選擇合適的存儲(chǔ)系統(tǒng)是服務(wù)器虛擬化環(huán)境整體架構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一環(huán),它是我們必須面對(duì)的,也是最具挑戰(zhàn)性的一項(xiàng)工作。表面上看我們似乎有很多選擇,但現(xiàn)實(shí)中還沒(méi)有哪一種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)類(lèi)型敢說(shuō)自己一定是服務(wù)器虛擬化環(huán)境的最佳選擇。因?yàn)槊總€(gè)應(yīng)用環(huán)境都是不同的,即使在一個(gè)地方表現(xiàn)良好,那也不能保證在其他地方同樣合適。
對(duì)于服務(wù)器虛擬化環(huán)境來(lái)說(shuō),光纖通道存儲(chǔ)是比較傳統(tǒng)的選擇。但現(xiàn)在iSCSI和NAS的普及程度也越來(lái)越高,畢竟它們的性?xún)r(jià)比更加突出。下面就讓我們看看每一種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的規(guī)格特性,并逐一分析它們的優(yōu)勢(shì)和不足。
光纖通道存儲(chǔ)
單從性能和可靠性的角度看,光纖通道無(wú)疑是出色的存儲(chǔ)架構(gòu),其它產(chǎn)品很難與之PK。但凡事都有兩面性,使用光纖通道存儲(chǔ)的確獲得了高性能,可用戶卻不得不承擔(dān)更高的成本,以及面對(duì)更復(fù)雜的技術(shù)架構(gòu)。不過(guò),光纖通道技術(shù)在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的應(yīng)用歷史很長(zhǎng),基礎(chǔ)非常好,因此比較大的虛擬化環(huán)境通常都傾向于選擇光纖通道,這些用戶主要還是考慮速度和可靠性的因素(光纖通道當(dāng)前的帶寬是8 Gbps,下一代是16 Gbps)。另外,光纖通道存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)一直是相對(duì)獨(dú)立的,因此與基于以太網(wǎng)的存儲(chǔ)設(shè)備相比安全性更好。可問(wèn)題是,光纖通道需要特殊的HBA主機(jī)適配器、特殊的交換機(jī),而且這些配件比以太網(wǎng)絡(luò)使用的同類(lèi)配件更加昂貴。
客觀的說(shuō),如果要從零開(kāi)始構(gòu)建一個(gè)光纖通道網(wǎng)絡(luò)代價(jià)是很高的。除此之外,光纖通道環(huán)境的部署和管理也更復(fù)雜,與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比,它配置起來(lái)難度很大,熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人才也偏少。當(dāng)前,很多公司都有技術(shù)熟練的網(wǎng)絡(luò)管理員,但其中卻很少有光纖通道存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)方面的管理人才。設(shè)計(jì)并管理一個(gè)SAN架構(gòu)通常需要經(jīng)過(guò)特殊的培訓(xùn),這無(wú)形中又進(jìn)一步增加了實(shí)施的費(fèi)用。
客觀的說(shuō),如果要從零開(kāi)始構(gòu)建一個(gè)光纖通道網(wǎng)絡(luò)代價(jià)是很高的。除此之外,光纖通道環(huán)境的部署和管理也更復(fù)雜,與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比,它配置起來(lái)難度很大,熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人才也偏少。當(dāng)前,很多公司都有技術(shù)熟練的網(wǎng)絡(luò)管理員,但其中卻很少有光纖通道存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)方面的管理人才。設(shè)計(jì)并管理一個(gè)SAN架構(gòu)通常需要經(jīng)過(guò)特殊的培訓(xùn),這無(wú)形中又進(jìn)一步增加了實(shí)施的費(fèi)用。
