Ostatni akcent naszej konferencji „Wirtualizacja i centralizacja zasobów IT” dotyczył współdziałania rozwiązań wirtualizacyjnych na poziomie serwerów z rozwiązaniami wirtualizującymi na poziomie macierzy.

Wirtualizacja na poziomie serwerów jest bardzo modna. Nie należy jednak zapominać, że od wielu lat dostępne są rozwiązania dla pamięci masowych, przynoszące wiele nowych możliwości. Rozwiązania te pozwalają stworzyć jedną, łatwo zarządzaną przestrzeń dyskową z wielu macierzy i dysków różnych dostawców. Wirtualizacja pamięci masowych oznacza przezroczystość transferu danych na poziomie zapisu/odczytu bloków.

Macierze odmiejscowione

W skrócie oznacza to „odmiejscowienie” zasobów i sprowadzenie wszystkich fizycznych nośników informacji do jednej puli, z których poszczególne systemy i aplikacje firmy mogą korzystać zgodnie z polityką wyznaczoną przez administratora. Proces ten ułatwia oddzielenie dostępu logicznego do danych od dostępu do fizycznych nośników. Wirtualizacja sprzyja lepszemu wykorzystaniu istniejących zasobów dyskowych, a także podniesieniu bezpieczeństwa danych. Pozwala na dokonywanie dowolnych operacji na fizycznych blokach danych w urządzeniach dyskowych w sposób niewidoczny, przezroczysty dla aplikacji, np. przenoszenie bloków pomiędzy napędami, łączenie bloków (fizycznych LUN) znajdujących się na różnych urządzeniach dyskowych w ramach jednego wirtualnego dysku logicznego i dzielenie fizycznych LUN na mniejsze, wirtualne dyski logiczne.

Oprogramowanie wirtualizujące zasoby dyskowe zbiera dane przechowywane na różnych typach sieciowych pamięci masowych, czyli na urządzeniach SAN, NAS, a także systemach pamięci masowej dołączonych bezpośrednio do serwera i umieszcza je we wspólnej puli, którą można łatwo monitorować i administrować z użyciem pojedynczej konsoli zarządzania. Wirtualne napędy dyskowe mogą być elastycznie dołączane do wspólnej puli zasobów.

Oprogramowanie wirtualizujące umożliwia też podłączenie fizycznych jednostek LUN (Logical Unit Number), które są następnie mapowane, sklejane lub dzielone. Jeden LUN wirtualny może być sklejony z kilku fizycznych lub odwrotnie. Zwirtualizowane zasoby dyskowe możemy podłączać do różnych systemów firmy i udostępniać różnym systemom operacyjnym. Możemy także w prosty sposób replikować dane, bez konieczności zakupu rozwiązań dedykowanych, w tym także do LUN-ów znajdujących się w innej, odległej lokalizacji. Wystarczy wykorzystać w tym celu rozwiązanie wirtualizujące i szybką sieć.

Wirtualizacja może być najlepszym sposobem obniżenia rosnących kosztów utrzymania zasobów: ułatwia zarządzanie już istniejącymi zasobami i podłączanie nowych zasobów dyskowych, umożliwia łączenie starych pamięci dyskowych z nowymi. Zarządzanie zwirtualizowaną powierzchnią macierzy wolne jest od fizycznych ograniczeń związanych z urządzeniami, a administrator nie musi martwić się o to, czy na konkretnej macierzy lub dysku brakuje już miejsca. Wystarczy zadbać o to, aby łączna pula zasobów dyskowych umożliwiła w razie konieczności skorzystanie z rezerw i przydzielenie konkretnemu systemowi przestrzeni na dane.

Współpraca macierzy z serwerami wirtualnymi

W tym przypadku problematyczna jest zwykle wydajność dysków – czas dostępu do danych i szybkość transferu. Chcąc poprawić parametry dostępu do danych, należy zacząć od stwierdzenia, że wydajność dysków skaluje się w zależności od ilości dysków w jednej grupie RAID. Im więcej dysków podłączonych jest razem do jednej grupy, tym wydajność rośnie. Na wydajność ma wpływ także ilość pamięci podręcznej cache dysków sieciowych. Im więcej producent dołożył jej do napędu, tym wyższą wydajność uzyskamy. W przypadku rozwiązań VMware wydajność współpracy macierzy z serwerem zależy od działania systemu plików VMFS. W zależności od tego, jak system plików zostanie skonfigurowany, taką wydajność osiągnie macierz podłączona do wirtualnych serwerów. Im większa liczba dysków podłączonych do LUN-a, tym większa wydajność.

Czasami dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie oprogramowania, które pełni dodatkową rolę bufora zapisu i odczytu danych – metoda ta stosowana jest np. w przypadku urządzeń macierzowych Data Core. Rozwiązaniem również poprawiającym wydajność jest tzw. Thin Provisioning, polegający na przydziale dla serwera dużej przestrzeni dyskowej, na której utrzymywany będzie znacznie od niej mniejszy plik maszyny wirtualnej. Jego wielkość może dynamicznie rosnąć. Sposób ten znacząco przyspiesza zapis danych, jednak rodzi pewne niebezpieczeństwo związane z silną, postępującą fragmentacją wirtualnego dysku. Dostęp do dysku wirtualnego odbywa się po odczytaniu tabeli alokacji sektorów (w przypadku rozwiązań Microsoftu Block Allocation Table), znajdującej się zwykle na początku pliku. Rozrost tej tabeli w połączeniu z fragmentacją powoduje, że każdy odczyt i zapis jest skomplikowanym procesem powodującym duże opóźnienia w dostępie do danych.

Rozwiązania należy zawsze odnosić do potrzeb użytkownika. W zastosowaniach specyficznych, takich jak np. wyszukiwarki internetowe, nie zawsze wykorzystanie macierzy dyskowych ma sens. Przy wyszukiwaniu najważniejszą operacją jest odczyt indeksu. Potrzebujemy zatem dużej wydajności operacji wejścia-wyjścia na sekundę. Rozwiązaniem, które umożliwi najwydajniejsze działanie są dyski SSD, które dla jednego napędu pozwalają osiągnąć podobne parametry, jak macierz złożona z kilkunastu dysków.