加了更多驅(qū)動(dòng)器來提高I/O操作，現(xiàn)在Compellent在驅(qū)動(dòng)器之間傳輸數(shù)據(jù)。

 

　　作為額外的預(yù)防措施，Arnold Worldwide公司的IT人員將大部分復(fù)制工作放在下班時(shí)間進(jìn)行，除了那些涉及生產(chǎn)文件服務(wù)器的復(fù)制外，因?yàn)樯a(chǎn)數(shù)據(jù)變化很快，所以這些復(fù)制必須在白天完成。“這個(gè)是我們?cè)敢獬袚?dān)的I/O，”Elam表示，畢竟客戶服務(wù)是最重要的。“備份花費(fèi)更長時(shí)間是一個(gè)問題，用戶開始抱怨系統(tǒng)緩慢又是另一個(gè)問題了。”

 

　　性能是I/O的另一個(gè)重要考慮因素。“管理員應(yīng)該基于他們現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量來考慮他們所需要的I/O密度和性能，”Boles表示，“數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)載密度已經(jīng)出現(xiàn)了大幅增加，單個(gè)機(jī)架承擔(dān)了30個(gè)工作負(fù)載。”

 

　　I/O密度可以通過使用固態(tài)驅(qū)動(dòng)器和類似技術(shù)(更有效的緩存或者自動(dòng)分層技術(shù))來提高。此外，只有當(dāng)企業(yè)為單個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)增加更多的服務(wù)器，I/O才會(huì)增加。橫向擴(kuò)展技術(shù)也可以幫助擴(kuò)展性能以及容量。

 

　　“中小企業(yè)客戶可以考慮Scale Computing的工具，中型企業(yè)可以看看EquaLogic，而大型企業(yè)則可以考慮NetApp和3Par，”Boles表示。

 

 

　　這方面最大的錯(cuò)誤之一就是試圖使用傳統(tǒng)備份方法來保護(hù)虛擬基礎(chǔ)設(shè)施，Boles表示。對(duì)于傳統(tǒng)備份，“從硬件上的虛擬機(jī)數(shù)量來看，降級(jí)和備份性能并不只是線性降級(jí)。你想在夜晚保護(hù)這些虛擬服務(wù)器，而這無疑將制造一場備份爭奪戰(zhàn)。

而當(dāng)你試圖在這一臺(tái)物理服務(wù)器上同時(shí)進(jìn)行10個(gè)備份，服務(wù)器內(nèi)部的內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)將出現(xiàn)激烈爭斗，”他表示。

 

　　使問題更加復(fù)雜的是工作負(fù)載遷移工具(例如VMware的Storage vMotion)，這些工具可以讓用戶在共享存儲(chǔ)位置之間遷移虛擬機(jī)磁盤文件，“現(xiàn)在你必須保持與這些隨時(shí)可能遷移的虛擬服務(wù)器相關(guān)的備份的有效進(jìn)行，這又可能陷入其他瓶頸，真是讓人頭痛的問題，”Boles表示。

 

 

　　虛擬桌面I/O工作負(fù)載正在嚴(yán)重“折磨”硬盤陣列。現(xiàn)在恐怕只有入門者還在運(yùn)行個(gè)人工作站的傳統(tǒng)I/O工作負(fù)載，而大部分IT部門都在運(yùn)行成千上萬個(gè)虛擬桌面，且是在單個(gè)存儲(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行，這造成了極大的I/O 混亂。

 

　　“他們?cè)诖疟P的不同位置進(jìn)行順序I/O操作，從陣列角度來看，這無疑使簡單易用的順序I/O模式變成了討厭的隨機(jī)I/O模式，”固態(tài)存儲(chǔ)陣列制造商WhipTail Technologies公司James Candelaria表示。

 

　　這對(duì)于傳統(tǒng)存儲(chǔ)陣列是個(gè)嚴(yán)重的問題，因?yàn)楹芏喙緵]有足夠的緩存來處理涌入的數(shù)據(jù)，這就會(huì)出現(xiàn)緩存故障，減慢系統(tǒng)速度。

 

