服務器虛擬化環(huán)境下如何存儲管理

服務器虛擬化環(huán)境下如何存儲管理

存儲管理的發(fā)展有其自身的發(fā)展規(guī)律，并受到數(shù)據(jù)增長以及相關標準的出現(xiàn)的影響，諸如光纖通道、iSCSI和NFS,所有這些保障了存儲系統(tǒng)的集中化和標準化。

服務器虛擬化環(huán)境下如何存儲管理

隨著虛擬化技術逐步成為服務器和桌面系統(tǒng)優(yōu)化的主流技術，存儲成為高擴展性的虛擬化解決方案之中最為關鍵的部分。離開了集中化的存儲系統(tǒng)，一些關鍵特性，諸如在線的虛擬機遷移，就無從談起。

然而，雖然存儲使得用戶獲益頗多，其同樣為存儲和虛擬化管理員帶來了許多新的挑戰(zhàn)。服務器和其使用的存儲系統(tǒng)之間的關系由于虛擬化技術變得更為復雜。抽 象層的出現(xiàn)使得存儲集中化的理念，比如邏輯單元號、RAID組，以及虛擬化對象的磁盤，比如虛擬磁盤驅動器(VHDs)和虛擬機驅動器(VMDKs)變得 更加難以理解。存儲管理員必須有新的方式在虛擬化環(huán)境中為上層提供相應的存儲資源。

策略的改變

在虛擬化環(huán)境中實現(xiàn)高效地存儲管理需要滿足兩項基本條件：容量和 性能。當然在非虛擬化環(huán)境中這兩項也非常之重要，性能是虛擬存儲設計中的首要考慮因素，對整個虛擬化體系架構的運營會產(chǎn)生重要的影響。在非虛擬化環(huán)境中， 單個邏輯單元號的延遲響應一般只會影響連接其的某一臺主機;而一個支持眾多虛擬機的大型邏輯單元號的延遲影響會更為廣泛。尤其是在虛擬桌面體系架構之中 (VDI)。在這里，存儲管理員可以考慮以下一些策略。

應用硬件加速和API.許多供應商(包括頂尖的六家存儲供應商：Dell、 EMC、HP、HDS、IBM和NetApp)今天支持硬件層的虛擬I/O加速。其通過Hypervisor層中的API接口，比如vStorage APIs for Array Integration(VAAI)，進行部署。VAAI從Hypervisor卸除了一些“較重的”部分，讓存儲陣列以最佳方式來進行核心操作，比如子 LUN鎖定，卷拷貝以及數(shù)據(jù)清零。就在最近的vSphere5中，VMware補充了精簡回收特性，這使得Hypervisor可以從自動精簡配置的邏輯 單元號中重新發(fā)布那些已經(jīng)刪除后的存儲，而非直接將數(shù)據(jù)寫入刪除后的數(shù)據(jù)塊。

將存儲管理工作移至陣列層可以實現(xiàn)諸多好處。首先，這降低 了Hypervisor層的工作負載，降低處理器符合和存儲網(wǎng)絡層的傳輸量。其次，這種方式使得存儲陣列可以優(yōu)化并對I/O敏感的運作進行優(yōu)先級排序，這 或許是陣列內(nèi)部優(yōu)化所能實現(xiàn)的最佳目標。作為業(yè)內(nèi)的Hypervisor供應商，VMware已經(jīng)開發(fā)了諸多種APIs,其中包括用于數(shù)據(jù)保護的 vStorage APIs(VADP)以及存儲識別的vStorage APIs.VASA旨在提升可擴展的存儲環(huán)境，提供Hypervisor存儲邏輯單元號的配置信息，如復制和性能參數(shù)。

針對性能的配置。虛擬環(huán)境中的I/O性能至關重要。通常來說，虛擬環(huán)境中有大量的隨機工作負載，這使得優(yōu)化I/O工作負載對于陣列而言更為困難。有一些技術可以用以性能的優(yōu)化，包括：

寬條帶化。該技術將I/O分布在盡可能多的物理磁盤上。寬條帶化一般通過使用大RAID組(需要注意出現(xiàn)磁盤故障時的重構時間)或將RAID組連接到存儲池的方式實現(xiàn)。該技術適用于文件或數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)平臺。動態(tài)分層。和任何其它存儲環(huán)境相似，虛擬服務器中也會存在I/O“熱點”數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)產(chǎn)生大量的I/O工作負載。熱點區(qū)域很難預測，因此提供動態(tài)分層技 術的平臺可以提供一個動態(tài)的方式來確保最熱的數(shù)據(jù)駐留在最快的磁盤上。該技術在虛擬機從單個主鏡像中克隆時尤其有效。

