Προγραμματισμός

Βαθιά κατάδυση: εικονικοποίηση SAN και NAS

Σε λίγα μόλις χρόνια, η εικονικοποίηση αποθήκευσης, γνωστή και ως εικονικοποίηση αποκλεισμού, έχει αποδείξει την αξία της στη μεγάλη επιχείρηση και ταξίδεψε σε αυτό το φθαρμένο μονοπάτι, από την ακριβή λύση μπουτίκ έως το προσιτό εμπόρευμα. Ως τυπικό χαρακτηριστικό σε όλα εκτός από τα πιο μέτρια συστήματα αποθήκευσης μεσαίου επιπέδου, η εικονικοποίηση αποθήκευσης καταπραΰνει ένα ευρύ φάσμα δεινών διαχείρισης αποθήκευσης για μικρούς και μεσαίου μεγέθους οργανισμούς. Ταυτόχρονα, οι εξειδικευμένες λύσεις από κορυφαίους προμηθευτές παρέχουν τη μεγαλύτερη απόδοση επένδυσης σε μεγάλα καταστήματα που διαχειρίζονται μεγάλα SAN με έντονες απαιτήσεις διαθεσιμότητας δεδομένων.

Η εικονικοποίηση αποθήκευσης δημιουργεί ένα επίπεδο αφαίρεσης μεταξύ κεντρικού υπολογιστή και φυσικού χώρου αποθήκευσης που καλύπτει τις ιδιοσυγκρασίες μεμονωμένων συσκευών αποθήκευσης. Όταν υλοποιείται σε ένα SAN, παρέχει ένα μόνο σημείο διαχείρισης για όλους τους χώρους αποθήκευσης σε επίπεδο μπλοκ. Με απλά λόγια, η εικονικοποίηση αποθήκευσης συγκεντρώνει τη φυσική αποθήκευση από πολλαπλές, ετερογενείς συσκευές αποθήκευσης δικτύου και παρουσιάζει ένα σύνολο εικονικών τόμων αποθήκευσης για χρήση από τους κεντρικούς υπολογιστές.

Εκτός από τη δημιουργία ομάδων αποθήκευσης που αποτελούνται από φυσικούς δίσκους από διαφορετικές συστοιχίες, η εικονικοποίηση αποθήκευσης παρέχει ένα ευρύ φάσμα υπηρεσιών, που παρέχονται με συνεπή τρόπο. Αυτά εκτείνονται από τη βασική διαχείριση του όγκου, συμπεριλαμβανομένης της κάλυψης LUN (λογικός αριθμός μονάδας), της συνένωσης και της ομαδοποίησης και της απομάκρυνσης του όγκου, στη λεπτή τροφοδοσία, την αυτόματη επέκταση του όγκου και την αυτοματοποιημένη μετεγκατάσταση δεδομένων, στη λειτουργία προστασίας δεδομένων και ανάκτησης καταστροφών, συμπεριλαμβανομένων στιγμιότυπων και κατοπτρισμού Εν ολίγοις, οι λύσεις εικονικοποίησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως κεντρικό σημείο ελέγχου για την επιβολή πολιτικών διαχείρισης αποθήκευσης και την επίτευξη υψηλότερων SLA.

Ίσως η πιο σημαντική υπηρεσία που ενεργοποιείται από την εικονικοποίηση σε επίπεδο μπλοκ είναι η μη διασπαστική μετεγκατάσταση δεδομένων. Για μεγάλους οργανισμούς, η μεταφορά δεδομένων είναι σχεδόν σταθερή πραγματικότητα της ζωής. Καθώς ο παλιός εξοπλισμός έρχεται μίσθωση και ο νέος εξοπλισμός μεταφέρεται στο διαδίκτυο, η εικονικοποίηση αποθήκευσης επιτρέπει τη μετεγκατάσταση δεδομένων επιπέδου μπλοκ από τη μία συσκευή στην άλλη χωρίς διακοπή. Οι διαχειριστές χώρου αποθήκευσης είναι ελεύθεροι να εκτελούν συνήθη συντήρηση ή να αντικαθιστούν συστοιχίες γήρανσης χωρίς να παρεμβαίνουν σε εφαρμογές και χρήστες. Τα συστήματα παραγωγής συνεχίζουν.

