虛擬化技術已經顛覆了數據中心領域,但是IT部門必須克服幾個障礙,那樣這項技術才有望進入到下一個階段。
創新常常是要付出代價的。企業引入解決方案以改善當前的運營模式,而某幾個方面完全可能在這個過程中因而出現問題。比如說,我們從馬匹和馬車過渡到大規模生產的汽車,這意味著我們可以走得更快更遠。然而,依賴這種新的交通模式帶來了新的挑戰,包括有沒有道路及路況如何、是否隨時加得上燃油及隨時找得到汽車修理工,造成噪音和空氣污染。在許多情況下,這造就了許多新市場。
虛擬化技術同樣顛覆了如今的數據中心領域。虛擬化帶來了諸多改進和好處,包括顯著降低成本,顯著提高靈活性、業務效率和業務連續性,因此贏得了我們的芳心。可是,因此帶來了一些新的數據中心挑戰,因而促使IT部門需要把數據中心架構與虛擬化工作負載的要求更好地結合起來。
虛擬化技術將數據中心的硬件部件抽象出來,然后在上面覆蓋一個通用軟件層。鑒于虛擬化層在管理底層硬件,就可以通過軟件來控制操作。數據中心服務被虛擬化后,它消除了處理器、內存、存儲和網絡資源等孤島,這些資源通常位于單一用途的設備中。軟件定義數據中心能夠通過軟件實現服務交付和自動化管理。
那么,這存在什么問題呢?許多IT部門只進行了部分虛擬化,以實現軟件定義數據中心。各自孤立的物理資產(包括存儲和數據管理設備)阻礙著虛擬化方面取得進展。到目前為止,進行虛擬化的基礎設施部件范圍很有限(大多數情況下,服務器虛擬化仍然依賴無法橫向擴展的專門硬件系統),這帶來了更大的復雜性和更高的成本,而規模化只會加劇這個問題。
基礎設施創新
隨著時間的推移,數量激增的專門用途的設備帶來了不必要的復雜性,而這導致數據中心一片混亂。不同階段和不同廠商的創新導致技術層次不一,雖然這些技術可以協同運行,但是常常極其低效。
備份到磁盤就是這樣一個例子。許多公司平時投入大量資金購買備份硬件,包括備份服務器、磁盤存儲系統、重復數據刪除設備以及廣域網優化系統,而這些硬件常常同時部署在主數據中心和遠程災難恢復站點。備份沒有在運行時,許多這些專門系統和設備上的處理器和內存并沒有得到充分利用。
印證這個問題的另一個例子是容量效率。在過去的十年間,IT部門致力于通過部署各種各樣的技術來解決這個問題,比如廣域網優化系統和備份重復數據刪除設備。因而,數據效率技術已儼然成為許多不同產品的標準功能。
如果所有這些產品都一塊放在數據中心,IT部門到頭來就要反復處理流經每個設備的同樣數據。這個過程既復雜又花錢,還需要多個管理接觸點。需要大量資源恰恰違背了虛擬化技術的初衷。
沒有充分利用的資源
在虛擬化廣泛使用之前,服務器的利用率平均不到10%,這是司空見慣的現象。虛擬化技術顯著提高了平均利用率。現在IT部門需要派不同的工作小組來管理不同的資源,比如服務器、存儲系統、網絡和最終用戶計算。
新出現的工作負載在資源方面帶來了挑戰,迫使IT部門針對每項服務開發基礎設施環境。虛擬桌面基礎架構(VDI)環境帶來了不同于服務器虛擬化項目的資源使用模式。顧及到這一點,IT專業人員常常部署完全獨立的環境(從服務器直到存儲系統),以滿足用戶的預期目標。
部署難度和延遲
資源方面的挑戰是許多企業在部署新的應用程序和服務時依然問題重重的頭號原因,其次是管理開銷。一個例子就是分配存儲資源,以便可靠地運行應用程序。許多虛擬機在單單一個邏輯單元號(LUN)上運行,這給存儲系統帶來了挑戰性的輸入輸出負載。
“輸入輸出混合”(IO blender)這個術語用來描述這種情形,即虛擬機管理程序統一管理具有不同輸入輸出流的多種工作負載,導致隨機性的輸入輸出流爭奪資源,因而增加了服務于虛擬化工作負載所需的每秒輸入輸出操作(IOPS)。為了克服這個挑戰,IT部門常常超額配置存儲資源,或者使用閃存/固態硬盤存儲系統代替旋轉磁盤,以提升性能,這導致為每個虛擬機分配的每GB存儲資源有著更高的成本。
移動性和管理
虛擬機可以移植,不過其移植范圍常常受制于與它們有關的物理存儲。虛擬機被綁定在虛擬化域的數據存儲區上,而數據存儲區又與存儲資源綁定在一起。孤立的物理存儲資源常常在單元級進行管理,包括LUN、卷、RAID組以及物理磁盤等單元。
策略也在單元級進行配置,這意味著無法為單個虛擬機指定策略,而是只能為許多虛擬機駐留在其中的存儲單元而指定。對于軟件定義數據中心中需要的移動性和管理,就需要一種自上而下的方法:在虛擬機和工作負載級別制定和管理策略。
策略錯位
除了后虛擬化世界的性能挑戰外,走虛擬化道路的企業還面臨物理世界和虛擬世界的雙重挑戰。物理服務器具有從應用程序到服務器、到存儲陣列、到LUN以及到存儲策略的直接映射。這種方法使得存儲升級起來非常復雜。比如說,數據復制策略被應用到地址為Y的存儲陣列X中的LUN,要求這個LUN復制到IP地址為B的存儲陣列A。
在虛擬化世界,一個主機上有許多應用程序,而許多主機又使用同一個LUN。將策略應用到單單一個LUN并不高效。相反,將備份策略和復制策略直接應用到單個的應用程序(或虛擬機)便于更好地管理虛擬環境。復制策略指定了從基礎設施抽象出來的目的地――這種情況下是數據中心。這讓管理員可以升級一個數據中心中的基礎設施,而不需要配置策略或遷移數據,從而提高了效率,并降低了風險。
組織錯位
IT部門常常把資源結構和技能組合結合起來。有了軟件定義數據中心,就有望不需要數據中心的人員執行某些手動工作。抽象層應該會將與硬件資源有關的復雜性基本上隱藏起來。
IT部門需要轉移重心。不是針對硬件資源孤島需要擁有相應扎實專業知識的工作人員,而是需要他們擁有更廣泛的知識,以便管理應用程序和虛擬化環境。
盡管面臨重重挑戰,IT專業人士不應該回避部署虛擬化環境。然而,他們必須充分考慮虛擬化架構,以便保持效率,實實在在獲得虛擬化的好處。