　　如何解決：首先，執(zhí)行I/O配置分析以確保你知道I/O的需求。“一般的經(jīng)驗(yàn)法則是，在穩(wěn)定狀態(tài)的環(huán)境中，支持虛擬桌面基礎(chǔ)設(shè)施上的典型用戶，你需要每人每秒20到40的I/O，”Candelaria表示，“如果你沒有考慮這個(gè)I/O需求，用戶體驗(yàn)將會(huì)變得一團(tuán)糟。”

 

　　同時(shí)，確保你擁有適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)和傳輸結(jié)構(gòu)。“我發(fā)現(xiàn)我們很多用戶試圖在沒有高速存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行虛擬桌面項(xiàng)目，并且他們持續(xù)地最大化利用SCSI上運(yùn)行的千兆存儲(chǔ)，”他表示，“事實(shí)上，這種情況下，你需要一個(gè)更高速的傳輸通道，例如萬兆iSCSI或者光纖通道。”

 

　　如果你想要向遠(yuǎn)程用戶提供虛擬桌面，請(qǐng)確保你有足夠的帶寬來支持良好的用戶體驗(yàn)。

 

　　最后，確保你有足夠的寫入I/O，Candelaria表示。如果設(shè)計(jì)正確的話，桌面工作負(fù)載通常是以寫入I/O為主，而不是讀取I/O。傳統(tǒng)供應(yīng)商(例如Citrix和VMware)提出了通過碰撞陣列(并且不需要回傳到陣列)減少讀取流量的方法，從而減少冗余流量。

 

　　如何解決：一些供應(yīng)商正在為其虛擬基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)運(yùn)行的虛擬環(huán)境建立備份和恢復(fù)工具，通過這種方式，供應(yīng)商可以捕獲和管理物理服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，并且在數(shù)據(jù)離開虛擬服務(wù)器之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。

 

　　例如，Acronis最近推出的產(chǎn)品可以在幾分鐘內(nèi)備份虛擬機(jī)，并在相同時(shí)間內(nèi)恢復(fù)數(shù)據(jù)，同時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)的有序性。很多供應(yīng)商開始利用一些虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)(例如存儲(chǔ)快照工具和復(fù)制)來使備份更快更簡單。

 

　　當(dāng)美國阿肯色州的費(fèi)耶特維爾銀行第一次開始虛擬化服務(wù)器時(shí)，高級(jí)副總裁兼IT經(jīng)理Les Barnes采用了與傳統(tǒng)服務(wù)器備份相同的方法來進(jìn)行備份：他使用了磁帶庫。 但是，由于備份通常是在晚上進(jìn)行，而越來越多的客戶需要24小時(shí)訪問網(wǎng)上銀行系統(tǒng)，這時(shí)就需要另一種解決方案。

 

　　他棄用了傳統(tǒng)備份，改用SAN復(fù)制和SAN快照，以確保SAN的多個(gè)副本可供使用。

 

　　“使用SAN復(fù)制的優(yōu)點(diǎn)在于它可以從服務(wù)器徹底地卸載任何I/O，”Barnes表示，“現(xiàn)在變成了SAN集群到SAN集群的通信，完全在備份通道進(jìn)行，對(duì)最終用戶或者虛擬機(jī)沒有任何影響。并且如果我需要恢復(fù)的話，我可以在幾分鐘內(nèi)完成，而不需要幾小時(shí)或者幾天。”

 

　　Elam認(rèn)為Arnold Worldwide的SAN是幫助改善備份的途徑。“現(xiàn)在幾乎不可能利用周末時(shí)間將所有數(shù)據(jù)寫入到磁盤，”他表示，該廣告代理公司的SAN承載著60兆兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。“我們復(fù)制了很多數(shù)據(jù)在異地作為備份，還保持著快照，我們也進(jìn)行重復(fù)數(shù)據(jù)刪除以快速獲取備份。”

 

　　但Elam警告說，這些快照是相當(dāng)大的：“當(dāng)我們采取快照方法時(shí)沒有意識(shí)到的最大問題是快照或者重放所占用的空間。我們甚至認(rèn)為這不需要多少空間。建議大家進(jìn)行規(guī)劃。”

 

 

　　企業(yè)通常有很多不同的工作負(fù)載存儲(chǔ)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中，對(duì)于管理員而言，存儲(chǔ)卷、每卷支持的工作負(fù)載、對(duì)每卷的要求以及什么占用容量之間并不存在明確的關(guān)聯(lián)性。

 