Η εικονικοποίηση μπορεί επίσης να σας βοηθήσει να επιτύχετε καλύτερη χρήση αποθηκευτικού χώρου και ταχύτερη παροχή. Οι επίπονες διαδικασίες για την παροχή LUN και την αύξηση της χωρητικότητας απλουστεύονται σε μεγάλο βαθμό - ακόμη και αυτοματοποιημένες - μέσω εικονικοποίησης. Όταν η παροχή διαρκεί 30 λεπτά αντί για έξι ώρες και η χωρητικότητα μπορεί να ανακατανεμηθεί σχεδόν εν κινήσει, μπορείτε να κάνετε πολύ πιο αποτελεσματική χρήση υλικού αποθήκευσης. Ορισμένα καταστήματα έχουν αυξήσει τη χρήση αποθηκευτικού χώρου από 25 έως 50 τοις εκατό σε περισσότερο από 75 τοις εκατό χρησιμοποιώντας την τεχνολογία εικονικοποίησης αποθήκευσης. Τέσσερις αρχιτεκτονικές προσεγγίσεις

Σε ένα εικονικό ύφασμα SAN, υπάρχουν τέσσερις τρόποι για την παροχή υπηρεσιών εικονικοποίησης αποθήκευσης: συσκευές εντός ζώνης, συσκευές εκτός ζώνης, υβριδική προσέγγιση που ονομάζεται αρχιτεκτονική εικονικοποίησης split path και εικονικοποίηση βάσει ελεγκτή. Ανεξάρτητα από την αρχιτεκτονική, όλες οι λύσεις εικονικοποίησης αποθήκευσης πρέπει να κάνουν τρία βασικά πράγματα: τη διατήρηση ενός χάρτη εικονικών δίσκων και φυσικής αποθήκευσης, καθώς και άλλων μεταδεδομένων διαμόρφωσης. εκτέλεση εντολών για αλλαγές διαμόρφωσης και εργασίες διαχείρισης αποθήκευσης. και φυσικά μεταδίδω δεδομένα μεταξύ κεντρικών υπολογιστών και αποθήκευσης. Οι τέσσερις αρχιτεκτονικές διαφέρουν στον τρόπο με τον οποίο χειρίζονται αυτές τις τρεις ξεχωριστές διαδρομές ή ροές - τα μεταδεδομένα, τον έλεγχο και τις διαδρομές δεδομένων - στο ύφασμα I / O. Οι διαφορές έχουν επιπτώσεις στην απόδοση και την επεκτασιμότητα.

Μια συσκευή εντός ζώνης επεξεργάζεται τα δεδομένα μεταδεδομένων, ελέγχου και διαδρομής δεδομένων σε μία μόνο συσκευή. Με άλλα λόγια, οι λειτουργίες διαχείρισης και ελέγχου μεταδεδομένων μοιράζονται τη διαδρομή δεδομένων. Αυτό αντιπροσωπεύει μια πιθανή συμφόρηση σε ένα πολυάσχολο SAN, επειδή όλα τα αιτήματα κεντρικού υπολογιστή πρέπει να ρέουν μέσω ενός μόνο σημείου ελέγχου. Οι προμηθευτές συσκευών εντός ζώνης έχουν αντιμετωπίσει αυτό το πιθανό ζήτημα κλιμάκωσης προσθέτοντας προηγμένες δυνατότητες συμπλέγματος και προσωρινής αποθήκευσης στα προϊόντα τους. Πολλοί από αυτούς τους προμηθευτές μπορούν να δείχνουν επεκτάσεις SAN μεγάλων επιχειρήσεων που δείχνουν την επεκτασιμότητα και την απόδοση της λύσης τους. Παραδείγματα της προσέγγισης εντός ζώνης περιλαμβάνουν DataCore SANsymphony, FalconStor IPStor και IBM SAN Volume Controller.

