Виртуализация систем хранения

Виртуализация дисковых систем имеет уже достаточно богатую историю, так как создание дисковых массивов RAID, которые система воспринимает как нечто целостное, вообще говоря, уже можно считать полноценной виртуализацией. Но современная виртуализация располагает значительно более обширными возможностями и позволяет скрывать от серверов все сложности организации архитектуры сети хранения данных.

На каком бы уровне ни проводилась виртуализация, особенности организации системы хранения не будут иметь для сервера никакого значения, так как весь блок будет восприниматься как единое целое. Сервер будет видеть только те дисковые тома, которые для него выделены, а место хранения этих дисковых томов или их внутренняя организация во внимание приниматься не будут.  Это существенно упрощает не только процесс администрирования серверов, но и облегчает решение множества других задач. Особенно наглядно эффективность подобных решений  проявляется в тех  случаях, когда в наличии уже есть не одна дисковая система, но дисковое пространство все равно необходимо увеличивать. Такая ситуация часто возникает в тех компаниях, которые переживают период бурного роста. У них уже есть достаточно обширная система данных, которая где-то храниться и будет  активно использоваться и в дальнейшем. Но расширение деятельности приводит и к взрывному увеличению важных данных, которые надо сохранять и увязывать в единую систему с теми данными, которые уже имеются в архивах. При этом ситуация, когда возникает необходимость одновременной слаженной работы дисковых систем от разных производителей, да еще и принадлежащих разным поколениям, тоже не редкость. Чем больше неоднородность парка оборудования, с которым приходится работать администраторам, тем большие сложности это порождает, так как администратору приходится контролировать работу систем, которые могут кардинально отличаться друг от друга. Все это приводит к росту затрат и падению эффективности работы. Избежать всех этих сложностей как раз и помогает виртуализация систем хранения.

При организации работы систем хранения данных (СХД)  часто возникают следующие задачи.

Необходимо подключить и настроить дополнительный сервер.

Необходимость подключения и настройки новых серверов возникает довольно часто при хранении больших объемов разнородных данных. Для решения этой проблемы к зоне уже существующих коммутаторов прибавляет новая зона; создается новая RAID-группа. Затем на сервер устанавливаются необходимые драйверы, обеспечивающие работу конкретной дисковой системы. При этом если сервер должен работать с разными дисковыми системами могут возникнуть проблемы, вызванные плохой совместимостью (либо несовместимостью) драйверов. Конечно, можно воспользоваться универсальными решениями, предлагаемыми, например, Symantec Storage Foundation для неоднородных операционных систем и различных аппаратных массивов, но тогда нужно быть готовым к существенным затратам, а кроме того, все равно придется соблюдать определенный список совместимости.

Виртуализация позволяет все это значительно упростить.  Для каждого сервера достаточно один раз выполнить настройку зонирования, и тогда при выделении дополнительных пространств перенастройка зон  не потребуется. Весь трафик система виртуализации возьмет на себя.

Для того чтобы выделить дисковое пространство нужно просто уметь обращаться с самой системой виртуализации, а необходимости в наличии каких-то специальных знаний по администрированию конкретной СХД нет. Проблема совместимости драйверов тоже отсутствует, так как работа ведется только с одним драйвером. Таким образом, и начальная инсталляция, и дальнейшая работа становятся существенно проще.

Для сервера необходимо выделить дополнительное дисковое пространство

Эту задачу можно отнести к разряду самых простых задач, которые встают перед администратором. Если дополнительные диски были заказаны заранее, и если в наличии есть достаточно свободного места, то эта задача не вызывает никаких трудностей. Но если для существующей системы уже невозможно достать дополнительных дисков, то все становится несколько сложнее. Если в наличии имеется система со свободным дисковым пространством, то при подключении ее к серверу приходится вносить корректировку с распределение зон в коммутаторах СХД. Но если имеющаяся дисковая система относится к другому типу, чем те, которые уже стоят в строю, то приходится обеспечивать возможность мигрирования данных между разными системами, а это значительно усложняет задачу. Особую сложность представляет необходимость останавливать работу серверов, и к тому же при этом существует реальная возможность потерять часть данных. Из-за необходимости остановить сервера работу приходится проводить в неудобное для людей время, а это неизбежно повышает стоимость подобных работ.

Применение системы виртуализации все упрощает и в этом случае, так как позволяет организовывать дополнительное дисковое пространство, которое может принадлежать разным дисковым системам и даже разным СХД, и при этом нет необходимости менять зонирование на коммутаторах. Длительных перерывов в работе серверов в этом случае тоже не бывает. В отдельных случаях может потребоваться перезагрузка сервера, что определяется тем программным обеспечением, которое на нем используется. Все эти действия вполне могут быть выполнены в обычно рабочее время, а если и потребуется работа во внеурочное время, то она будет кратковременной.

Необходимо организовать миграцию данных между СХД.

Для больших инфраструктур миграция данных представляет собой достаточно  сложную проблему. Необходимость миграции, например, возникает, когда данные нужно передать на более новую систему. Если система должна пройти какое-то обслуживание, что временно выведет ее из рабочего строя, тоже возникает необходимость в миграции данных. При этом следует отметить, даже та миграция данных, которая осуществляется в пределах только одной системы хранения, представляет собой достаточно сложный и ответственный процесс, и для осуществления подобной миграции тоже необходимо останавливать сервера. Существует множество различных специальных решений этой проблемы, но все они отличаются сложностью и недостаточной универсальностью.

