數據的高速增長,尤其是非結構化數據的日益飆升,不但對存儲的容量有了進一步的需求,同時對存儲的性能和功能也提出了更高的要求,這使得原有的單一的SAN(存儲區域網絡)或NAS(網絡附加存儲)系統已經不能全面滿足用戶的需求。同時,網絡存儲經過這幾年的發展,SAN與NAS的融合已經勢在必行,尤其是IP SAN的出現,更為融合奠定了技術基礎。
統一存儲其實就是一種能夠整合iSCSI、NAS與SAN的存儲系統,也就是說,統一存儲能夠在多個不同平臺和應用之間共享一套硬件。因此,統一存儲對于企業和機構都有著很強的吸引力,它最大的優勢在于,能夠整合企業在存儲設施上的不同需求,降低采購和維護成本。
單一平臺
滿足銀行需求
美國堪薩斯州第一州立銀行和信托公司(First State Bank Trust)的存儲需求在18個月間翻了一番,總存儲量增至3.8TB,于是,他們選擇了Pillar公司的Axiom統一存儲系統。公司高級副總裁Harry M. Wheeler說:“我們了解到了統一存儲這個概念的價值,它既支持我們的虛擬化環境,同時又能跟上快速發展的步伐。此外,我們看到了Pillar的統一存儲方法具有的額外價值,即運用服務質量(QoS)功能,確保我們那些最關鍵的應用程序具有最高級別的性能,又不必為資源爭奪問題而操心。這讓我們既能夠把存儲系統整合到單一平臺上,又能夠確保需要時有足夠的空間來進行擴展。”
Wheeler當初加盟這家銀行時,銀行的主要信息源在大型機上。不過,這些年來,應用程序擴展到了網絡環境中,文件服務器成了存放銀行關鍵應用系統的環境,比如支票影像、異地存款、客戶查詢和網上銀行等應用系統。銀行需要這樣一項計劃:萬一發生災難,能夠盡快恢復服務器和文件數據。除了需要加強災難恢復(DR)計劃外,Wheeler還想對13臺服務器進行虛擬化處理,旨在提高可用容量,降低總體擁有成本。
因此,這家金融機構與總部設在美國堪薩斯州Overland Park的技術集成商Choice Solutions緊密合作,評估了多款存儲解決方案,包括EMC及其他廠商的解決方案。Wheeler表示,其他廠商大多偏愛采用多個設備,而不是統一架構。他說,他希望這一解決方案具有能夠為應用程序設定優先級、易于使用、易于調整等優點。Wheeler說:“我們負責SAN的網絡經理很喜歡Axiom解決方案設置好后可自動運行的特點。Pillar公司最終脫穎而出,是因為它的Axiom存儲平臺是為支持虛擬化環境而重新構建的。”
這家金融機構購買了一對Axiom系統,總容量達到5TB,如果需要的話,容量還可以擴展到1PB以上。該系統的部署增強了系統災難恢復功能。在以前的災難恢復測試中,由于該金融機構要完成恢復所有文件服務器的煩瑣任務,恢復所有系統最多需要5天。Wheeler表示,時至今日,由于采用思杰的XenServer、Pillar的Axiom和InMage復制軟件這一組合產品,他在短短兩個小時內就能完成全面恢復測試。
第一州立銀行和信托公司采用實時復制。由于有更多的容量可用,虛擬化項目也完成了。因而,服務器機房里面減少了1.5個機架的設備。
Wheeler說:“我們預計可以在5年內收回在Pillar上投入的成本。”
統一存儲與虛擬化結合
雖然第一州立銀行和信托公司沒有選擇EMC的統一存儲,但美國匹茲堡技術學院(PTI)卻選擇了EMC的統一存儲。PTI是一家私立職業學院,在賓夕法尼亞州西部地區有兩個校區,它為7個系的2000多名學生提供準學士學位和證書課程。
PTI的選擇可以歸結為,為其99%的VMware虛擬化服務器基礎架構選擇EMC還是NetApp的產品。EMC的Celerra最終成為其統一存儲架構的核心部件。該學院購買了一臺Celerra NS-120,配備了30臺450GB光纖通道驅動器、15臺600GB光纖通道驅動器和6塊70GB固態硬盤。