　　“從本質(zhì)上講，虛擬基礎(chǔ)設(shè)施在存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施上創(chuàng)造了另一個(gè)抽象層，因此你并沒有真正擺脫物理層的復(fù)雜性，”Boles解釋說，“現(xiàn)在你既需要管理這個(gè)虛擬存儲(chǔ)層(由VMware的VMFS、各種不同的虛擬服務(wù)器文件和數(shù)據(jù)組成);又需要照看物理基礎(chǔ)設(shè)施，和查看I/O需求，”他表示。

 

　　如何解決： 考慮自動(dòng)精簡配置，存儲(chǔ)虛擬化功能可以通過將數(shù)據(jù)分配到自由空間來防止低存儲(chǔ)利用率。而物理存儲(chǔ)只有在必要時(shí)，才被分配給共享池。通過使用自動(dòng)精簡配置和服務(wù)器虛擬化，用戶可以同時(shí)優(yōu)化服務(wù)器和存儲(chǔ)利用率。來自3Par、Compellent、DataCore Software以及NetApp的虛擬化設(shè)備和陣列都包含自動(dòng)精簡配置功能。

 

 

　　與備份和恢復(fù)困境相似，很多管理員表示很難將其存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)于傳統(tǒng)和虛擬混合環(huán)境。

 

　　如何解決： 當(dāng)選擇的虛擬解決方案需要兼顧物理環(huán)境時(shí)，“確保你選擇的存儲(chǔ)供應(yīng)商的產(chǎn)品具有易于使用、簡單以及虛擬基礎(chǔ)設(shè)施整合的特點(diǎn)，”Boles表示。一些大供應(yīng)商的產(chǎn)品都整合了虛擬基礎(chǔ)設(shè)施，從而減小了這些系統(tǒng)的復(fù)雜性，“所以你不需要做其他瘋狂的操作，例如磁盤組配置。你需要的是存儲(chǔ)和粒度配置存儲(chǔ)的一鍵式設(shè)置，這樣你就可以分配資源，了解誰在使用什么，并隨著時(shí)間的推移進(jìn)行管理。”

 

　　一些大型IT部門甚至考慮采用NFS-NAS等技術(shù)，“這樣你就可以將一大堆虛擬機(jī)存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)掛載點(diǎn)，從而避免了復(fù)雜性，”Boles表示。

 

 

　　“如果選擇正確的話，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)可以帶來很多好處，你可以獲得更好的性能，更簡化的流程，”Boles表示，但是選擇正確的解決方案在很大程度上取決于企業(yè)的目標(biāo)。

 

　　在普渡大學(xué)克蘭納特管理學(xué)院，IT部門的首要任務(wù)不是虛擬環(huán)境的24*7可用性，而是更快的恢復(fù)時(shí)間，如果系統(tǒng)崩潰的話，IT經(jīng)理Jeff Ellow表示。

 

　　在不造成巨大性能損失的情況下，虛擬化存儲(chǔ)密集型服務(wù)器需要一定水平的存儲(chǔ)性能，而這是SAN無法實(shí)現(xiàn)的。很明顯適合普渡大學(xué)的是10千兆的iSCSI，但是成本是個(gè)很大的問題。普渡大學(xué)最終選擇了LSI 6Gbps SAS 交換技術(shù)，該技術(shù)提供了故障轉(zhuǎn)移SAN的優(yōu)勢以及端到端本地SAS 6Gbps數(shù)據(jù)路徑的性能，更重要的是，成本也在他們可以接受的水平。

 

　　“即使我們的SAN出現(xiàn)故障，我們?nèi)匀挥凶銐虻谋镜卮鎯?chǔ)可以以另一種模式運(yùn)行，快速恢復(fù)對(duì)于我們非常重要，”Ellow說道。

 

　　如何解決： 在選擇任何供應(yīng)商之前，你一定要了解產(chǎn)品的管理功能，Barnes表示。服務(wù)器和存儲(chǔ)虛擬化可以很簡單：“對(duì)于SAN管理，你不需要太高端的科技。”

 

　　Elam表示，虛擬化的好處值得我們迎難而上。“從利于使用、穩(wěn)定性、高可用性、能夠在白天復(fù)制和維護(hù)等方面來看，虛擬化的利遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弊，有很多事情你不必再放在周末進(jìn)行了。”