Koszty i złożoność współdzielonej pamięci masowej to jeden z głównych czynników ograniczających wdrażanie wirtualizacji w małych i średnich firmach – systemy NAS i SAN kosztują po kilkadziesiąt czy kilkaset tysięcy złotych. Jednak ostatnio pojawiła się alternatywa w postaci Storage Virtual Appliance (SVA), czyli wirtualnych urządzeń, które umożliwiają zbudowanie sieci SAN o wysokiej dostępności bez związanych z tą technologią wysokich kosztów.
Wirtualizacja serwerów ma wpływ na kilka obszarów infrastruktury IT, w tym duży na przechowywanie danych. Z badania przeprowadzonego w 2009 r. przez Global Touch wynika, że na jeden dolar wydany na oprogramowanie do wirtualizacji przypada 2,81 dolara wydatków na pamięci masowe.
Na tak wysoki współczynnik wpływają dwa elementy:
- Zaawansowane funkcjonalności związane z wirtualizacją, np. VMotion, wymagają współdzielonej pamięci masowej.
- Użytkownicy współdzielonych pamięci masowych zwiększają ich pojemność w związku z wdrażaniem i korzystaniem z wirtualizacji serwerów.
Tymczasem wiele firm chce czerpać korzyści z zaawansowanych mechanizmów wirtualizacji, ale nie są w stanie udźwignąć związanych z tym kosztów lub nie dysponują odpowiednio wykwalifikowanymi specjalistami. Te problemy dotykają przede wszystkim małe i średnie firmy oraz zdalne oddziały dużych korporacji.
Storage Virtual Appliances
Rozwiązanie Storage Virtual Appliance wykorzystuje moc obliczeniową i zasoby dyskowe serwerów obsługujących wirtualne środowisko, np. hostów ESX. SVA dostarcza usługi związane z przechowywaniem danych, ale zamiast realizować je na zewnętrznym kontrolerze macierzy, działają one w wirtualnej maszynie. Taki wirtualny SAN umożliwia współdzielenie magazynów danych w taki sam sposób, jak zewnętrzna macierz dyskowa.
SVA przejmuje kontrolę na dyskami podłączonymi do serwera (Direct Attached Storage) i włącza je do wirtualnej sieci SAN (jest możliwe również wykorzystanie macierzy dyskowej podłączonej do serwera). SVA wykorzystuje zasoby dyskowe DAS do tworzenia magazynów danych (datastore), które można udostępniać wirtualnym serwerom i współdzielić. SVA działa w standardowej maszynie wirtualnej, wymaga 2 GHz procesora i 1 GB pamięci RAM.
Wykorzystanie wewnętrznych dysków serwera do stworzenia wirtualnej sieci SAN jest oszczędnym sposobem uzyskania współdzielonej przestrzeni dyskowej i pozwala uniknąć wdrożenia kosztownej, fizycznej sieci SAN.
Zarządzanie
Ograniczenie kosztów zarządzania, które według IDC stanowią 59% kosztów posiadania macierzy dyskowej, to duże pole do manewru dla działów IT, zmagających się z ograniczonymi budżetami. Koszty i złożoność zarządzania można ograniczyć, automatyzując najczęstsze zadania oraz wykorzystując narzędzia, które są zintegrowane z podstawowym system zarządzania infrastrukturą.
Urządzenia SVA, kontrolery RAID w serwerach oraz oprogramowanie do wirtualizacji, jak VMware ESX, mają własne narzędzia do zarządzania. W wielu przypadkach są to zamknięte rozwiązania, działające niezależnie od pozostałych narzędzi. W efekcie stworzenie nowego magazynu danych wiąże się z użyciem więcej niż jednej konsoli w celu skonfigurowania nowego wolumenu iSCSI. Dodatkowo taka operacja wymaga wiedzy o informacjach przekazywanych przez protokoły iSCSI, np. nazwach iSCSI Qualified Names (IQN). Następnie oprogramowanie do wirtualizacji musi przeszukać szynę iSCSI w celu wykrycia nowego celu iSCSI i sformatowania go. Na koniec pozostałe serwery z hypervisorem muszą zostać poinformowane o konieczności przeprowadzenia ponownego skanowania, żeby wykryć nowy magazyn danych.