使用自動精簡配置

虛擬環(huán)境中虛擬機相對容易創(chuàng)建，這使得存儲容量很容易就會失去控制。尤其是在按需供應的環(huán)境中。自動精簡配置功能能夠使得磁盤空間只在數(shù)據(jù)真實從主機寫 入磁盤后才被消耗，而不是被每個虛擬機預留出固定的容量。該特性可以部署在Hypervisor中，并且是存儲平臺中一種非常常見的選項。

使用供應商提供的插件

幾乎絕大多數(shù)的企業(yè)級和中端存儲平臺都提供集中化管理的工具插件，比如VMware的vCenter.這為虛擬主機和存儲都提供了一個“單一的虛擬管理 平臺”,在許多情況下存儲通過這種方式可以直接從vCenter控制臺中配置。對于沒有專職負責存儲的企業(yè)而言，這可以在很大程度上減少IT管理員的工作 量。

為虛擬服務器定制的存儲

許多新興的存儲供應商都已推出了專為虛擬服務器環(huán)境設計的硬件和軟件存儲解決方案。這其中包括Atlantis計算機公司，SolidFire、Tintri公司和Virsto軟件。從本質上講這些產(chǎn)品都旨在應對上述問題，包括隨即I/O等挑戰(zhàn)。

自動化技術

管理正在動態(tài)變化的虛擬化環(huán)境，對容量和性能進行優(yōu)化，這著實是一項耗時的過程。隨著虛擬化環(huán)境的擴展和日趨成熟，技術正在向著更自動化的優(yōu)化過程發(fā) 展。個各Hypervisor供應商開始在其產(chǎn)品中包含這種功能，實現(xiàn)一些半自動化的特性，從而降低管理員對存儲環(huán)境持續(xù)調優(yōu)的工作負載。在 vSphere 5中，VMware引入了存儲資源分配調度(SDRS)，提供一定程度上地存儲自動化分配。SDRS提供自動化的VMDKs初始部署，虛擬機的自動遷移以 滿足容量和性能要求和策略，例如高I/O的虛擬機應當部署在不同的硬件上。

隨著虛擬化體系架構的不斷擴展，以及更加服務為導向的資源提供方式，向更自動化地存儲管理發(fā)展是絕對必要的。存儲供應商也正針對虛擬服務器自動化這種市場需求不斷推出新的產(chǎn)品和APIs.

不容忽視的數(shù)據(jù)備份

數(shù)據(jù)備份總是被視為和存儲管理關聯(lián)不大的一種操作;然而，其在高可用的存儲環(huán)境下又是至關重要的。在虛擬化體系架構的備份和數(shù)據(jù)恢復中，傳統(tǒng)的備份解決方案確并不高效，可以利用其它技術來優(yōu)化備份和數(shù)據(jù)恢復流程。

在數(shù)據(jù)塊形式的存儲部署中，傳統(tǒng)的備份使用主機本身來備份數(shù)據(jù)。這是由于存儲陣列無法認識到在某個邏輯單元號上的數(shù)據(jù)是以何總格式存儲的。主機將文件系統(tǒng)部署在邏輯單元號上，備份軟件從而依靠主機來提供文件流的備份操作。

在所有的虛擬平臺上，虛擬機以一個或一系列文件的形式存儲，即便在使用數(shù)據(jù)塊形式的存儲陣列中亦是如此。這使得備份流程變得更為簡單，因為備份可以簡單地以拷貝文件的形式進行，從而備份起所有的虛擬機。

一些Hypervisor供應商，諸如VMware,提供APIs允許第三方軟件在虛擬機內(nèi)部跟蹤數(shù)據(jù)塊的變化，提供只針對自上次備份發(fā)生后產(chǎn)生變化 的，更高效的備份。所有的Hypervisor供應商同時提供虛擬機快照功能。雖然這會導致“非連續(xù)性”拷貝，但在一些實例中，通過客戶端軟件，快照可以 和主機文件系統(tǒng)協(xié)調靜止時間，從而進行連續(xù)性的快照。

存儲工具的發(fā)展

存儲將在部署可擴展性的虛擬化體系架構中成為關鍵要素。隨著這些環(huán)境的擴展性和成熟度，存儲管理員需要借助工具和技術，諸如自動化和可視化軟件來應對日趨整合的IT世界中的各種挑戰(zhàn)。

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