存儲陣列決策
當您針對 VMware View 實施選擇存儲陣列時,您需要選擇要使用的磁盤類型和 RAID 類型。此外,您可能要考慮快照、克隆、復制和可管理性。
當前的磁盤選項包括 :
光纖通道 (FC)
串行 ATA (SATA)
串行連接的 SCSI (SAS)
這些選項指的是存儲陣列所用的協議,而不是陣列與 ESX 主機之間的協議。您還必須選擇磁盤速度,通常介于 7,200 RPM 與 15,000 RPM 之間。您通常可以基于預算對磁盤協議和速度做出選擇,只要容量(IOPS 以及所需空間量)可以支持 View 部署的預計大小即可。
當前的 RAID 級別選項包括 :
RAID 4
RAID 5
RAID 1+0
RAID 6
RAID-DP(僅 NetApp)
MetaRAID(僅 EMC Clariion)
vRAID(僅 HP EVA)
您選擇的 RAID 類型主要取決于所購買的存儲陣列。通常情況下,您做出購買決策不取決于特定中端存儲解決 方案中支持的 RAID 類型。所有中端存儲陣列均可通過多種方式以高冗余獲得高性能。與選擇各個磁盤一樣, 只要選擇的 RAID 可以提供所需的 IOPS 速度、容量 (GB) 和磁盤故障冗余,即可使用上述任何一種 RAID。
注意 :最多可以有 32 臺 ESX 主機訪問同一組 256 個分配的數據塊級 LUN 或同一組 32 個 NFS 數據存儲。
提高存儲性能
以下部分介紹了用于提高存儲性能的各種技術。用于提高存儲性能的一種方式是縮短滿足給定的 IO 請求所需的響應時間(又稱延遲)。閃存技術的高性能和低成本產生了一些創建其他緩存進而提高存儲性能的創新方式。 此外,閃存技術還可通過減少與旋轉磁盤相關的占地空間、能耗和散熱來幫助減少對環境的影響。
固態硬盤
什么是固態硬盤?
固態硬盤 (SSD) 又稱閃存驅動器,是一種使用閃存存儲永久數據的存儲設備。SSD 與硬盤驅動器 (HDD) 的不 同之處在于 SSD 沒有旋轉磁盤或可移動讀 / 寫磁頭。由于沒有移動零件,因此 SSD 噪音更小,而且不易受到 物理沖擊的影響。SSD 的接口與 HDD 的接口相同,具有更短的訪問時間和延遲,從而使其非常適于快速讀寫 數據。
閃存是一種特定類型的 EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器)。它無需電源即可維護存儲的信息。閃存與典型 EEPROM 的不同之處在于,閃存能夠整塊擦除其中的數據,這對于需要頻繁更新大量數據的應用而言將大有 裨益。
戴爾的企業級硬盤和超額配置
戴爾的多種產品都有 SSD 驅動器。如同在其有關 SSD 驅動器的產品概述中提到的那樣,“通過了解企業級固態磁盤的基礎知識,客戶在比較解決方案時可以進行對等比較。”戴爾稱,“SLC 閃存(單級單元)每個單元可 以存儲一位信息,而 MLC 閃存(多級單元)每個單元可以存儲多位信息。”他們還稱,“SLC 閃存的寫容忍容 量大約是 MLC 閃存的寫容忍容量的 10 倍。”
超額配置用于提高 SSD 的寫性能。戴爾稱,“要重寫已寫入數據的 SSD 中的某個區域,必須先擦除這些數據, 然后再寫入。”為了最大程度地降低此操作的影響,戴爾的 SSD 驅動器還采用了一種名為超額配置的技術。 “這種做法使本機閃存容量超出指定的使用容量,并利用超出的容量用作源數據的暫存區,以將應用寫入數據 快速放入已處于已擦除狀態的閃存區域。 SSD 會在通常不會影響應用性能的時段對此超額配置閃存空間執行 清除功能。”
戴爾的多種產品線都利用了 SLC 閃存和超額配置。戴爾的解決方案包括 :Dell PowerEdge、EqualLogic 和 Compellent SSD 解決方案。
EMC 的 FAST Cache
什么是 FAST Cache?
