市場催生成熟的存儲虛擬化
最直觀的理解存儲虛擬化,是在我們為應用分配存儲資源時,不必關心數據的實際存取方式和位置,而這僅僅是功能上的需求。客戶真正能夠從中獲益的,應當是異構的、層次化的、地理上分布的存儲環境虛擬化,并且能夠提供業務連續性和災難恢復支持。
大量的應用需求在呼喚存儲虛擬化技術的不斷成熟,首先是來自硬件升級時盤陣間數據的遷移;其次是信息生命周期管理(ILM)以及層次化存儲(Tiered Storage)架構設計趨勢下的數據遷移;再有,大量異構環境下本地及遠程的數據鏡像,數據復制操作等等。對于應用而言,至關重要的是提供一個異構環境下的 “存儲池”、集中簡化的容量管理和分配(例如基于網絡的卷管理功能),而這些都是基于主機或是基于磁盤陣列的虛擬化技術難以實現的。
目前市場上也出現了一些基于網絡的存儲虛擬化技術,VERITAS,Rhaposody,Cisco CSM/ASM,但為什么沒有被市場廣泛接受呢? 原因在于無法面對真實的存儲環境,解決虛擬化后的性能問題,擴展性問題,和與現有環境集成等問題。
首先是性能問題。早期的虛擬化產品大都由軟件完成SCSI/光纖通道間的地址轉譯,雖然解決了很多功能性問題。但性能很有限,只能虛擬幾個通道,現在大的盤陣都可以擴展到幾十TB以上,支持數十個通道。那么低性能的虛擬化產品所面對的,就只能是中低端存儲環境。
基于網絡的存儲虛擬化應當可以應對大型的、復雜的存儲環境(500-1000個網絡端口,50-100TB)。這個時候我們所要做的存儲虛擬化就需要很強的IOPS能力,也就是很好的性能輸出,至少是上百萬級別的。現在高端磁盤陣列已經可以提供上百萬的IOPS,如果你希望在網絡層次上做虛擬化存儲,那么交換機的吞吐能力需要比磁盤陣列的IOPS的吞吐性能更高。這是一個挑戰,而虛擬化存儲必須考慮到性能處理方面的能力。
其次是擴展問題。存儲網絡的最大成功在于解決了存儲的資源整合,實現無中斷的擴展。虛擬化不應當成為擴展的障礙。
刀片式(Blade)的設計雖然解決了管理性問題,但單柜體內有限的背板帶寬卻限制了虛擬“存儲池”的大小,同時指定槽位的設計也降低了虛擬“存儲池”的可用性。
擴展的另一個問題是網絡環境下的虛擬化。如其他存儲網絡提供商的虛擬化產品,只能虛擬直接連到交換機端口上的存儲資源,而不能支持E_port網絡互聯形式的虛擬化。這種層次上的虛擬化實際意義很小,交換機只能互聯很小規模的數據中心,互聯三五臺機器。一個高端盤陣就會有64個端口,而對于只具有16個端口的虛擬化交換機來說,就等于其虛擬化能力還遠不如一個單柜體的磁盤陣列,就談不上實際意義上的存儲虛擬化。因此存儲虛擬化就應當支持網絡的虛擬化,應當支持E_Port互聯,這樣可以透過網絡發現更多的存儲資源,可以是高端導向器連接的數百個存儲通道,也可以是邊緣交換機所連接的眾多小的盤陣,甚至可以是遠端數據中心的容余磁盤陣列資源。
McDATA的存儲虛擬化策略
McDATA認為基于網絡的(fabric-based)存儲虛擬化是解決異構、層次化、地理上分布的存儲環境的最佳途徑,它不僅能夠提供了開放的系統架構,回避了基于主機或是磁盤陣列虛擬化技術所帶來的投資風險,更可以解決存儲資源的擴展性和復雜性。
存儲服務的智能化是每一個高端存儲廠商的核心競爭力,沒有一個存儲供應商愿意僅僅提供一個裸盤柜,掛接到一個高度智能的存儲網絡中。
McDATA巧妙地利用了獨立路徑架構(split-path architecture)的設計思路,統一了存儲與網絡供應商的利益,激發了各存儲供應商將其核心的存儲服務移植到網絡中,共同促進存儲虛擬化的進程。
