莫进死胡同 CIO思考虚拟化项目如何实施

　　如果不考虑服务器虚拟化对存储基础设施的影响就急于部署虚拟化项目，那你可能会走进死胡同。

　　在当前的形势下，人们已不会再问该不该通过虚拟化来削减服务器规模这种问题了，取而代之的问题是何时将这一做法付诸实践。在部署虚拟化之前，如果你不先把现有的存储基础设施升级到相当的水准，那你无疑就像是在存储“烂泥路”的基础上修建一条服务器高速公路。

　　首先，企业应当将存储区域网络(storage area network，下称SAN)列为服务器虚拟化计划的一部分。注意，这可不是什么无足轻重的附属品。SAN可以提供其他存储策略所缺乏的关键性能选项，并且为利用思杰公司(Citrix)、虚铁公司(Virtual Iron)、VMware公司等厂商的虚拟化平台中内置的空间分配和灾难恢复功能开辟道路。

　　由于服务器团队通常独立于存储和灾难恢复团队之外，因此要说服他人采纳这个方案并不那么容易，所以有时企业的虚拟化项目和SAN项目可能会南辕北辙。另外，在经济不景气的年月，要让企业下定决心同时投资两种新技术，确实是个艰巨的任务;下面我们会帮助你做一番投资回报率(ROI)分析。不管怎么说，这场关乎企业IT政策和预算的战斗值得你搏上一搏。

　　磁盘空间需求

　　毋庸置疑，虚拟化是提高CPU和内存这两种硬件利用率的绝佳途径，然而它对传统存储系统的影响就截然相反了。例如，VMware等虚拟机产品放在虚拟服务器上时，对初始空间分配的需求往往要比放在物理服务器上时要大，原因是虚拟机所在的物理服务器出现问题时，需要腾出空间将服务器状态写到存储磁盘上。磁盘空间的过度分配(overallocation)降低了存储空间利用率，提高了成本，这在很大程度上抵消了部署虚拟服务器所带来的好处。

　　解决上述问题的对策是利用EqualLogic公司、日立公司(Hitachi)、NetApp公司或Xiotech 公司等SAN厂商推出的自动精简配置(thin provisioning)技术。这种技术可以将任意大小的逻辑卷(logical volume)空间分配给虚拟服务器使用，但磁盘存储块只有当真正写入数据时，才会被分配供使用。比如说，你的数据库团队声称某个应用程序需要500GB空间，你可以配给它500GB，但是，只有当前实际所需的空间会真正分配到位，这样你就节省了宝贵的磁盘空间。如此一来，你甚至可以透支使用超过当前磁盘容量的空间。

　　当你透支使用时，如果使用的空间逼近了实际容量，那会出现怎样的情况?不必担心，你会收到提前预警的，因为SAN提供的管理软件可以设置空间报警临界阀值。超过阀值时系统会发出警报，甚至还能够在实际利用率提高时自动重新设置空间。不过，这跟航空公司超量预订机票的情况有所不同，在乘客过多时航空公司可以将多余的人打发走;然而，当你允许别人使用的存储空间已经增长到容量极限时，你就不得不出面解决问题了。可行的方法之一，是在SAN里面增加更多的存储设备或者存储阵列。

　　如果发生灾难

　　虚拟化项目带来的一个意外好处，是让机构组织能够意识到灾难恢复方面的风险。比如说，某市政府最近开始了服务器虚拟化项目，把10至15台服务器合并到3至4台物理服务器上。这种举措的潜在风险当然会引起相关人员的注意。最后，市政府为了更好地保护系统，计划再添置一套故障转移(failover equipment)设备并增设SAN。

　　有趣的是，在开始虚拟化项目之前，该市政府并未给服务器设置多余的硬件，也没有能力恢复局域网上的任何数据。鉴于市政府还在较旧的服务器上运行薪金和账单等至关重要的系统，这种风险就更大了。不过，当服务器和数据散落于网络各处时，这种风险往往容易被人忽视，而虚拟化会让人意识到数据风险的存在。

