隨著多核CPU被用于服務器上以創建多個虛擬機，并且大型企業的服務器群存在70%到80%的虛擬化，因此，在應用服務器和主存儲之間以及主存儲和備份存儲之間將有更多的應用I/O流。據IBM的研究人員表示，由于服務器虛擬化的廣泛應用，2000年和2010年之間，全球服務器的數量增加了六倍，而存儲量則增加了69倍。

 

　　調查結果顯示，在服務器虛擬化不斷廣泛應用的同時，帶來了一系列的新的存儲難題，其中有五個最讓人頭疼的問題。當然，這些問題也不是不可以解決。

 

 

　　首先，讓IT管理員非常郁悶的是，存儲性能增長速度相比于計算能力的增長，其明顯要慢得多。對于虛擬化而言，I/O瓶頸和緩慢的存儲性能成為頭號難題。“虛擬化可以讓你在單個物理硬盤上進行頻繁的操作，但這會產生大量的I/O流，所以會加大了磁盤的工作工作負載，并且緩存越來越難對性能進行提升，”Taneja Group高級分析師Jeff Boles表示，“虛擬化能夠讓我們完成比實際計算能力更多的工作。”

 

　　如何解決：I/O瓶頸問題的解決方案取決于問題所在的位置：是在網絡還是存儲域。大多數情況下，這個問題都出現在存儲環境。因為存儲能力的發展落后于其他所有的基礎設施。“存儲性能進展非常緩慢。并且，管理員無法看到存儲環境內部所發生的事情，所以他們不知道如何解決。還好，有一些工具可以幫助發現并解決問題，”Boles表示。

 

　　例如光纖通道用戶可以在存儲區域網絡(SAN)使用Virtual Instruments公司的性能監控工具來優化性能和可用性。其他提供可視性工具的存儲供應商還包括NetApp公司，該公司最近收購了Akorri及其虛擬基礎設施預測工具;以及戴爾公司，其所收購的EqualLogic公司所擁有的圖形用戶界面可以讓客戶監控存儲系統性能。

 

　　總部位于美國波士頓的廣告代理公司Arnold Worldwide在五年前對其部分服務器進行了虛擬化。公司的高級系統工程師Chris Elam記得當他第一次開始做備份的時候，發現備份的吞吐量在下降，備份的時間也越來越長。該公司部署的Dell Compellent SAN可視性工具發現并報告這個問題，于是他增加了更多驅動器來提高I/O操作，現在Compellent在驅動器之間傳輸數據。

 

　　作為額外的預防措施，Arnold Worldwide公司的IT人員將大部分復制工作放在下班時間進行，除了那些涉及生產文件服務器的復制外，因為生產數據變化很快，所以這些復制必須在白天完成。“這個是我們愿意承擔的I/O，”Elam表示，畢竟客戶服務是最重要的。“備份花費更長時間是一個問題，用戶開始抱怨系統緩慢又是另一個問題了。”

 

　　性能是I/O的另一個重要考慮因素。“管理員應該基于他們現有的基礎設施數量來考慮他們所需要的I/O密度和性能，”Boles表示，“數據中心的工作負載密度已經出現了大幅增加，單個機架承擔了30個工作負載。”

 

　　I/O密度可以通過使用固態驅動器和類似技術(更有效的緩存或者自動分層技術)來提高。此外，只有當企業為單個存儲系統增加更多的服務器，I/O才會增加。橫向擴展技術也可以幫助擴展性能以及容量。

 

　　“中小企業客戶可以考慮Scale Computing的工具，中型企業可以看看EquaLogic，而大型企業則可以考慮NetApp和3Par，”Boles表示。

 

 

　　這方面最大的錯誤之一就是試圖使用傳統備份方法來保護虛擬基礎設施，Boles表示。對于傳統備份，“從硬件上的虛擬機數量來看，降級和備份性能并不只是線性降級。你想在夜晚保護這些虛擬服務器，而這無疑將制造一場備份爭奪戰。

