Software-defined VMware 軟體定義儲存 VSAN VVOL SDS

擴大vSphere既有優勢 提供VM精準儲存服務

2015-06-09
以自家虛擬化平台為基礎,VMware這幾年來積極向外擴展,正全力實現以軟體定義資料中心的願景。繼運算虛擬化之後,VMware加速網路以及儲存層面的推展與佈局,特別是針對軟體定義儲存(Software-Defined Storage,SDS)領域,近年來也發展出軟體定義的儲存架構來因應。
在VMware軟體定義的儲存架構中,共可分為虛擬資料平面(Virtual Data Plane)、虛擬資料服務(Virtual Data Service)和政策驅動控制平面(Policy-driven Control Plane)。而在虛擬資料平面則包含了兩項VMware近期耳熟能詳的方案Virtual SAN(VSAN)以及vSphere Virtual Volumes(VVOL)。

VSAN是透過虛擬平台將底層硬體虛擬化,適用x86超融合式儲存伺服器,而VVOL則是透過原則導向控制平台將異質層之間的儲存作業自動化,適用於外部儲存裝置(SAN/?NAS)。這兩項均是以Hypervisor為其運作與管理中樞,其中VVOL主司外部儲存,並沒有一併納管VSAN,兩者算是平行的角色。


▲在VMware軟體定義的儲存架構中,共可分為虛擬資料平面(Virtual Data Plane)、虛擬資料服務(Virtual Data Services)和政策驅動控制平面(Policy-driven Control Plane)。(資料來源:VMware官網)

從虛擬化平台延伸SDS

根據VMware官網描述,VMware軟體定義的儲存(SDS)將虛擬化環境上的儲存與應用程式要求相配合,藉此進行儲存轉型。透過虛擬管理程式促成轉型,讓儲存也能擁有伺服器虛擬化對運算所帶來的高作業效率。因為抽象化層位於應用程式和基礎架構之間的交會處,因此虛擬管理程式可平衡應用程式所需要的所有IT資源,包括運算、記憶體、網路和儲存空間,以儲存供應滿足虛擬化應用程式的需求、做出智慧的配置決定,並將持續的調整最佳化。

VMware資深技術顧問林俊谷解釋,VMware是以虛擬化平台的優勢為基礎,進而延伸到軟體定義儲存。在概念上,VMware是從應用程式該有的服務層級來思考,每一個VM所執行的IT服務,對容量、效能與可靠度的要求均有所不同,不應該被一視同仁對待。「在還沒有投入軟體定義資料中心之前,VMware只專注在伺服器虛擬化,所有的儲存空間都是事先在儲存設備內劃定,再提供給應用服務。但是到底所規劃出來的資源是否能符合所需的效能、萬一容量空間不足,能不能以更彈性的方式來擴充,這些往往都會因為預算上的考量以及企業對廠商的偏好,而很難完美達到。」

他繼續說明,企業通常會為資料庫採購高階儲存設備,但是AP伺服器以及Web伺服器並不需要到這麼好的效能,而傳統的作法就只能以最高需求為標竿進行配置與部署,對於不需要那麼多資源運用的應用服務而言,效益的展現當然會符合企業期待,但是給予過多資源,無疑就是浪費。

因此,VMware主張應該針對每一個VM所執行的IT服務該有的服務層級,提供給予最適切的資源池。當一個應用程式提供服務給使用者時,多久的反應時間與延遲可被使用者接受?一旦環境變成虛擬機,CPU、記憶體與硬碟應該具備哪些條件,才能運行出最理想的效能?這個應用服務所需要的容量以及可靠度又是如何?這些都應該被定義出來,並且找到適當的資源池來佈建。

以VM為中心 最佳化儲存部署

同樣都是從VM的需求出發,VSAN以及VVOL各有其訴求。VSAN利用了x86超融合式儲存伺服器內接的硬碟來作為儲存空間,並且將多台伺服器內建的儲存硬碟空間視為一個統一的資源池,讓伺服器內部的硬碟空間成為彼此共享的儲存資源,在概念上偏向分散式儲存,同時也具有彈性的容量擴展優勢。

而VVOL則是針對跨異質品牌的儲存設備管控,將多台各種不同廠牌等級的儲存設備統一納管之後,進而針對VM所需的服務層級提供所需要的保護模式。林俊谷指出,並不是所有企業內部的應用都適合運作於通用型的伺服器硬體上,而且企業內部仍有許多既有投資的外接儲存設備運行應用服務,VVOL的優勢便在於能夠針對每個VM的需求提供合宜的佈建。

▲VMware資深技術顧問林俊谷指出,VMware是從應用程式該有的服務層級來思考軟體定義儲存。
他提到,傳統的部署思維經常是以儲存設備為出發點,許多情況下可以見到,同一個LUN提供給A、B、C三個不同的應用服務。但是每一個應用服務的需求不同,資料保護的方法也不一樣,例如A需要每天快照備份、B只需要每周進行一次快照,而C則每個月進行一次即可。「往往我們可以看到,A在進行快照時,可能連同B與C的資料都一併快照了,但實際上B與C卻不需要。像這種情況,雖然管理是同一個界面,效能也兼顧到了,但是使用率的設計卻不是那麼到位。」

VVOL則能針對單一VM提供最佳的保護,假設VM上的應用服務需要De-dupe、QoS、快照,那麼VVOL就會定義好標籤,這時每個虛擬機的虛擬磁碟(VMDK)就會被放到儲存設備的邏輯容器中,而提供符合服務層級的對應。當然,前提是VVOL必須知道儲存設備具備哪些條件,包括效能、容量以及能提供哪一種Data Service等等,「VMware有很多合作的儲存廠商,並且可透過VMware vSphere API for Storage Awareness(VASA)來讓vSphere探知其儲存組態,如此一來,便能從應用程式的角度來思考Policy,並且判別將資料存放在哪一台儲存設備的哪一個空間最為合適。」林俊谷說。

另外,他也強調,以Hypervisor做為平台的優勢便在於每個VM的I/O一定會經過Hypervisor,Hypervisor透過管理中心定義好虛擬機後,VVOL便會定義好需要的Data Service標籤,只要一掃,就可以提供給VM最恰當的部署。一旦應用服務的條件需要變化時,例如VM快照的次數從每周一次調整到每天一次,只要在Hypervisor層調整政策,就可以透過儲存的線上遷移功能,從某一個儲存設備搬遷到另一個儲存設備,彈性調度。


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