Μια συσκευή εκτός ζώνης τραβά τις λειτουργίες διαχείρισης και ελέγχου μεταδεδομένων από τη διαδρομή δεδομένων, εκφορτώνοντας αυτές σε έναν ξεχωριστό υπολογιστή υπολογιστών. Το πρόβλημα είναι ότι οι πράκτορες λογισμικού πρέπει να εγκατασταθούν σε κάθε κεντρικό υπολογιστή. Η δουλειά του πράκτορα είναι να μαζέψει τα μεταδεδομένα και να ελέγξει τα αιτήματα από τη ροή δεδομένων και να τα προωθήσει στη συσκευή εκτός ζώνης για επεξεργασία, αφήνοντας τον κεντρικό υπολογιστή να επικεντρωθεί αποκλειστικά στη μεταφορά δεδομένων από και προς την αποθήκευση. Ο μοναδικός πάροχος μιας συσκευής εκτός ζώνης είναι η LSI Logic, του οποίου το προϊόν StoreAge μπορεί να προσαρμοστεί τόσο στη χρήση εκτός ζώνης όσο και στη χρήση διαχωρισμένης διαδρομής.

Ένα σύστημα split path αξιοποιεί τις δυνατότητες επεξεργασίας σε επίπεδο θύρας ενός έξυπνου διακόπτη για την εκφόρτωση των μεταδεδομένων και τον έλεγχο πληροφοριών από τη διαδρομή δεδομένων. Σε αντίθεση με μια συσκευή εκτός ζώνης, στην οποία οι διαδρομές χωρίζονται στον κεντρικό υπολογιστή, τα συστήματα διαχωρισμένης διαδρομής χωρίζουν τα δεδομένα και τις διαδρομές ελέγχου στο δίκτυο της έξυπνης συσκευής. Τα συστήματα διαχωρισμού προωθούν τα μεταδεδομένα και τις πληροφορίες ελέγχου σε μια μηχανή υπολογισμού εκτός ζώνης για επεξεργασία και μεταβιβάζουν τις πληροφορίες διαδρομής δεδομένων στη συσκευή αποθήκευσης. Έτσι, τα συστήματα split path εξαλείφουν την ανάγκη για πράκτορες σε επίπεδο κεντρικού υπολογιστή.

Συνήθως, το λογισμικό εικονικοποίησης split path θα εκτελείται σε έναν έξυπνο διακόπτη ή σε μια συγκεκριμένη συσκευή. Οι πάροχοι ελεγκτών εικονικοποίησης split path είναι EMC (Invista), Incipient και LSI Logic (StoreAge SVM).

Οι ελεγκτές συστοιχιών ήταν το πιο κοινό επίπεδο όπου έχουν αναπτυχθεί υπηρεσίες εικονικοποίησης. Ωστόσο, οι ελεγκτές συνήθως έχουν εικονικοποιήσει μόνο τους φυσικούς δίσκους εσωτερικούς στο σύστημα αποθήκευσης. Αυτό αλλάζει. Μια συστροφή στην παλιά προσέγγιση είναι η ανάπτυξη της νοημοσύνης εικονικοποίησης σε έναν ελεγκτή που μπορεί να εικονικοποιήσει τόσο την εσωτερική όσο και την εξωτερική αποθήκευση. Όπως και η προσέγγιση της συσκευής εντός ζώνης, ο ελεγκτής επεξεργάζεται και τις τρεις διαδρομές: δεδομένα, στοιχεία ελέγχου και μεταδεδομένα. Το κύριο παράδειγμα αυτού του νέου στυλ εικονικοποίησης με βάση τον ελεγκτή είναι η Hitachi Universal Storage Platform.