При миграции данных, прежде всего, необходимо обеспечить их консистентность. Это значит, что в результате миграции данные должны полностью сохранить свою структуру и целостность. Поэтому во время передачи никаких изменений в массивах данных происходить не должно, и никакие сервисы, которые обычно с ними работают, обращаться к ним не могут. Когда переносимый объем данных очень велик, то процесс переноса (а, следовательно, и остановка работы потребителей с данными) может быть очень длительным, что причиняет пользователям большие неудобства, а вынужденные простои во время миграции будут оборачиваться финансовыми потерями.

Решить эту проблему можно опять-таки при помощи системы виртуализации. В этом случае для организации миграции данных не нужно менять существующие настройки сервера, не требуется даже его перезагружать – весь процесс идет совершенно прозрачно. Более того, сервер может обращаться к данным прямо во время процесса их миграции, и обеспечивать всем клиентам  практически обычный режим работы лишь с небольшим понижением  скорости. Таким образом, в случае использования системы виртуализации проводить миграцию данных можно в любое время, исключение составляют только случаи слишком большой загруженности систем. Тогда для  проведения миграции выбирается то время, когда нагрузка минимальна. Администратору в этих условиях остается только спланировать процесс миграции и запустить процедуру, все остальное срабатывает уже в автоматическом режиме без участи человека.

Необходимо повысить производительность

Недостаточная производительность системы – это тоже хорошо знакомая всем проблема. Повысить производительность можно, например, увеличив количество дисков в RAID-группе, так как их число часто и определяет производительность системы. Производительность также повысится, если отказаться от медленных дисков (SATA, FC 10k), а вместо них использовать быстрые (FC 15k, SSD). Либо можно полностью перейти на  другую систему, которая характеризуется более высокой производительностью. И во всех этих случаях необходимо будет проводить миграцию данных, которую можно эффективно организовать при помощи систем виртуализации.

Кроме того, повысить производительность системы можно, применив  страйпинг и распределив дисковое пространство между несколькими дисковыми системами. В этом случае закупать новое дорогое оборудование не потребуется. Производительность повышается при распределении тома по нескольким дискам, а также повышения производительности  можно добиться параллельным использованием нескольких СХД  вместо одной. К тому же такие системы виртуализации как IBM SAN Volume Controller, HDS USP/USP-V и некоторые другие для операций чтения и записи дают возможность пользоваться своим КЭШем, который чаще всего превышает кэш, имеющийся в СХД, что тоже позволяет добиться  ощутимого повышения производительности.

Необходимо повысить катастрофоустойчивость систем

Авария в дата-центре – это всегда катастрофа, от которой страдают очень многие. Поэтому для подстраховки обязательно нужно иметь некоторые резервные площадки. Но здесь сразу же встает проблема обеспечения существования  на другой площадке еще одной не только консистентной, но и актуальной копии данных. Решить эту задачу можно разными способами, но следует помнить, что в случае использования встроенных дисковых систем придется обязательно учитывать довольно много ограничений. Так, все системы должны быть иметь одного и того же производителя, должны принадлежать к одному поколению, а  иногда свои ограничения накладываются и на версию прошивки. Если организация и закупки оборудования СХД происходят в несколько этапов, то эти ограничения соблюсти бывает очень трудно, а иногда и просто невозможно. Резервная площадка может потребоваться и в результате слияния нескольких компаний, которые до слияния работали, как совершенно самостоятельные организации. В этом случае пересортица в оборудовании просто неизбежна. И опять одним из самых эффективных решений возникшей задачи является использование систем виртуализации.  При репликации данных на уровне систем виртуализации таких строгих ограничений уже не бывает. Лицензии на репликацию СХД тоже в этом случае не нужны, поэтому можно использовать более дешевые версии, где функционал репликации отсутствует. В некоторых системах транспорт осуществляется при помощи IP протокола, и при этом не требуется никаких дополнительных аппаратных средств, что также способствует удешевлению решения проблемы катастрофоустойчивости.

Необходимость проводить плановое обслуживание СХД

СХД относятся к тем системам, которые должны работать постоянно и без перерывов. Но все равно рано или поздно возникает ситуация, когда систему необходимо остановить. Это может быть необходимость ее расширения, или для физического переноса в другое место (например, в другой шкаф). Смена прошивка также может в некоторых случаях потребовать остановки системы. Останавливать систему приходится в нерабочее время, что всегда крайне неудобно. Если же используются системы виртуализации, то  все необходимое обслуживание СХД можно проводить в любое удобное время, так как полная остановка здесь не требуется.

Все это существенно упрощает работу администратора СХД, а также удешевляет процесс эксплуатации  СХД.

Не так давно в системах виртуализации стала использоваться технология "thin provisioning", при которой дисковое пространство выделяется ровно в том количестве, которое необходимо, и в тот момент времени, когда это необходимо. При этом дисковое пространство используется очень эффективно, что приводит к существенной экономии средств.

Конечно, системы виртуализации не являются решением абсолютно всех проблем, а в ряде случаев их использование не дает существенных преимуществ, но тем не менее, они позволяют очень эффективно широкий круг задач, И зачастую вместо усложнения существующей инфраструктуры бывает гораздо целесообразнее просто применить систему виртуализации.

Сообщение успешно послано!

Мы свяжемcя с вами в ближайщее время!

Закрыть

Отправка Сообщения

Фамилия Имя:
Компания:
E-mail:
Телефон:
Сообщение: