VMware需要自動存儲加速能力

作者：echo 2011-07-11 11:03:09

云計(jì)算

虛擬化 部署VMware的目的是通過服務(wù)器虛擬化，提升IT環(huán)境的經(jīng)濟(jì)性、可管理性。既然如此，那么作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)---存儲層，是否也需要進(jìn)行虛擬化呢？答案是肯定的，因?yàn)樗梢允蛊髽I(yè)的VMware環(huán)境更加經(jīng)濟(jì)、有效、易于管理。

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       對于VMware環(huán)境中的存儲虛擬化來說，我們需要考慮哪些問題？要回答這個問題，首先要回答另一個問題：為什么部署VMware？

部署VMware的目的是通過服務(wù)器虛擬化，提升IT環(huán)境的經(jīng)濟(jì)性、可管理性。既然如此，那么作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)---存儲層，是否也需要進(jìn)行虛擬化呢？答案是肯定的，因?yàn)樗梢允蛊髽I(yè)的VMware環(huán)境更加經(jīng)濟(jì)、有效、易于管理。

必要的自動存儲加速能力

我們知道，服務(wù)器虛擬化理論上來說會提高系統(tǒng)的利用率，減少系統(tǒng)閑置資源。然而對于存儲虛擬化來說，選擇一個好的方案卻很有機(jī)會為存儲系統(tǒng)的整體表現(xiàn)帶來質(zhì)的飛躍。

在虛擬化的時代，所有配套技術(shù)也同步地都在飛速的發(fā)展， CPU核數(shù)快速增加，總線變成了交換式互聯(lián)結(jié)構(gòu)，內(nèi)存容量單位從GB正轉(zhuǎn)變成TB，但是，有些東西始終未曾變過：硬盤。

數(shù)據(jù)是IT系統(tǒng)的核心，進(jìn)而存儲子系統(tǒng)也就成了IT系統(tǒng)的核心硬件，一個系統(tǒng)的運(yùn)行效率將直接受制于存儲子系統(tǒng)的性能和效率。從傳統(tǒng)IT部署方式進(jìn)入虛擬化的IT部署方式，是對存儲子系統(tǒng)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

以往的老式IT部署方式中，每個設(shè)備從一開始就被賦予固定及專屬的用途，存儲的負(fù)載是相對固定的，以業(yè)務(wù)峰值來選取合適的設(shè)備，其利用率并不充分。而在虛擬的平臺上，一切都是動態(tài)的，人們終于有機(jī)會榨出系統(tǒng)的全部潛能，以做到物盡其用。不是嗎？提高資產(chǎn)利用率，這本來就是虛擬化的初衷之一。此時，當(dāng)我們試圖發(fā)揮出存儲的所有性能時，卻驚奇地發(fā)現(xiàn)它的性能直線下降了，因?yàn)樗€是30年前的結(jié)構(gòu)，隨機(jī)訪問是它的死穴。大量的訪問會使立即硬盤轉(zhuǎn)入隨機(jī)訪問方式，性能下降百倍至千倍，磁盤成了服務(wù)器虛擬化平臺中最沉重的包袱。

將整個存儲都替換成更強(qiáng)、更快、最好的存儲設(shè)備嗎？當(dāng)然可以，只要你愿意付出成本。計(jì)算機(jī)的所有部件都在進(jìn)行飛速更新，新技術(shù)新產(chǎn)品層出不窮，當(dāng)然也包括了用于存放數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備，例如固態(tài)硬盤就是高性能磁盤的代表，我們當(dāng)然也有機(jī)會選擇完全用SSD硬盤組成的存儲設(shè)備。然而當(dāng)我們將幾乎所有的部件都替換成最先進(jìn)最前沿的部件時，卻仍不得繼續(xù)使用數(shù)十年前的老舊技術(shù)“溫徹斯特機(jī)械硬盤”，因?yàn)槲覀儽仨毧紤]成本。

要么支付用于購買新型存儲的巨大成本，走出虛擬化的最后一步，要么繼續(xù)使用老舊存儲技術(shù)，讓“核心部件”成為 “核心瓶頸”，看來經(jīng)濟(jì)與性能已然成為難以調(diào)和的矛盾。那么，我們是否有第三條路可選呢？能否組合二者的優(yōu)勢，在傳統(tǒng)磁盤中混入少量的高性能存儲，并通過某種方法組合出一個“合成高性能”的存儲呢？

這就是緩存。當(dāng)然，這不是傳統(tǒng)的緩存，作為存儲系統(tǒng)的核心，存儲虛擬化設(shè)備搭載的智能型超級緩存。超級緩存可以為前端應(yīng)用降低存儲系統(tǒng)的訪問延遲，抹平訪問、傳輸峰值，使前端用戶能最終體驗(yàn)到系統(tǒng)整體加速，就像存儲通道上的一條高速公路。

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      飛康NSS內(nèi)置了超級存儲加速功能：SafeCache與HotZone。如何理解這兩種個功能的作用呢？

舉例來說，用戶使用VMware搭建的虛擬桌面辦公系統(tǒng)在早上8點(diǎn)至9點(diǎn)間迎來開機(jī)的高峰，此時就將后端存儲面臨的巨極大挑戰(zhàn)。我們手中筆記本電腦里的小硬盤每秒大約能承擔(dān)50~80次IO訪問，開啟一個Office應(yīng)用就能讓它和我們都痛苦不已;至于一次開關(guān)機(jī)，則更能讓我們對硬盤IOPS的低下體會尤深，倍感焦急和惱火。那么試想，1000個桌面終端同時開機(jī)時需要多少IOPS？這需要500~1000塊盤才能滿足需求。

但仔細(xì)分析我們會發(fā)現(xiàn)，此時大家讀出的數(shù)據(jù)都是操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)量非常小，如果我們將這部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲在小容量高性能存儲中，那么壓力就被掃除了。然而，我們打算像以往一樣，通過手動去實(shí)現(xiàn)它嗎？如果系統(tǒng)的負(fù)載更復(fù)雜、更動態(tài)呢？我們需要動態(tài)地、自動地、智能地完成這一切!

飛康NSS允許在指定的高性能存儲(例如SSD硬盤組)上開辟一個區(qū)域，用于為指定的虛擬磁盤提供緩存，存放常用數(shù)據(jù)。當(dāng)某個數(shù)據(jù)區(qū)塊被重復(fù)讀寫過幾次后，就會被當(dāng)作常用數(shù)據(jù)自動移入該區(qū)域，此時讀寫這部分?jǐn)?shù)據(jù)時的性能是高性能存儲的等級。這就是HotZone---將經(jīng)常需要訪問的“熱”數(shù)據(jù)存放在高性能存儲中。利用HotZone，我們只需配置少量的高性能(例如SSD硬盤)磁盤，就可以讓整個后端存儲看起都像是高性能存儲了。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這個比例通常為100：1，即每100T普通硬盤空間配置1TB高性能存儲。

只需要混入1%的SSD硬盤，以后早上開機(jī)的時候，大家享受的都是SSD硬盤的開機(jī)速度。

虛擬平臺上還有另一種壓力。我們知道，系統(tǒng)和存儲設(shè)備中都有“寫緩存”，當(dāng)數(shù)據(jù)隨機(jī)寫入時，可以暫存在緩沖中，無需等待真實(shí)I/O寫入的完成。但是這種緩沖很小，寫入的數(shù)據(jù)量較大時，緩存就會用盡，系統(tǒng)重新回到低性能存儲的狀態(tài)。

在使用虛擬化部署以前，存儲和主機(jī)上運(yùn)行的I/O訪問模式和構(gòu)成都相對較簡單，我們可以通過預(yù)測它的行為模式來設(shè)定緩沖的大小和比例。然而在虛擬化部署之后，這將成為不可能的任務(wù)：虛擬機(jī)主機(jī)上承載著大量且經(jīng)常遷移的虛擬應(yīng)用服務(wù)器，訪問模式和構(gòu)成都非常不固定，因此存儲和主機(jī)上的緩存將完全失去預(yù)測能力，當(dāng)I/O壓力增大到一定程度時，此時即使資源還很充足，系統(tǒng)仍會因存儲資源耗盡而提前進(jìn)入緩慢運(yùn)行的狀態(tài)。

飛康NSS通過在內(nèi)部安裝之前提到的“SafeCache”解決問題，這是又一種超級緩存技術(shù)。所謂“超級”，一是相對于傳統(tǒng)緩存來說容量超大，高達(dá)1TB，二是性能超強(qiáng)，緩存的訪問性能與內(nèi)存相同，三是安全性超高，不會受掉電影響及控制器切換影響。這種緩沖就是我們之前提到的SafeCache---安全緩存。安全有兩層意思，一是指它對于數(shù)據(jù)是安全的，不會因?yàn)榈艟€、切換而丟失數(shù)據(jù);二是指緩存機(jī)制的安全，不會因?yàn)樵L問模式的變化而失效。

在以往的VMware部署時，我們必須面對極其頭痛的存儲性能分布(負(fù)載均衡)問題，然而隨著IT的發(fā)展系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，這種工作的難度正以指數(shù)形式增加，人工的存儲負(fù)載均衡即將成為“不可能的任務(wù)”。但是，通過飛康NSS的兩種加速技術(shù)，我們將無需再考慮存儲性能分布的問題，而是將其完全交給存儲虛擬化層，即飛康NSS自動完成，我們比過去還自由。

文章題目：VMware需要自動存儲加速能力
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