企業級的可用性和可服務性需要各自獨立的數據通路和控制通路,ESCON, FICON以及普遍采用的光纖通道協議均采用了獨立路徑的架構。基于該架構,McDATA只提供物理地址的映射、路徑的優選功能,而數據存取的請求則由存儲廠商的核心存儲服務發起。這樣,基于網絡的虛擬化就分成兩部分產品,一個是McDATA稱之為快速通道存儲處理器(Fast-path Storage Processor)的硬件芯片,另一個是開放給各OEM廠商和ISV伙伴的存儲服務芯片。前者由于采用了硬件設計,能夠充分保證性能輸出,均可以提供單端口100萬的IOPS,處理能力比目前市場上的產品高一個數量級。
為了與現有的存儲網絡環境集成,實現無中斷的擴展,McDATA采用稱之為導向器服務模塊(Director Service Module (DSM) )的系統架構,上述快速通道存儲處理器(FPSP)嵌入其中,在管理模式上類似于刀片式設計,單一管理實體降低復雜性,同時又可以像外部交換設備一樣按需擴展。
趨勢
隨著性能、擴展性、可用性等問題的逐步解決,會有更多的大型企業用戶會采納存儲虛擬化方案,但不排除主機、存儲、網絡三者結合的方式。
虛擬化的終極目標是聚合數據存儲服務,包括基于策略的管理,SRM,ILM,并可提供存儲效能模型。存儲虛擬化的大量普及還將依賴于新的應用,如自動執行基于策略的操作替代目前的手工作業,這都將依賴于存儲行業的進一步發展。
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對許多系統管理員來說,做出有關虛擬化存儲網絡的決定,實際上是在對比網絡附加存儲和SAN體系結構,例如光纖通道、Internet SCSI或者以太網光通道。
ISCSI存儲網絡在SAN部署中尤其顯示了顯著的變化。不是獨立的、專門的,只用于處理存儲流量存儲玩了過,同樣的SCSI交易使用TCP/IP跨越Ethernet LAN和普通用戶流量來傳輸數據和命令。
這為網絡存儲決策者增加了一系列全新的,需要考慮的利弊因素。
這一虛擬化存儲網絡策略最亮眼的優勢是簡單。以太網絡無處不在——它很易懂。
ISCSI存儲網絡消除了“需要一個另外的可以構建,擴展和支持光纖通道存儲區域配置的知識數據庫”的這個弊端。
Wes Dawes:最初,我是一名系統管理員,管理服務器和存儲。我所在的行業是金融行業,由于我所在的銀行正在尋求出售,所以我也在尋找其他工作機會。于是在大約8年前我加入了Sugar Creek。最初我的工作占比大概是網絡、服務器及存儲各占一半,后來變成了單純的網絡管理工作。
從管理服務器、存儲轉變為網絡管理,感覺如何?
Dawes:轉變還是很大的。我在網絡設備管理方面是個菜鳥。我之前曾經接觸網絡是在銀行工作時,在實施現場協助網絡工程師配置設備或者給設備打補丁,但除此之外我的經驗有限。
你是如何學習的?Dawes:主要是在工作中學習。在晚上讀很多書,使用一些空閑設備,嘗試做一些配置,絕不對生產環境造成任何破壞。感覺自己有些入門后,參加了一些培訓,獲得了一些認證,然后開始真正的喜歡網絡并繼續我的學業。
網絡對你有哪些吸引力?Dawes:網絡是整個行業當中非常有趣的一個部分。剛開始進入網絡領域時,一切都是全新的,這在一定程度上吸引了我。在后續的幾年當中,伴隨著行業發展,軟件定義變得越來越流行,借助網絡以編程方式能夠實現傳統物理設備所提供的功能,這變的更加有趣了。在過去的一些年當中,網絡行業在發生各種各樣的變化而且新的變化即將到來。
Sugar Creek如何應對網絡行業的諸多變化?
