聯(lián)想凌拓:使用虛擬化技術(shù)可提高IT效率
本文要點(diǎn)一覽 ? 虛擬化技術(shù)助力醫(yī)院信息化建設(shè)增效節(jié)支 ? 存儲(chǔ)QoS技術(shù)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)精細(xì)化管理 ?使用NFS協(xié)議承載虛擬機(jī)提升管理效率 ? 重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)提高存儲(chǔ)投資回報(bào)率 |
20世紀(jì)60年代末,IBM在大型機(jī)上開(kāi)發(fā)了一套被稱作虛擬機(jī)監(jiān)視器(Virtual Machine Monitor)的軟件,該軟件作為計(jì)算機(jī)硬件層上面的一層軟件抽象層,將計(jì)算機(jī)硬件虛擬分割成一個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī),并提供多用戶對(duì)大型計(jì)算機(jī)的同時(shí)交互訪問(wèn)。
VMware公司在2001年發(fā)布的服務(wù)器虛擬化產(chǎn)品,將虛擬化技術(shù)引入x86平臺(tái)。2006年,Intel在CPU上提供了硬件輔助虛擬化技術(shù),解決了虛擬化技術(shù)在性能上短板。之后,虛擬化技術(shù)開(kāi)始為越來(lái)越多的企業(yè)采用,VMware也逐漸成為企業(yè)虛擬化市場(chǎng)最大的廠商。
虛擬化技術(shù)助力醫(yī)院信息化建設(shè)增效節(jié)支
虛擬化技術(shù)對(duì)醫(yī)院信息化建設(shè)帶來(lái)的最大改變,就是降低了運(yùn)維復(fù)雜度,提高了運(yùn)維效率。
聯(lián)想凌拓的母公司NetApp與VMware的合作始于2001年,并于2007年成為VMware全球戰(zhàn)略技術(shù)合作伙伴。事實(shí)上,NetApp是VMware的20家全球戰(zhàn)略技術(shù)合作伙伴中唯一的專(zhuān)業(yè)存儲(chǔ)廠商。
(VMware全球戰(zhàn)略技術(shù)合作伙伴列表:https://www.vmware.com/cn/partners/strategic-technology-partners.html)
此外,雙方的密切合作同樣獲得了第三方機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。在2017年和2019年Gartner發(fā)布的《存儲(chǔ)關(guān)鍵能力報(bào)告》中,NetApp曾連續(xù)兩次在服務(wù)器虛擬化和桌面虛擬化業(yè)務(wù)場(chǎng)景下蟬聯(lián)第一。
這些都源自NetApp研發(fā)的諸多創(chuàng)新技術(shù),而聯(lián)想凌拓也將這一創(chuàng)新的基因延續(xù)到自己的產(chǎn)品和技術(shù)中。作為由聯(lián)想與NetApp在中國(guó)共同注冊(cè)成立的智能數(shù)據(jù)管理解決方案及服務(wù)供應(yīng)商,聯(lián)想凌拓以中國(guó)客戶需求為導(dǎo)向,憑借領(lǐng)先的技術(shù)基因,結(jié)合本地化人才優(yōu)勢(shì)、研發(fā)創(chuàng)新實(shí)力、業(yè)務(wù)覆蓋和服務(wù)網(wǎng)絡(luò),致力于不斷推出領(lǐng)先的智能化數(shù)據(jù)管理技術(shù),幫助中國(guó)客戶釋放數(shù)據(jù)的驚人潛力,全面打造現(xiàn)代化IT架構(gòu),加速企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
值得一提的是聯(lián)想凌拓的“三個(gè)核心優(yōu)勢(shì)”之一,就是將NetApp的Data Fabric戰(zhàn)略在中國(guó)市場(chǎng)迅速落地,將先進(jìn)的IT技術(shù)和產(chǎn)品,以更恰當(dāng)?shù)姆绞剑?wù)于本土用戶,以便幫助中國(guó)用戶更好地提升虛擬化平臺(tái)的運(yùn)維效率。
譬如批量快速部署虛擬機(jī)。
基于虛擬化平臺(tái)封裝的技術(shù)特性,IT管理員能夠利用封裝好的虛擬機(jī)模板,批量克隆虛擬機(jī),滿足諸如基礎(chǔ)操作系統(tǒng)環(huán)境構(gòu)建、VDI桌面虛擬化、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院無(wú)狀態(tài)Web服務(wù)器虛擬機(jī)發(fā)布等業(yè)務(wù)需求。