而當你試圖在這一臺物理服務器上同時進行10個備份，服務器內部的內存、CPU、網絡和存儲將出現激烈爭斗，”他表示。

 

　　使問題更加復雜的是工作負載遷移工具(例如VMware的Storage vMotion)，這些工具可以讓用戶在共享存儲位置之間遷移虛擬機磁盤文件，“現在你必須保持與這些隨時可能遷移的虛擬服務器相關的備份的有效進行，這又可能陷入其他瓶頸，真是讓人頭痛的問題，”Boles表示。

 

 

　　虛擬桌面I/O工作負載正在嚴重“折磨”硬盤陣列。現在恐怕只有入門者還在運行個人工作站的傳統I/O工作負載，而大部分IT部門都在運行成千上萬個虛擬桌面，且是在單個存儲平臺進行，這造成了極大的I/O 混亂。

 

　　“他們在磁盤的不同位置進行順序I/O操作，從陣列角度來看，這無疑使簡單易用的順序I/O模式變成了討厭的隨機I/O模式，”固態存儲陣列制造商WhipTail Technologies公司James Candelaria表示。

 

　　這對于傳統存儲陣列是個嚴重的問題，因為很多公司沒有足夠的緩存來處理涌入的數據，這就會出現緩存故障，減慢系統速度。

 

　　如何解決：首先，執行I/O配置分析以確保你知道I/O的需求。“一般的經驗法則是，在穩定狀態的環境中，支持虛擬桌面基礎設施上的典型用戶，你需要每人每秒20到40的I/O，”Candelaria表示，“如果你沒有考慮這個I/O需求，用戶體驗將會變得一團糟。”

 

　　同時，確保你擁有適當的存儲結構和傳輸結構。“我發現我們很多用戶試圖在沒有高速存儲結構的情況下進行虛擬桌面項目，并且他們持續地最大化利用SCSI上運行的千兆存儲，”他表示，“事實上，這種情況下，你需要一個更高速的傳輸通道，例如萬兆iSCSI或者光纖通道。”

 

　　如果你想要向遠程用戶提供虛擬桌面，請確保你有足夠的帶寬來支持良好的用戶體驗。

 

　　最后，確保你有足夠的寫入I/O，Candelaria表示。如果設計正確的話，桌面工作負載通常是以寫入I/O為主，而不是讀取I/O。傳統供應商(例如Citrix和VMware)提出了通過碰撞陣列(并且不需要回傳到陣列)減少讀取流量的方法，從而減少冗余流量。

 

　　如何解決：一些供應商正在為其虛擬基礎設施內運行的虛擬環境建立備份和恢復工具，通過這種方式，供應商可以捕獲和管理物理服務器上的數據，并且在數據離開虛擬服務器之前對數據進行優化。

 

　　例如，Acronis最近推出的產品可以在幾分鐘內備份虛擬機，并在相同時間內恢復數據，同時保持數據的有序性。很多供應商開始利用一些虛擬化基礎設施技術(例如存儲快照工具和復制)來使備份更快更簡單。

 

　　當美國阿肯色州的費耶特維爾銀行第一次開始虛擬化服務器時，高級副總裁兼IT經理Les Barnes采用了與傳統服務器備份相同的方法來進行備份：他使用了磁帶庫。 但是，由于備份通常是在晚上進行，而越來越多的客戶需要24小時訪問網上銀行系統，這時就需要另一種解決方案。

 

　　他棄用了傳統備份，改用SAN復制和SAN快照，以確保SAN的多個副本可供使用。

 

　　“使用SAN復制的優點在于它可以從服務器徹底地卸載任何I/O，”Barnes表示，“現在變成了SAN集群到SAN集群的通信，完全在備份通道進行，對最終用戶或者虛擬機沒有任何影響。并且如果我需要恢復的話，我可以在幾分鐘內完成，而不需要幾小時或者幾天。”

 