Dawes:我們最近的一次商業投資之一是在過去的兩年當中實施的:我們和思科合作在劍橋城建立了一個互聯工廠。無線、路由、交換、思科網真、電話系統、工作場地實現了最大限度的互聯。實現萬物互聯并能夠收集數據,這令人非常驚訝。
在去年—我們完成了整個項目—我們采用VMware NSX產品實施了軟件定義的數據項目。同時也在項目中使用了某些Cisco ACI產品。
為什么同時部署NSX和ACI?Dawe:我們開始研究NSX和ACI時,哪款產品將會勝出并最終成為行業領導者并滿足我們的所有需求并不明朗。因此我們或多或少地避免了在某一款產品上下注,最后決定同時部署兩款產品,如果競爭局面變得明朗,不論哪款產品勝出,我們都可以更加輕松地應對。或者說兩款產品都很棒,能夠彼此互補。
使用NSX和ACI后,現在會選擇哪款產品?
Dawes:自我們上次做出決策后,軟件定義的網絡技術已經發生了很多變化,我認為VMware遵循的路線是需要關注的。因為兩種技術都有各自的優缺點,哪種產品更符合要求取決于虛擬環境現狀。我們所處的環境已經實現了99%的虛擬化,因此對我們來說NSX是正確的選擇—我們決定像選擇VMware vSAN一樣選擇VMware NSX。
NSX的可編程性使得在線變更變得更加輕松—不必擔心需要進入數據中心連接新的線纜或者移動設備。對我們來說另一個非常重要的特性就是微分段。之前我們總是對數據中心邊緣進行保護,現在NSX允許我們將安全帶入虛擬機級別。我們能夠實現更細粒度的安全性并真正意義上搞定一切。
我認為到今年年底,我們的安全設置將會到達令人非常舒服的程度。在這之后將進入正常運營狀態。
你會如何使用ACI?Dawes:我們已經部署了ACI,但還沒有進行大量的測試。目前主要用于監控。ACI允許我們對網絡狀況有一個總體的了解,只需要瞥一眼就可以說“網絡出問題了”。ACI使我們能夠快速地定位問題,不再需要做大量的手工故障診斷。我們還沒有使用任何真正意義上的ACI特性。
你之前維護服務器、存儲的經歷能夠在當前的網絡工作中派上用場嗎?
Dawes:當然了,尤其是在我一開始接觸網絡時更是如此。了解服務器以及存儲及其配置,能夠將它們接入到網絡中,使我能夠快速做出決策。在工作當中以前的經歷肯定能派上用場,服務器、存儲管理與網絡管理彼此能夠形成互補。
網絡團隊與服務器團隊如何相互促進?Dawes:網絡團隊人數較少,服務器團隊人數是網絡團隊的兩倍。我們坐在同一個辦公室里,在相同的隔間內,一起工作。網絡團隊的成員擅長網絡管理,同時也能維護服務器,如果必須要維護服務器肯定也能搞定。服務器團隊的成員也能夠搞定網絡,雖然他們更多地關注服務器,但對網絡有很深的理解,因為我們在一起工作。這的確有助于讓我們感覺到我們就是一個團隊而不是兩個。
你對剛剛開啟職業生涯的年輕人有什么建議?Dawes:我會告訴他們勇于探索并找到自己的興趣點,因為最重要的是:做你喜歡做的事兒。如果我在嘗試說服他們進入網絡行業,我可能會告訴他們,網絡行業現在非常令人興奮,眾多變化即將到來,有很多機遇,涌現出了很多其他人還沒有經歷的新領域—因此如果你更早地經歷這一切,收獲就會更多。
你會建議他們尋找機會學習可編程網絡工具嗎,比如NSX和ACI?Dawes:當然了。技術發展仍處于早期,仍舊會不斷發展并發生一點點的改變,我堅信今后一定會越來越好,可編程網絡工具是大勢所趨。