PTI的應用程序主管William Showers說:“我們需要閃存即固態硬盤,是因為它在讀I/O操作方面大有潛力,因為VMware虛擬桌面基礎架構(VDI)是一種讀操作非常頻繁的工作負載,使用閃存讓我們可以做到在特定數量的磁盤上運行的VDI實例比標準光纖通道磁盤上運行的實例多得多。”
PTI的EMC Celerra NS統一存儲系統使用固態硬盤,用于VMware虛擬機和虛擬桌面,使用光纖通道驅動器用于學生檔案、媒體服務、遠程教育、SQL Server學生記錄數據庫和Exchange電子郵件等系統。使用VMware vSphere,PTI對其服務器基礎架構的99%進行了虛擬化處理,現在10臺物理機運行著300個VMware虛擬機。VMware View讓PTI能夠向教職員工提供100個虛擬桌面。PTI還使用EMC的CLARiiON CX3磁盤陣列用于虛擬機備份,使用CLARiiON AX4陣列用于存儲安防視頻。
William Showers說:“除了性能外,EMC解決方案還大大增強了簡單性、高效性和靈活性。讓我們特別滿意的是,Celerra還有文件壓縮和重復數據刪除等功能,擁有多個RAID選項,還同時支持8Gbps光纖通道和萬兆以太網。EMC與VMware的全面集成和一致性,也是促使我們決定采用EMC統一存儲的一大因素。”
PTI在開展這個項目之前,已經在使用一臺老化的CLARiiON CX3-20,但容量所剩無幾,同時還過了保修期,IT人員每個月要來好幾趟,執行一些基本的維護任務,比如給固件打補丁等。在升級EMC系統的同時,PTI使用VMware將約75臺物理服務器整合成10臺,但不是使用舊機器,而是購買了新機型,因為VMware需要的內存量很大,而新的服務器主機配備了32GB到96GB的內存。
該項目實施后,PTI再也不需要IT人員在晚上加班加點,更換失效的服務器或進行日常維護。倘若服務器有問題,它會進入維護模式,自動把所有虛擬機遷移到另一臺服務器上,直到IT人員第二天上班后再來解決問題。這大大減少了IT人員的加班時間。
William Showers說:“借助共享存儲上的VMware,我們部門的人就可以遠程將虛擬機遷離某一臺物理服務器,在正常工作時間對它進行更新或維護,然后把虛擬機再遷移回去。”
此外,學院里的老師需要遠程訪問高端編程、CAD、多媒體及其他應用軟件,以便可以在家里給學生的作業打分,或者準備教案。而招生人員越來越需要共享記錄學生活動、教學樓施工及其他大事的視頻和照片,勢必需要更多的場地和更靈活的架構。William Showers特別指出,這一切需要更多的服務器,勢必需要極其龐大的電力和冷卻設備。而他們除了沒有升級電力和冷卻系統所需的預算外,也沒有足夠的地方裝得下更多的設備。據PTI聲稱,這個項目大概為它在新服務器、電力和冷卻系統方面省下了數10萬美元的費用。
William Showers說:“我們那臺65千伏安UPS的用電負載從約75%降低到了約22%。VMware其實讓我們避免了花費巨資來升級設施。”
顯然,當前IT預算縮減的公司都面臨著一個挑戰:提供足夠的存儲容量以滿足自己的要求。統一存儲平臺正好適合當前的環境,因為它的初始資本投資比較少,運營成本比較低,企業可以先小規模部署,然后慢慢擴展。統一存儲還可以共享資源,針對不同的應用程序,結合使用文件存儲和塊存儲。
統一存儲是一項在不斷發展的存儲技術,對不同類型的IT項目來說準入門檻很低。把它添加到企業數據中心的存儲基礎架構中是個正確的選擇。
“統一存儲讓我們能夠把存儲系統整合到單一平臺上,又能夠確保需要時有足夠的空間來進行擴展。”