早在2008年的VMwareVMworld大會(huì)上,NetApp就與VMware一起使用一臺(tái)配置了少量機(jī)械硬盤(pán)的FAS存儲(chǔ),進(jìn)行了15分鐘部署5440個(gè)虛擬機(jī),30分鐘啟動(dòng)5440個(gè)虛擬機(jī)的技術(shù)展示。
這個(gè)技術(shù)展示中,使用了NetApp研發(fā)的主存儲(chǔ)重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)、基于卷/LUN/文件的存儲(chǔ)虛擬克隆技術(shù)、存儲(chǔ)控制器內(nèi)板載二級(jí)緩存技術(shù)。
而且,這個(gè)技術(shù)展示的所有操作都是在VMware vCenter管理界面上集成的VSC插件中完成,管理員無(wú)需進(jìn)入存儲(chǔ)管理界面。
存儲(chǔ)QoS技術(shù)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)精細(xì)化管理
存儲(chǔ) QoS技術(shù)的創(chuàng)新之處在于,能夠以卷級(jí)、甚至單個(gè)虛擬機(jī)的粒度,設(shè)置存儲(chǔ)IOPS 性能和吞吐量性能的上限和下限。
在虛擬化系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)中,為了實(shí)現(xiàn)高可用性,需要將虛擬機(jī)存儲(chǔ)在共享存儲(chǔ)中,這些虛擬機(jī)必須共用共享存儲(chǔ)的性能資源和容量資源。
通過(guò)設(shè)置存儲(chǔ)性能上限,管理員能夠有效的預(yù)防“壞鄰居效應(yīng)”:即避免某個(gè)虛擬機(jī)的突發(fā)的性能需求,過(guò)渡占用存儲(chǔ)性能資源,以至于影響到關(guān)鍵業(yè)務(wù)虛擬機(jī)的性能。
通過(guò)設(shè)置存儲(chǔ)性能下限,管理員能夠?yàn)殛P(guān)鍵業(yè)務(wù)虛擬機(jī)預(yù)留存儲(chǔ)性能資源,確保這些虛擬機(jī)始終擁有足夠的存儲(chǔ)性能保障。
應(yīng)用存儲(chǔ)QoS技術(shù)之后,管理員對(duì)于存儲(chǔ)的管理從以往基于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的模糊管理,轉(zhuǎn)變?yōu)榛诩扔写鎯?chǔ)資源的規(guī)劃性管理,管理效率更高。
使用NFS協(xié)議承載虛擬機(jī)提升管理效率
除了提高管理效率之外,NetApp還利用其在NFS高性能NAS存儲(chǔ)卷上部署虛擬機(jī)的技術(shù),簡(jiǎn)化IT基礎(chǔ)架構(gòu),降低運(yùn)維復(fù)雜度。
VMware從2003年開(kāi)始提供NFS存儲(chǔ)協(xié)議的支持。在2020年4月2日發(fā)布的VMwarevSphere 7.0《vSphere存儲(chǔ)》的技術(shù)手冊(cè)中,VMware列明了幾種不同的存儲(chǔ)協(xié)議在vSphere上的功能差異,NFS僅有RDM裸設(shè)備映射和虛擬機(jī)集群這兩種功能無(wú)法支持,而這兩個(gè)功能從技術(shù)原理上來(lái)說(shuō),也必須要使用FCSAN或IPSAN這樣的塊存儲(chǔ)設(shè)備。
從《存儲(chǔ)支持的vSphere功能》表格的對(duì)比分析中可以發(fā)現(xiàn),在對(duì)vSphere功能的支持上:
NFS + iSCSI = FCSAN
即:在vSphere功能的支持上,基于以太網(wǎng)技術(shù)的NFS和iSCSI兩種存儲(chǔ)協(xié)議互相配合已經(jīng)完全等同于FCSAN存儲(chǔ)協(xié)議。這為通過(guò)使用以太網(wǎng)協(xié)議取代FC協(xié)議來(lái)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)中心物理網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)架構(gòu)提供了理論依據(jù)。
在性能方面,無(wú)可否認(rèn),昂貴的FCSAN依然是單套傳統(tǒng)存儲(chǔ)極致性能的制高點(diǎn)——貴有所值。
然而,F(xiàn)C、iSCSI、NFS存儲(chǔ)協(xié)議之間的性能差距,真的很大么?