光纖通道存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì):
•FC是部署企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)的首選,而且許多應(yīng)用環(huán)境本身就已經(jīng)在使用SAN了;
•由于具有更高的可用帶寬,通常情況下性能表現(xiàn)最好;
•獨(dú)立的光纖通道網(wǎng)絡(luò)更安全;還有LUN zoning和LUN masking等訪問(wèn)控制機(jī)制;
•支持boot from SAN(從存儲(chǔ)啟動(dòng)系統(tǒng)),服務(wù)器本地不再需要硬盤(pán);
•基于block的塊存儲(chǔ)類(lèi)型,可以使用VMware vSphere自帶的VMFS卷(一種文件系統(tǒng))。
光纖通道存儲(chǔ)的不足:
•從零開(kāi)始構(gòu)建的話,部署成本會(huì)很高;
•需要特殊的、昂貴的配件,比如交換機(jī)、線纜和HBA卡;
•實(shí)施和管理也許更復(fù)雜,通常需要專(zhuān)職的存儲(chǔ)管理員;
•可用的安全控制功能較少,實(shí)現(xiàn)認(rèn)證和加密比較復(fù)雜。
如果用戶的物理服務(wù)器上準(zhǔn)備運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī),且應(yīng)用類(lèi)型對(duì)磁盤(pán)I/O有較高的要求,那么為了得到最佳的性能,用戶或許應(yīng)該認(rèn)真考慮使用光纖通道存儲(chǔ)系統(tǒng)。此外,F(xiàn)CoE也是一個(gè)選擇,它相當(dāng)于在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)設(shè)備上承載光纖通道協(xié)議。但目前FCoE必須部署在同樣昂貴的10 Gbps以太網(wǎng)環(huán)境,需要特殊的交換設(shè)備。
如果用戶的應(yīng)用環(huán)境中已經(jīng)有了FC SAN,那么在構(gòu)建虛擬化平臺(tái)時(shí)使用光纖通道儲(chǔ)存是很合適的。擴(kuò)展一個(gè)已有的SAN環(huán)境很容易,而且比部署一個(gè)全新的環(huán)境要便宜許多。如果用戶的預(yù)算充足,而且有管理復(fù)雜環(huán)境的技術(shù)能力,那么選擇光纖通道存儲(chǔ)一定沒(méi)錯(cuò)。
iSCSI存儲(chǔ)
iSCSI也是一種流行的存儲(chǔ)技術(shù),同時(shí)也是光纖通道存儲(chǔ)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。像光纖通道一樣,iSCSI也是一種基于block的塊存儲(chǔ)協(xié)議,它使用傳統(tǒng)的以太網(wǎng)組件作為載體,連接服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備。iSCSI的部署成本通常很低,理由很簡(jiǎn)單,因?yàn)樗梢越栌靡延械囊蕴W(wǎng)設(shè)備。iSCSI的工作原理是在主機(jī)端利用一個(gè)叫做initiator的client,通過(guò)LAN網(wǎng)絡(luò)將SCSI命令發(fā)送給目標(biāo)端的SCSI存儲(chǔ)設(shè)備(目標(biāo)端也叫做target)。
iSCSI的initiator可以基于軟件,也可以是硬件。基于軟件的initiator通過(guò)調(diào)用hypervisor虛擬化引擎內(nèi)嵌的設(shè)備驅(qū)動(dòng),利用以太網(wǎng)適配器和以太網(wǎng)協(xié)議,將I/O信息發(fā)送給遠(yuǎn)端的iSCSI target設(shè)備。硬件initiator則基于專(zhuān)用的iSCSI HBA卡,iSCSI HBA卡整合了網(wǎng)絡(luò)適配器,TOE引擎(TCP/IP offload engine)和SCSI適配器的功能,利用卡上的芯片處理I/O請(qǐng)求,對(duì)于提高服務(wù)器端的性能很有幫助。