Εικονικοποίηση αρχείων

Ακριβώς όπως το block virtualization απλοποιεί τη διαχείριση SAN, η εικονικοποίηση αρχείων εξαλείφει μεγάλο μέρος της πολυπλοκότητας και των περιορισμών που σχετίζονται με τα εταιρικά συστήματα NAS. Όλοι αναγνωρίζουμε ότι ο όγκος των μη δομημένων δεδομένων εκρήγνυται και ότι το IT έχει μικρή ορατότητα ή έλεγχο σε αυτά τα δεδομένα. Η εικονικοποίηση αρχείων προσφέρει μια απάντηση.

Η εικονικοποίηση αρχείων αφαιρεί τις υποκείμενες ιδιαιτερότητες των φυσικών διακομιστών αρχείων και συσκευών NAS και δημιουργεί έναν ομοιόμορφο χώρο ονομάτων σε αυτές τις φυσικές συσκευές. Ένας χώρος ονομάτων είναι απλά ένας φανταστικός όρος που αναφέρεται στην ιεραρχία καταλόγων και αρχείων και των αντίστοιχων μεταδεδομένων τους. Συνήθως με ένα τυπικό σύστημα αρχείων όπως το NTFS, ένας χώρος ονομάτων σχετίζεται με ένα μόνο μηχάνημα ή σύστημα αρχείων. Φέρνοντας πολλαπλά συστήματα αρχείων και συσκευές σε έναν ενιαίο χώρο ονομάτων, η εικονικοποίηση αρχείων παρέχει μια μοναδική προβολή καταλόγων και αρχείων και δίνει στους διαχειριστές ένα μόνο σημείο ελέγχου για τη διαχείριση αυτών των δεδομένων.

Πολλά από τα οφέλη θα ακούγονται οικεία. Όπως η εικονικοποίηση αποθήκευσης, η εικονικοποίηση αρχείων μπορεί να επιτρέψει τη μη διακοπτόμενη κίνηση και τη μετεγκατάσταση δεδομένων αρχείων από τη μία συσκευή στην άλλη. Οι διαχειριστές αποθήκευσης μπορούν να εκτελούν τακτική συντήρηση συσκευών NAS και να αποσύρουν παλιό εξοπλισμό χωρίς να διακόπτουν τους χρήστες και τις εφαρμογές.

Η εικονικοποίηση αρχείων, όταν παντρευτεί με τεχνολογίες ομαδοποίησης, μπορεί επίσης να αυξήσει δραματικά την επεκτασιμότητα και την απόδοση. Ένα σύμπλεγμα NAS μπορεί να παρέχει αρκετές παραγγελίες μεγέθους ταχύτερη απόδοση (MBps) και IOPS από μια μεμονωμένη συσκευή NAS. Οι εφαρμογές HPC (υπολογισμός υψηλής απόδοσης), όπως η σεισμική επεξεργασία, η απόδοση βίντεο και οι προσομοιώσεις επιστημονικής έρευνας, βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στις τεχνολογίες εικονικοποίησης αρχείων για την παροχή κλιμακούμενης πρόσβασης στα δεδομένα.

Τρεις αρχιτεκτονικές προσεγγίσεις

Η εικονικοποίηση αρχείων είναι ακόμη στα σπάργανα. Όπως πάντα, οι προσεγγίσεις διαφορετικών προμηθευτών είναι ιδανικές για διαφορετικά μοντέλα χρήσης και κανένα μέγεθος δεν ταιριάζει σε όλους. Σε γενικές γραμμές, θα βρείτε τρεις διαφορετικές προσεγγίσεις για την εικονικοποίηση αρχείων στην αγορά σήμερα: Χώροι ονομάτων που είναι ενσωματωμένοι στην πλατφόρμα, χώροι ονομάτων που προέρχονται από συστάδες-αποθήκευση και εικονικοποιημένοι χώροι ονομάτων δικτύου.