VMware在2009年發(fā)布的《Comparison of Storage Protocol Performancein VMware vSphere? 4》白皮書(shū),對(duì)比了4GbFC、1Gb iSCSI、1Gb NFS存儲(chǔ)協(xié)議的性能差異。
非常有意思的是,在1KB數(shù)據(jù)塊讀寫(xiě)性能測(cè)試中,存儲(chǔ)帶寬優(yōu)勢(shì)受到抑制,這時(shí)FC存儲(chǔ)協(xié)議的性能雖然最好,但與NFS、iSCSI協(xié)議的性能差距不大。隨著測(cè)試數(shù)據(jù)塊不斷變大,4GbFC的帶寬優(yōu)勢(shì)逐漸明顯。但是,如果將NFS和iSCSI的測(cè)試數(shù)據(jù)放大4倍,三種存儲(chǔ)協(xié)議之間的性能差距,就又變得十分有限了。
隨著諸如DCBx數(shù)據(jù)中心橋接這樣的萬(wàn)兆無(wú)損以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,F(xiàn)CSAN、iSCSI、NFS三種存儲(chǔ)協(xié)議之間的性能差距已經(jīng)越來(lái)越小。尤其是在部署了SSD全閃存存儲(chǔ)的情況下,存儲(chǔ)性能在很多時(shí)候已經(jīng)過(guò)剩,關(guān)注不同存儲(chǔ)協(xié)議對(duì)于IT基礎(chǔ)架構(gòu)和運(yùn)維復(fù)雜度的影響將更有價(jià)值。
在虛擬化平臺(tái)上,使用NFS協(xié)議承載虛擬機(jī)的第一個(gè)收益就是IT基礎(chǔ)架構(gòu)的簡(jiǎn)化。數(shù)據(jù)中心無(wú)需采購(gòu)和部署FCSAN交換機(jī)和FCHBA卡,同時(shí)也無(wú)需處理復(fù)雜的光纖通道、WWN、Zone、FC交換機(jī)間鏈路等技術(shù)問(wèn)題,其僅需保留和運(yùn)維必需的以太網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)即可。
同時(shí),使用NFS協(xié)議承載虛擬機(jī)的另一個(gè)收益就是能夠幫助醫(yī)院更好的降低虛擬化平臺(tái)的采購(gòu)成本和運(yùn)維成本。因?yàn)槠鋵?duì)于運(yùn)維人員的要求也更低——運(yùn)維人員只需懂得網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的運(yùn)維技術(shù)即可。
此外,在虛擬化平臺(tái)上,NFS存儲(chǔ)協(xié)議還提供了更高的管理靈活度,包括開(kāi)放的訪問(wèn)方式、NFS數(shù)據(jù)卷容量在線的擴(kuò)大和縮小、更大的數(shù)據(jù)卷容量,以及更大的虛擬機(jī)規(guī)模支持。
下方的圖片展示了某企業(yè)在一個(gè)NFS數(shù)據(jù)卷上承載1101個(gè)虛擬機(jī),前端連接95臺(tái)服務(wù)器。而這是FCSAN或iSCSI在單個(gè)LUN上難以企及的規(guī)模,因?yàn)镾AN存儲(chǔ)在單個(gè)LUN上承載的虛擬機(jī)數(shù)量是有限的。
單個(gè)LUN上承載的虛擬機(jī)數(shù)量過(guò)多,會(huì)由于存儲(chǔ)隊(duì)列深度太大引發(fā)SCSI阻塞,使得存儲(chǔ)性能下降,甚至?xí)?dǎo)致前端主機(jī)無(wú)法訪問(wèn)存儲(chǔ)LUN。這使得前端主機(jī)數(shù)量越多,SAN存儲(chǔ)在單個(gè)LUN上能夠達(dá)到的吞吐量性能越低。
重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)提高存儲(chǔ)投資回報(bào)率
此外,這張圖片還展示了NetApp另外一項(xiàng)非常強(qiáng)悍的技術(shù)——重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)。1101臺(tái)虛擬機(jī)的制備空間為254.55TB,但是在重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)的幫助下,實(shí)際存儲(chǔ)占用的物理空間只有22.03TB,存儲(chǔ)效率比高達(dá)11.6:1。
NetApp于2007年發(fā)布了全球首例主存儲(chǔ)重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)。其能夠僅使用少量的存儲(chǔ)控制器資源,就可實(shí)現(xiàn)高技術(shù)難度的基于機(jī)械硬盤(pán)的后處理重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)。目前,它是唯一能夠同時(shí)提供在線和后處理重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)以及在線和后處理數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的廠商。
憑借獨(dú)到的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),NetApp在2008年VMwareVMworld大會(huì)上推出了2:1的存儲(chǔ)效率保障計(jì)劃,并且于2016年推出全球首個(gè)全閃存存儲(chǔ)效率保障計(jì)劃。
NetApp承諾:在NetApp全閃存存儲(chǔ)上,無(wú)需任何額外的測(cè)試和驗(yàn)證,且不含存儲(chǔ)快照技術(shù)和精簡(jiǎn)配置技術(shù)節(jié)省的空間,針對(duì)可以去重壓縮的寫(xiě)入存數(shù)據(jù),直接承諾3:1的存儲(chǔ)效率比。
如果無(wú)法達(dá)成上述承諾,NetApp將為用戶提供原廠工程師的存儲(chǔ)優(yōu)化服務(wù);如果還是無(wú)法達(dá)成承諾的存儲(chǔ)效率容量,其會(huì)免費(fèi)為用戶補(bǔ)足缺少的SSD容量。
類(lèi)似的技術(shù)還有很多。
譬如擁有20年歷史的SnapCenter企業(yè)級(jí)備份軟件,針對(duì)海量虛擬機(jī),提供秒級(jí)備份、秒級(jí)還原、一小時(shí)一次全備份的功能。當(dāng)然,這就是下一個(gè)話題了。
目前,NetApp品牌的全線產(chǎn)品和解決方案都由聯(lián)想凌拓提供。
(本文作者為聯(lián)想凌拓資深技術(shù)顧問(wèn))
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