——美國堪薩斯州第一州立銀行和信托公司高級副總裁Harry M. Wheeler
“該項目實施后,我們再也不需要IT人員在晚上加班加點更換失效的服務器或進行日常維護了。”
——美國匹茲堡技術學院應用程序主管William Showers
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統一存儲及其應用
統一存儲實際上是一種網絡存儲架構,它既支持基于文件的NAS存儲,又支持基于塊的SAN存儲。這種多協議系統可以通過IP或光纖通道(FC),連接至服務器。在統一存儲系統中,塊訪問通過光纖通道、SAS或基于以太網的iSCSI等接口來實現;文件訪問是指使用基于以太網的CIFS或NFS訪問存儲系統中的文件系統。
統一存儲要求實行統一管理,即一個存儲系統要同時管理塊數據和文件數據,如果沒有統一管理,那么實現整合和簡化的目標就會受到影響。一些廠商通過光纖通道和iSCSI來提供塊存儲,而另一些廠商則堅持只用iSCSI,因為它更容易實現。
統一存儲有一些出色的用途:
● 在虛擬服務器環境下,統一存儲系統可以滿足快速配置虛擬機并運營的要求。它可以為虛擬機配置基于NFS的數據存儲區,實現文件I/O,統一存儲的塊存儲功能讓真實設備映射(RDM)可將物理磁盤連接至虛擬機,以滿足應用程序的需求。
● 如果某種類型的使用(如非結構化數據的文件存儲)占主導地位,但仍需要一些塊存儲(比如Exchange數據庫),那么統一存儲系統允許將它們整合到單一平臺上。
● 統一存儲還為那些因需求發生變化而要稍稍改動存儲的企業提供了出色的靈活性。
● 統一存儲可以為所需的使用類型配置單一資源,包括塊或文件。
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統一存儲平臺的基本特點
1. 易于管理。為了滿足RAID、卷管理、文件系統創建、卷擴展和自動精簡配置的需要,管理界面就要做到簡單易用。只需要不到4個小時,就可以完成初始安裝以及準備好為所有協議提供文件服務。不需要專門的IT管理員來配置、部署和管理。基于向導的安裝和配置是標準工具。
2. 擴展快速、容易。統一存儲被認為是二級存儲解決方案,現在作為SAN存儲之外的一種選擇,正進入到數據中心領域。這歸功于高級軟件功能,有些基于SAN的應用程序現在使用統一存儲作為標準存儲平臺,如裝有單一郵箱恢復和SQL數據庫應用軟件的Exchange郵件服務器,通過快照就能迅速完成測試,而不會干擾生產數據集。可以實施虛擬服務器功能,減少物理服務器的數量,并實施不同級別的RAID技術,以滿足不同應用程序的需要。近來,企業還需要通過高級的存儲和服務器虛擬化技術,對服務器/存儲進行整合。企業可得益于VMware虛擬化技術和統一存儲這對組合,從而減少物理服務器的數量,提高存儲利用率。
3. 高可靠性和高可用性。統一存儲需要提供雙頭高可用性(dual-head HA,主動/主動)或N+1(主動/被動)機制,確保數據服務的高可用性。要滿足數據中心的標準,真正的99.999%可靠性是必要條件。這相當于全年停機時間只有5分鐘。目前市面上的統一存儲平臺提供雙RAID控制器、鏡像緩存或非易失隨機存儲器(NVRAM)來保護數據。一些廠商實施的技術因擴展性問題而在性能上和存儲容量上受到限制,只提供低成本的iSCSI目標系統,以及只為目標系統或虛擬磁帶庫(VTL)提供重復數據刪除這個選項。這些不足會縮小為數據增長速度和存儲容量擴展做規劃時考慮的范圍。如果不斷部署存在所有這些局限的同一架構產品,就會面臨NAS存儲孤島、數據中心場地出現不必要的擴展,還會顯著增加運營和管理成本。