Χώροι ονομάτων που είναι ενσωματωμένοι στην πλατφόρμα είναι επεκτάσεις του συστήματος αρχείων κεντρικού υπολογιστή. Παρέχουν μια συγκεκριμένη πλατφόρμα μέσα αφαίρεσης σχέσεων αρχείων μεταξύ μηχανών σε μια συγκεκριμένη πλατφόρμα διακομιστή. Αυτοί οι τύποι χώρων ονομάτων είναι κατάλληλοι για συνεργασία πολλαπλών ιστότοπων, αλλά τείνουν να στερούνται πλούσιων στοιχείων ελέγχου αρχείων και φυσικά δεσμεύονται σε ένα σύστημα αρχείων ή λειτουργικό σύστημα. Στα παραδείγματα περιλαμβάνονται τα Brocade StorageX, NFS v4 και Microsoft Distributed File System (DFS).

Τα συστήματα αποθήκευσης συμπλέγματος συνδυάζουν συμπλέγματα και προηγμένη τεχνολογία συστήματος αρχείων για να δημιουργήσουν ένα αρθρωτά επεκτάσιμο σύστημα που μπορεί να εξυπηρετεί συνεχώς αυξανόμενους όγκους αιτημάτων NFS και CIFS. Μια φυσική ανάπτυξη αυτών των συστημάτων συμπλέγματος είναι ένας ενοποιημένος, κοινόχρηστος χώρος ονομάτων σε όλα τα στοιχεία του συμπλέγματος. Τα συστήματα αποθήκευσης συμπλέγματος είναι ιδανικά για εφαρμογές υψηλής απόδοσης και για την ενοποίηση πολλαπλών διακομιστών αρχείων σε ένα μοναδικό σύστημα υψηλής διαθεσιμότητας. Οι προμηθευτές εδώ περιλαμβάνουν Exanet, Isilon, Network Appliance (Data ONTAP GX) και HP (PolyServe).

Οι εικονικοποιημένοι χώροι ονομάτων κατοίκων δικτύου δημιουργούνται από συσκευές που είναι τοποθετημένες στο δίκτυο (συνήθως αναφέρονται ως διαχειριστές αρχείων δικτύου) που βρίσκονται μεταξύ των πελατών και των συσκευών NAS. Βασικά λειτουργούν ως δρομολογητές ή διακόπτες για πρωτόκολλα επιπέδου αρχείου, αυτές οι συσκευές παρουσιάζουν έναν εικονικοποιημένο χώρο ονομάτων στους διακομιστές αρχείων στο πίσω μέρος και δρομολογούν όλη την κίνηση NFS και CIFS μεταξύ των πελατών και του χώρου αποθήκευσης. Οι συσκευές NFM μπορούν να αναπτυχθούν σε ζώνη (F5 Networks) ή εκτός ζώνης (EMC Rainfinity). Οι εικονικοποιημένοι χώροι ονομάτων κατοίκων δικτύου είναι κατάλληλοι για κλιμακωτές αναπτύξεις αποθήκευσης και άλλα σενάρια που απαιτούν μη διαταραχή μετεγκατάστασης δεδομένων.

Η εικονικοποίηση αποθήκευσης αρχείων και μπλοκ ενδέχεται να είναι η καλύτερη ευκαιρία για την ανακούφιση του πόνου που σχετίζεται με το τρέχον τσουνάμι δεδομένων. Με την εικονικοποίηση περιβάλλοντος αποθήκευσης μπλοκ και αρχείων, η πληροφορική μπορεί να αποκτήσει μεγαλύτερες οικονομίες διαχείρισης και να εφαρμόσει κεντρικές πολιτικές και ελέγχους σε ετερογενή συστήματα αποθήκευσης. Ο δρόμος για την υιοθέτηση αυτών των λύσεων ήταν μακρύς και δύσκολος, αλλά αυτές οι τεχνολογίες τελικά ανταποκρίνονται στις ανάγκες μας. Θα βρείτε την τρέχουσα περικοπή λύσεων εικονικοποίησης αρχείων και αποκλεισμού που αξίζει τον κόπο να περιμένετε.

Αυτή η ιστορία, "Βαθιά κατάδυση: εικονικοποίηση SAN και NAS, "δημοσιεύθηκε αρχικά στο .com. Ακολουθήστε τις τελευταίες εξελίξεις στην εικονικοποίηση, την αποθήκευση και τη διαχείριση της έκρηξης δεδομένων στο .com.

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found