FAST Cache 與 EMC 的 FAST(全自動存儲分層)配合使用。FAST 可以通過連續監控和識別數據的活動級別, 將活動數據自動移至高性能的存儲層,而將不活動數據移至低成本 / 高容量的存儲層。FAST Cache 是 EMC 開 發的一項功能,此功能可通過擴展 DRAM 緩存的功能(通過將經常訪問的數據映射至閃存驅動器)優化其存 儲系統的性能,這樣可以為每個驅動器提供很大的容量(相對于 DRAM 容量而言)。FAST Cache 不需要其他硬件,只需現有的企業級閃存驅動器即可擴展緩存。
如何實施 FAST Cache?
FAST Cache 使用容量范圍為 73 GB 至 2 TB 的現有閃存驅動器,如同《EMC CLARiiON 和 Celerra Unified FAST Cache 詳細介紹》(EMC’s CLARiiON and Celerra Unified FAST Cache – A Detailed Review) 白皮書中所述。FAST Cache 是在受 RAID 保護的讀 / 寫模式下創建的,容量選項取決于存儲系統型號以及所安裝的閃存驅動器的數 量和類型。
FAST Cache 是否可以配置?
如前所述,FAST 可以連續監控數據并識別數據的活動級別,然后基于某種策略自動將活動數據和不活動的數 據移至相應的存儲層。通過 FAST 中的這些策略設置,管理員可以控制和管理自動化活動。
基本上說,FAST Cache 會使最常訪問的數據盡可能長時間地保存在閃存驅動器上。如同《EMC CLARiiON 和 Celerra Unified FAST Cache》(EMC’s CLARiiON and Celerra Unified FAST Cache) 白皮書中所述,當新數據需要復制到 FAST Cache 中時,“最近最少使用”(LRU) 算法可以確定應將哪些數據從 FAST Cache 中移出。這樣可 以確保常訪問的數據盡可能長時間地位于 FAST Cache 中。
配置 FAST Cache 是一個無中斷的聯機過程。如同《EMC CLARiiON 和 Celerra Unified FAST Cache》(EMC's CLARiiON and Celerra Unified FAST Cache) 白皮書中所述,它使用現有的內存分配接口并且不占用主機(服務器) 周期。您可以創建 FAST Cache,在存儲卷上啟用它,并通過 Unisphere 管理它。無需用戶干預即可使應用程序體驗到 FAST Cache 的性能優勢。
哪些產品支持 FAST Cache?
在 CLARiiON 和 Celerra 統一存儲系統中,對于 FLARE 30 及更高版本而言,您可以將閃存驅動器用作 FAST Cache。
FAST Cache 的容量范圍是 73 GB 至 2 TB。
NetApp 虛擬存儲分層
什么是 Flash Cache (PAM II)?
NetApp Flash Cache 有助于提高隨機讀取密集型虛擬化工作負載的性能,而無需添加高性能的昂貴 SSD 驅動器。這種智能化的讀取緩存可以提高數據的訪問速度,從而將延遲縮短為旋轉磁盤的十分之一甚至更短。
Flash Cache 還可提供堪比 SSD 的性能,而且消除了必須將數據移至另一個存儲層的復雜性。活動數據可以 自動流入 Flash Cache,因為存儲控制器后的每個卷和 LUN 均可使用該緩存。這就是虛擬存儲分層的概念。 NetApp 虛擬存儲分層的工作原理如下 :當 ESX 服務器向存儲控制器發出讀取請求時,將會檢查主內存和 Flash Cache 以了解數據塊是否已存在。如果該數據塊在任一緩存中都不存在,則從磁盤中讀取數據,并在緩存中為此數據保存一份副本。此獨特技術的原理很簡單 :數據在磁盤上進行數據塊級重復數據消除,因此緩存中的數據也是已進行重復數據消除后的數據。因此,當出現引導風暴或登錄風暴等事件時,這些事件的影 響將會由于緩存和重復數據消除而得以抵消。
如何實施 Flash Cache?
