隨著多核CPU被用于服務(wù)器上以創(chuàng)建多個虛擬機，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)器和主存儲之間以及主存儲和備份存儲之間將有更多的應(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，帶來了一系列的新的存儲難題，其中有五個最讓人頭疼的問題。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，存儲性能增長速度相比于計算能力的增長，其明顯要慢得多。對于虛擬化而言，I/O瓶頸和緩慢的存儲性能成為頭號難題。“虛擬化可以讓你在單個物理硬盤上進行頻繁的操作，但這會產(chǎn)生大量的I/O流，所以會加大了磁盤的工作工作負(fù)載，并且緩存越來越難對性能進行提升，”Taneja Group高級分析師Jeff Boles表示，“虛擬化能夠讓我們完成比實際計算能力更多的工作。”

 

　　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)還是存儲域。大多數(shù)情況下，這個問題都出現(xiàn)在存儲環(huán)境。因為存儲能力的發(fā)展落后于其他所有的基礎(chǔ)設(shè)施。“存儲性能進展非常緩慢。并且，管理員無法看到存儲環(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在五年前對其部分服務(wù)器進行了虛擬化。公司的高級系統(tǒng)工程師Chris Elam記得當(dāng)他第一次開始做備份的時候，發(fā)現(xiàn)備份的吞吐量在下降，備份的時間也越來越長。該公司部署的Dell Compellent SAN可視性工具發(fā)現(xiàn)并報告這個問題，于是他增加了更多驅(qū)動器來提高I/O操作，現(xiàn)在Compellent在驅(qū)動器之間傳輸數(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)制工作放在下班時間進行，除了那些涉及生產(chǎn)文件服務(wù)器的復(fù)制外，因為生產(chǎn)數(shù)據(jù)變化很快，所以這些復(fù)制必須在白天完成。“這個是我們愿意承擔(dān)的I/O，”Elam表示，畢竟客戶服務(wù)是最重要的。“備份花費更長時間是一個問題，用戶開始抱怨系統(tǒng)緩慢又是另一個問題了。”

 

　　性能是I/O的另一個重要考慮因素。“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，單個機架承擔(dān)了30個工作負(fù)載。”

 

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

 

　　“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。

 

 

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

而當(dāng)你試圖在這一臺物理服務(wù)器上同時進行10個備份，服務(wù)器內(nèi)部的內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)和存儲將出現(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位置之間遷移虛擬機磁盤文件，“現(xiàn)在你必須保持與這些隨時可能遷移的虛擬服務(wù)器相關(guān)的備份的有效進行，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�，F(xiàn)在恐怕只有入門者還在運行個人工作站的傳統(tǒng)I/O工作負(fù)載，而大部分IT部門都在運行成千上萬個虛擬桌面，且是在單個存儲平臺進行，這造成了極大的I/O 混亂。

 

　　“他們在磁盤的不同位置進行順序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I/O模式，”固態(tài)存儲陣列制造商WhipTail Technologies公司James Candelaria表示。

 

　　這對于傳統(tǒng)存儲陣列是個嚴(yán)重的問題，因為很多公司沒有足夠的緩存來處理涌入的數(shù)據(jù)，這就會出現(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I/O需求，用戶體驗將會變得一團糟。”

 

　　同時，確保你擁有適當(dāng)?shù)拇鎯�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結(jié)構(gòu)的情況下進行虛擬桌面項目，并且他們持續(xù)地最大化利用SCSI上運行的千兆存儲，”他表示，“事實上，這種情況下，你需要一個更高速的傳輸通道，例如萬兆iSCSI或者光纖通道。”

 

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

 

　　最后，確保你有足夠的寫入I/O，Candelaria表示。如果設(shè)計正確的話，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)器之前對數(shù)據(jù)進行優(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，并在相同時間內(nèi)恢復(fù)數(shù)據(jù)，同時保持?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)美國阿肯色州的費耶特維爾銀行第一次開始虛擬化服務(wù)器時，高級副總裁兼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行備份：他使用了磁帶庫。 但是，由于備份通常是在晚上進行，而越來越多的客戶需要24小時訪問網(wǎng)上銀行系統(tǒng)，這時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的多個副本可供使用。

 

　　“使用SAN復(fù)制的優(yōu)點在于它可以從服務(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，完全在備份通道進行，對最終用戶或者虛擬機沒有任何影響。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沒有意識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。建議大家進行規(guī)劃。”

 

 

　　企業(yè)通常有很多不同的工作負(fù)載存儲在存儲系統(tǒng)中，對于管理員而言，存儲卷、每卷支持的工作負(fù)載、對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)施在存儲基礎(chǔ)設(shè)施上創(chuàng)造了另一個抽象層，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虛擬存儲層(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： 考慮自動精簡配置，存儲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利用率。而物理存儲只有在必要時，才被分配給共享池。通過使用自動精簡配置和服務(wù)器虛擬化，用戶可以同時優(yōu)化服務(wù)器和存儲利用率。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，“確保你選擇的存儲供應(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，”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。你需要的是存儲和粒度配置存儲的一鍵式設(shè)置，這樣你就可以分配資源，了解誰在使用什么，并隨著時間的推移進行管理。”

 

　　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存儲在一個存儲掛載點，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，虛擬化存儲密集型服務(wù)器需要一定水平的存儲性能，而這是SAN無法實現(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�可以以另一種模式運行，快速恢復(fù)對于我們非常重要，”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)器和存儲虛擬化可以很簡單：“對于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)制和維護等方面來看，虛擬化的利遠遠大于弊，有很多事情你不必再放在周末進行了。”