大多數(shù)情況下,基于軟件的initiator都可以很好的工作,但如果追求更高的I/O性能并且希望減少主機(jī)的資源開(kāi)銷(xiāo),那么基于硬件的initiator是更好的選擇。此外,與光纖通道的Boot from SAN類(lèi)似,我們可以通過(guò)硬件initiator實(shí)現(xiàn)從存儲(chǔ)設(shè)備直接啟動(dòng)操作系統(tǒng);而且,最近還出現(xiàn)一種叫做iSCSI Boot Firmware Table(iBFT)的技術(shù),支持通過(guò)軟件initiator實(shí)現(xiàn)SAN Boot。需要注意的是iBFT依賴(lài)于hypervisor環(huán)境的支持。
在1 Gbps網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,iSCSI的性能就已經(jīng)非常不錯(cuò)了,而一旦切換到10 Gbps,性能還會(huì)有巨大的提升,完全可以媲美甚至超過(guò)FC光纖通道。大多數(shù)hypervisor虛擬化引擎都支持10 Gbps iSCSI,但目前部署10 Gbps iSCSI的成本還很高,價(jià)格幾乎跟光纖通道一樣。使用iSCSI最大的風(fēng)險(xiǎn)在于如果是基于軟件的initiator,那么它會(huì)增加服務(wù)器端的CPU開(kāi)銷(xiāo)(使用硬件initiaor,CPU負(fù)載會(huì)小很多),同時(shí)它所依賴(lài)的以太網(wǎng)環(huán)境相對(duì)比較脆弱(容易受到干擾)且不穩(wěn)定。解決網(wǎng)絡(luò)沖突問(wèn)題的方法其實(shí)很簡(jiǎn)單,我們只需要把iSCSI流量和其他網(wǎng)路流量做物理隔離就可以了。
iSCSI存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì):
•iSCSI是光纖通道存儲(chǔ)的低成本替代方案,它使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)組件,iSCSI磁盤(pán)陣列的價(jià)格通常也低于光纖陣列;
•基于軟件的initiator簡(jiǎn)單易用而且非常便宜,基于硬件的initiator則可以提供更好的性能;
•像光纖通道一樣,iSCSI是基于block的塊存儲(chǔ)系統(tǒng),在VMware vSphere環(huán)境下可以使用VMFS卷;
•升級(jí)到10 Gbps以太網(wǎng)之后,速度和性能將有大幅度提升;
•部署和管理iSCSI不需要特殊的培訓(xùn)和特殊技能;
•支持CHAP認(rèn)證和加密等安全機(jī)制,也支持multipathing多路徑這樣的可以增加帶寬和可靠性的技術(shù);
•部署起來(lái)比光纖通道更快。
iSCSI存儲(chǔ)的不足:
•因?yàn)槎鄶?shù)情況下iSCSI使用的都是軟件initiator,因此它會(huì)增加服務(wù)器CPU的負(fù)擔(dān);
•性能通常不如FC SAN;
•通常無(wú)法擴(kuò)展到像光纖通道存儲(chǔ)系統(tǒng)那樣大的規(guī)模;
•網(wǎng)絡(luò)延遲和非iSCSI網(wǎng)絡(luò)流量的干擾都會(huì)影響iSCSI的傳輸性能。
iSCSI產(chǎn)品的種類(lèi)很豐富,選擇起來(lái)也更加靈活。iSCSI產(chǎn)品線的范圍很廣,小到2000美元以下的辦公室存儲(chǔ)設(shè)備,大到企業(yè)級(jí)產(chǎn)品都有覆蓋。但請(qǐng)記住一點(diǎn),iSCSI產(chǎn)品的性能通常與價(jià)格成正比。如果用戶要運(yùn)行大量的虛擬機(jī)并承擔(dān)繁重的負(fù)載,那么就應(yīng)該把更多的錢(qián)用在存儲(chǔ)系統(tǒng)上。用戶如果追求低成本并關(guān)注簡(jiǎn)單易用等特性,那么iSCSI是個(gè)不錯(cuò)的選擇。盡管常常有人詬病iSCSI的性能不佳,但實(shí)際應(yīng)用表明,一個(gè)獨(dú)享網(wǎng)絡(luò)通道且經(jīng)過(guò)優(yōu)化配置的iSCSI系統(tǒng)完全能夠達(dá)到與光纖通道系統(tǒng)相近的性能,并且能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求。