Flash Cache 具有硬件和軟件組件,即 Flash Cache 模塊和 FlexScale 軟件許可證。Flash Cache 模塊是一個 PCI Express 設備,每個設備包含 256 GB 或 512 GB 的 SLC 內存,存儲控制器可以包含最多 8 TB 的附加緩存。
Flash Cache 模塊是否可以配置?
Flash Cache 解決方案的軟件組件 FlexScale 包含緩存策略,應用這些策略可以優化對小數據塊的隨機讀取訪 問。緩存策略可以根據特定需求進行更改。Flash Cache 有三種工作模式 :僅元數據模式、正常用戶數據和低 優先級數據。FlexScale 默認即時可用的配置是正常用戶數據,此模式將元數據與正常用戶數據模式組合在一起。 這是虛擬化工作負載的優化設置。
如何優化緩存中的數據?
FlexShare 解決方案可為 Data ONTAP 提供有關如何管理卷的虛擬存儲分層的提示。 緩存策略可以是以下值之一 :
保持 — 此值告知 Data ONTAP,在重用緩存緩沖區之前,應盡可能長時間地保持緩存緩沖區。此值可以提高 頻繁訪問(頻繁對同一個緩存緩沖區進行多次訪問)的卷的性能。此值會在部署鏈接克隆等技術時使用。“保持”緩存策略會在包含主映像或模板的卷上設置,從而將數據固定到緩存中。
重用 — 此值告知 Data ONTAP 應快速重用此卷的緩沖區。您可以使用此值。此值告知 Data ONTAP 應快速 重用此卷的緩沖區。對于經常寫入但很少讀取的卷(例如數據庫日志卷),或者對于即使保持緩存緩沖區也可能無法提高命中率的大數據集的卷,您可以使用此值。
默認值 — 此值告知 Data ONTAP 此卷應使用默認系統緩存緩沖區策略。
哪些產品支持 Flash Cache ?
NetApp 的多種 FAS/V 系列存儲系統上都支持 Flash Cache 模塊。Flash Cache 模塊有 256 GB 和 512 GB 兩種型號。根據型號不同,每個控制器支持的最大 Flash Cache PAM 模塊數可以為 2 至 16 之間的任意值。這樣可使 緩存增大到 512 GB 至 8 TB,具體取決于您的存儲系統。
NetApp 開發了一個軟件包,可幫助您確定您的存儲系統是否可從通過 Flash Cache 模塊增加的緩存中受益。 預測緩存統計 (PCS) 軟件當前在 Data ONTAP 7.3 及更高版本中提供,您可以通過該軟件預測添加相當于兩倍、 四倍或八倍系統內存的緩存所產生的影響。
總結
當您在評估您的 VMware View 實施的存儲需求時,一定要考慮以下幾點 :
在為生產 View 實施做出設計選擇時,應了解虛擬機的磁盤需求。Windows XP 或 Windows 7 客戶端與提供 服務器功能的虛擬機具有完全不同的需求。客戶端的磁盤 I/O 超過 90% 是讀取,速度相當慢(7 MB/秒或每 20 個虛擬機 112 IOPS)。此外,除了操作系統和應用安裝外,需要很少的磁盤空間,因為所有終端用戶數據都應存儲在現有的網絡集中存儲、文件服務器或 NAS 設備上。
在您了解了給定 View 部署的磁盤大小、吞吐量和 IOPS 需求之后,即可獲得選擇存儲協議、陣列類型、磁盤類型和 RAID 類型所需的信息。精簡配置、重復數據消除和克隆可以大大降低所需的磁盤空間。
在制定存儲決策時,最重要的考慮事項往往是財務,而不是技術。考慮以下問題 :現有的數據中心資源是否可以重用?購買全新存儲環境的價值主張和投資回報率是什么?
關于作者
Fred Schimscheimer 是 VMware 的高級技術營銷工程師。作為技術營銷工程師,他不僅是產品營銷團隊的一員, 并且是虛擬桌面解決方案的存儲和工作負載方面的專家。