Obecnie twórcy SVA pracują nad rozwiązaniem tych problemów z zarządzaniem, integrując konsolę zarządzania z VMware vCenter. Integracja zarządzania maszynami wirtualnymi SVA z VMware vCenter umożliwi użytkownikom tworzenie magazynów danych, zarządzanie wirtualną siecią SAN i konfigurowanie wewnętrznych macierzy RAID. W przypadku niektórych SVA tworzenie i dostarczanie magazynów danych może zostać zautomatyzowane.
Wykonując tylko jedną operację, można stworzyć nowy magazyn danych. W tym celu administrator musi wybrać wirtualną maszynę SVA, której chce użyć, określić wielkość magazynu danych oraz wskazać serwery ESX, dla których ten magazyn będzie dostępny. Nowy magazyn danych zostanie utworzony na maszynie wirtualnej SVA, zostaną skonfigurowane prawa dostępu dla wybranych serwerów, a serwery ESX zostaną skonfigurowane w celu sformatowania tego magazynu z wykorzystaniem systemu plików VMFS. Na koniec magazyn zostanie przypisany do wybranych serwerów.
Ciągłość biznesowa (wysoka dostępność)
Konsolidacja wielu aplikacja na jednym serwerze bez wątpienia zwiększa konsekwencje jego ewentualnej awarii. Często serwery aplikacyjne przeniesione do wirtualnych maszyn mają kluczowe znaczenie dla działania firmy, a nieplanowane przestoje są wykluczone. Niestety, ewentualna awaria fizycznego serwera z wieloma maszynami wirtualnymi sprawia, że od razu przestaje działać kilka czy kilkanaście aplikacji. Aby zapobiec nieplanowanym przestojom lub zredukować ich skutki, do wirtualnego środowiska wprowadza się mechanizmy wysokiej dostępności (HA).
Jeśli serwer, na którym działa SVA, lub serwer z dyskami ulegnie awarii, obsługiwane przez daną SVA magazyny danych przestaną być dostępne, co uniemożliwi działanie wszystkich aplikacji korzystających z tego magazynu. Aby temu zapobiec, SVA wyposażono w funkcje wysokiej dostępności i redundancji macierzy. Dzięki temu w przypadku awarii jednego z wymienionych wcześniej elementów magazyny danych nadal będą dostępne.
SVA zapewnia wysoką dostępność poprzez mirroring magazynów danych. Każda maszyna wirtualna SVA zarządza identyczną kopią magazynu danych i udostępnia go wirtualnym maszynom jako jeden, logiczny magazyn danych z wieloma ścieżkami dostępu. Jest to mechanizm typu Active-Active, co oznacza, że każdy wirtualny serwer może wybrać, której ze ścieżek dostępu chce używać.
Jeśli jedna z macierzy dyskowych przestanie być dostępna, niezależnie od przyczyn awarii, hypervisor wykryje awarię ścieżki i automatycznie przełączy się na inną ścieżkę, prowadzącą do drugiej macierzy tworzącej mirror. Gdy uszkodzona macierz lub SVA wznowi działanie, druga maszyna wirtualna SVA wykryje to i zainicjuje szybką synchronizację (zostaną przesłane tylko zmienione dane).
Wydajność
Najważniejszym parametrem w przypadku określania wymogów odnośnie wydajności I/O w wirtualnym środowisku jest liczba operacji na sekundę (IOPS). W tym kontekście wąskim gardłem wydajności nie jest sama maszyna wirtualna SVA, ale dyski twarde. Urządzenie SVA mające do dyspozycji 2 GHz procesora jest w stanie obsługiwać około 10 tys. IOPS, podczas gdy macierz RAID 5 składająca się z 6 dysków SAS rzadko kiedy osiąga 2 tys. IOPS przy odczycie i prawdopodobnie połowę tej wartości przy zapisie.
To oznacza, że SVA jest w stanie zapewnić przepustowość potrzebną do zaspokojenia potrzeb typowej małej czy średniej firmy. Jej wydajność będzie podobna do wydajności zewnętrznej macierzy przy porównywalnej liczbie dysków. Nawet jeśli maszyna wirtualna SVA miałaby obsługiwać bardzo dużą macierz, jej wydajność można łatwo podnieść, przydzielając jej więcej mocy obliczeniowej procesora.