　　SAN能让你有效地部署灾难恢复计划。戴尔公司(Dell)、惠普公司(Hewlett-Packard)和国际商业机器公司(IBM)出品的最新型服务器都内嵌管理程序(hypervisor)，也就是说设备可以从闪存启动，然后迅速成为服务器群(server farm)的组成部分。这个功能目前只适用于VMware 3i版本。至于微软公司(Microsoft)、XenSource公司等其他厂商的虚拟软件以及VMware的旧版本能否也支持这一功能，这就要看今后的市场销售情况了。

　　无论采用何种方法，VM都是储存在SAN内的，这就赋予了IT专业人员更高级的磁盘阵列(RAID)保护、自动复制以及主机/应用程序恢复功能。

　　如果你并未将SAN纳入虚拟化项目中，你就无法享受到专为集中存储所设计的特性优势。如果在没有SAN的情况下使用VMware ESX，你就放弃了许多有用的功能，比如将虚拟服务器从一台物理服务器在线迁移到另一台物理服务器、简便易用的智能灾难复原、动态共享及分配内存和网卡之类服务器资源等等。除此之外，还有：

　　◆ 即将追加的新功能，比如站点恢复管理器(Site Recovery Manager)，它可以协助将整个数据中心的故障转移自动化。

　　SAN给VMware带来的好处对其他厂商类似产品的灾难恢复选项也同样适用，这包括思杰公司和XenSource公司的产品。部署服务器虚拟化以及将物理服务器迁移到虚拟机，为实现合并存储、集中管理、提高空间利用率、提高可用性、增强数据保护以及减少备份窗口创造了绝佳机会。

　　快速数据读写

　　SAN是靠什么绝招与虚拟服务器实现刀剑合璧的呢?SAN利用条带化方式(striping)将连续的数据分割成相同大小的数据块，再分别写入到阵列中不同的物理磁盘上，从而加快了响应速度。实际上，磁盘读写始终是系统中最慢的一环。正如你在部署虚拟化项目的时候会开始意识到灾难恢复的风险问题，当你将更多的服务器虚拟化时，磁盘读写的问题就会凸显出来。当你试图将一台物理主机上的20到30台数据库服务器指向同一个磁盘阵列时，磁盘读写就会成为瓶颈，从而抵消部署虚拟化所带来的好处。

　　你需要考虑的不光是磁盘锭(spindle)的数目。如果应用程序磁盘读写频繁，你就得确保SAN包含多个控制器，以便更好地进行吞吐量管理，同时配置更多的冗余设备以避免单点故障(single point of failure)。其他需要考虑的因素还包括对虚拟化/SAN新功能的支持、服务器内存、驱动器速度以及技术平台-究竟是选择互联网小型计算机接口(iSCSI)还是光纤通道(Fibre Channel)。

　　当SAN被纳入虚拟化项目中时，并非所有厂商的SAN产品都性能相当。为了确保SAN对虚拟化功能的支持，微软公司、Vmware公司、XenSource公司甚至苹果公司(Apple)都正在和SAN厂商合作。

　　最后一个问题是选择iSCSI还是光纤通道，这个业界争论不休的热门话题实在有点让人厌倦。在加入论战之前，你还是先确认是否已经解决了上面讨论的那些更为重要的设计要点，然后再衡量吞吐量与互连速度(interconnect speed)因素，以决定选择何种技术平台。1-Gbps的光纤通道互连可提供96 MB/秒的吞吐量，而1-Gbps的iSCSI互连能提供116 MBps的吞吐量。4-Gbps光纤通道的SAN提供了目前最高的吞吐量，但是10-Gb的iSCSI和8-Gb光纤通道即将推出，届时鹿死谁手尚未可知，所以别指望这种争论会很快平息。