　　Elam認為Arnold Worldwide的SAN是幫助改善備份的途徑。“現在幾乎不可能利用周末時間將所有數據寫入到磁盤，”他表示，該廣告代理公司的SAN承載著60兆兆字節的數據。“我們復制了很多數據在異地作為備份，還保持著快照，我們也進行重復數據刪除以快速獲取備份。”

 

　　但Elam警告說，這些快照是相當大的：“當我們采取快照方法時沒有意識到的最大問題是快照或者重放所占用的空間。我們甚至認為這不需要多少空間。建議大家進行規劃。”

 

 

　　企業通常有很多不同的工作負載存儲在存儲系統中，對于管理員而言，存儲卷、每卷支持的工作負載、對每卷的要求以及什么占用容量之間并不存在明確的關聯性。

 

　　“從本質上講，虛擬基礎設施在存儲基礎設施上創造了另一個抽象層，因此你并沒有真正擺脫物理層的復雜性，”Boles解釋說，“現在你既需要管理這個虛擬存儲層(由VMware的VMFS、各種不同的虛擬服務器文件和數據組成);又需要照看物理基礎設施，和查看I/O需求，”他表示。

 

　　如何解決： 考慮自動精簡配置，存儲虛擬化功能可以通過將數據分配到自由空間來防止低存儲利用率。而物理存儲只有在必要時，才被分配給共享池。通過使用自動精簡配置和服務器虛擬化，用戶可以同時優化服務器和存儲利用率。來自3Par、Compellent、DataCore Software以及NetApp的虛擬化設備和陣列都包含自動精簡配置功能。

 

 

　　與備份和恢復困境相似，很多管理員表示很難將其存儲基礎設施適應于傳統和虛擬混合環境。

 

　　如何解決： 當選擇的虛擬解決方案需要兼顧物理環境時，“確保你選擇的存儲供應商的產品具有易于使用、簡單以及虛擬基礎設施整合的特點，”Boles表示。一些大供應商的產品都整合了虛擬基礎設施，從而減小了這些系統的復雜性，“所以你不需要做其他瘋狂的操作，例如磁盤組配置。你需要的是存儲和粒度配置存儲的一鍵式設置，這樣你就可以分配資源，了解誰在使用什么，并隨著時間的推移進行管理。”

 

　　一些大型IT部門甚至考慮采用NFS-NAS等技術，“這樣你就可以將一大堆虛擬機存儲在一個存儲掛載點，從而避免了復雜性，”Boles表示。

 

 

　　“如果選擇正確的話，網絡存儲可以帶來很多好處，你可以獲得更好的性能，更簡化的流程，”Boles表示，但是選擇正確的解決方案在很大程度上取決于企業的目標。

 

　　在普渡大學克蘭納特管理學院，IT部門的首要任務不是虛擬環境的24*7可用性，而是更快的恢復時間，如果系統崩潰的話，IT經理Jeff Ellow表示。

 

　　在不造成巨大性能損失的情況下，虛擬化存儲密集型服務器需要一定水平的存儲性能，而這是SAN無法實現的。很明顯適合普渡大學的是10千兆的iSCSI，但是成本是個很大的問題。普渡大學最終選擇了LSI 6Gbps SAS 交換技術，該技術提供了故障轉移SAN的優勢以及端到端本地SAS 6Gbps數據路徑的性能，更重要的是，成本也在他們可以接受的水平。

 

　　“即使我們的SAN出現故障，我們仍然有足夠的本地存儲可以以另一種模式運行，快速恢復對于我們非常重要，”Ellow說道。

 

　　如何解決： 在選擇任何供應商之前，你一定要了解產品的管理功能，Barnes表示。服務器和存儲虛擬化可以很簡單：“對于SAN管理，你不需要太高端的科技。”

 

　　Elam表示，虛擬化的好處值得我們迎難而上。“從利于使用、穩定性、高可用性、能夠在白天復制和維護等方面來看，虛擬化的利遠遠大于弊，有很多事情你不必再放在周末進行了。”