　　曼尼·席尔瓦(Manny Silva)是德讯公司(Kuehne &Nagel)北美分公司的IT主管，他负责这家物流公司的虚拟化项目。他说：“当我们3年前开始进行该项目的时候，我们就一直计划着使用某种SAN。当时我们已经有了光纤通道SAN，但我们更希望选择ISCSI SAN与虚拟化项目配合。在我们的测试中，两种SAN的性能都符合要求。”

　　如果你混合使用多种SAN环境，你就可以把钱花在刀刃上，投资于能提高系统整体性能的关键领域;而在磁盘备份或故障转移方面，你可以选择成本相对较低的方案。EMC公司、EqualLogic公司和日立公司等厂商甚至设计了“虚拟存储”(virtual storage)，让你可以在后端混合使用各种平台，同时提供统一的前端供服务器和应用程序使用。如果你所在的企业尚未部署SAN，你可以考虑将通过部署服务器虚拟化项目省下的钱投入到SAN上，你会觉得物有所值的。

　　投资回报率分析：虚拟化

　　CIO们总是对以投资回报率为导向的计划持怀疑态度，因为这些计划不能立竿见影地达到成本压缩的目的，相关的生产率收益也迟迟不能实现。虚拟化确实可以节省电力、空间和空调制冷方面的成本，但要精确地找出硬件和软件成本抵消的平衡点却很困难。因此，我们请绿页技术解决方案公司(GreenPages Technology Solutions)的技术支持配置经理布拉德·克里克(Brad Krick)进行了一番成本分析。

　　克里克假设的情境：一家公司必须更换10台老化的服务器及相关数据存储设备。我们指定了惠普公司生产的标准服务器和VMware ESX企业版软件。我们并没有采用常见的磁带备份、微软软件授权或安装。你可以看到，与将应用程序迁移到物理服务器上的做法相比，将10台物理服务器进行虚拟化的初始安装成本更低。

　　存储要求：第1级数据层500 GB;第2级数据层500GB，用于磁盘备份(近线归档)。

　　三种可能方案

　　A. 用10台新服务器一对一取代旧服务器：10个配备启动盘镜像和RAID 5存储设备的惠普ML350服务器， 费用：62,100美元。

　　B. 利用3台带本地存储设备的物理服务器虚拟化10台服务器：3台配备更多内存及RAID 5存储设备的惠普ML350服务器，安装VMware ESX软件(包括授权费用)，费用：49,300美元。

　　C. 在一个集群(cluster)中包括10台虚拟服务器，与一个1-TB SAN配套使用：3台配备更多内存和启动盘的惠普ML350服务器，安装VMware企业版，加上日立SAN作为存储设备，费用：52,730美元。

　　即便是对虚拟化心存疑虑的公司，也不会让IT部门多花1.2万美元按照传统的方案一进行设置。但你能说服CFO多花3,400美元采用第3种做法吗?应该问题不大。因为追加的SAN虽然提高了成本，但是它提供了冗余、快照和自动精简配置功能。不要让职能角色定位搞得你缩手缩脚，不敢将长期存储策略包括到虚拟化大计中。将SAN纳入虚拟化计划之后，你不仅能充分利用虚拟化的全部功能，系统的性能也会得到显著提高。

　　实话实说

　　优势承诺：通过增设SAN或者将现有的SAN为虚拟服务器做优化的方式，将企业的存储基础架构升级到能与服务器虚拟化项目配合的恰当水准。这种做法能让企业的投资回报最大化。

　　相关厂商：主要的虚拟机厂商包括思杰公司、虚拟铁公司和VMware公司，它们已在各自的虚拟平台中内置了空间分配、灾难恢复和性能优化功能;主要的SAN供应商有EqualLogic公司、日立公司、NetApp公司和Xiotech公司，它们正努力让各自的产品更容易地与虚拟网络相连接。

　　可靠前景：整合服务器和存储团队，并说服首席财务官为新的SAN提供资金，要做到这些颇费周折但物有所值。各大厂商正在努力增强其产品功能，让你的理由更具说服力。