Virtualizujte si ukládání dat

Brad Wood, ředitel provozu podnikových technologií ve firmě Corrections Corporation of America (CCA), která se stará o v...


Brad Wood, ředitel provozu podnikových technologií ve firmě Corrections
Corporation of America (CCA), která se stará o více než 60 vězeňských zařízení,
čelí několika výzvám. Jeho skupina totiž spravuje přibližně 100 TB dat včetně
lékařských záznamů chovanců, provozních záznamů, e-mailu atd. v rámci čtyř
úložných polí od společnosti Hitachi Data Systems (HDS) umístěných ve dvou
datových centrech. Kvůli vládním směrnicím je většina dat společnosti třikrát
nebo čtyřikrát zrcadlena, aby zůstala přístupná i v případě poruchy. K celkové
složitosti přispívá i to, že Wood nakupuje hardware na základě aktuálních cen a
výkonu, takže má v současnosti mix produktů pocházející od různých dodavatelů.
Kvůli eskalaci nákladů potřeboval Wood najít cestu, jak zpomalit nasazování
nového úložného hardwaru a zlepšit využití různorodého hardwaru, který už měl.
Řešením, jež si vybral, bylo na úložné systémy implementovat virtualizaci.
V případě firmy CCA může nyní jejich inženýr zodpovědný za storage spravovat
různý hardware společnosti prostřednictvím jediné konzole, a to s využitím
softwaru Symantec Veritas Storage Foundation a HDS HiCommand.
Virtualizace úložných systémů má pro IT vedle lepšího využití zdrojů ještě
několik klíčových výhod. Zaprvé dovoluje, aby byla, pokud dojde k poruše nebo
výměně subsystémů, data přesouvána na jakékoliv úložné zařízení v poolu.
Jednodušší migrace dat také umožňuje z hlediska nákladů efektivně implementovat
architekturu více vrstev storage, tedy takovou, v níž jsou s tím, jak se data v
průběhu doby stávají méně obchodně kritickými, jsou přesouvána na levnější,
méně výkonné systémy.
Další výhodou je snazší replikace, neboť virtualizace odstraňuje potřebu plné
redundance. Bez virtualizace úložných systémů musí IT oddělení obvykle
kopírovat celé svazky z jednoho typu úložiště na jiný, aby zajistilo, že jsou
všechna související data v jednom prostředí. Díky virtualizaci je jednodušší
kopírovat částečná data jako jsou snapshoty nebo takzvané delta soubory a
udržovat je propojená s celou množinou dat napříč fyzickými zařízeními.
A důležitým faktorem jsou samozřejmě vždy také náklady na údržbu. "Virtualizace
v průběhu doby rovněž redukuje režii na administraci storage tím, že personálu
umožňuje zbavit se starostí o servery," poznamenává Rick Villars, viceprezident
společnosti IDC pro průzkum v oblasti úložných systémů.
Když posloucháte výrobce storage, každý nějakou formu virtualizace nabízí. Od
roku 2000 tento termín neustále nabírá na popularitě. Ačkoliv určitý
skepticismus je potřeba, virtualizace storage je nyní dostatečně reálná na to,
aby mohly podniky přinejmenším prozkoumat její využití coby technologie
umožňující zjednodušit správu úložišť v heterogenních prostředích. Mnohé
podniky jako CCA zjistily, že z ní dnes mohou vytěžit skutečné výhody.

Tři přístupy k virtualizaci
Výrobci nabízejí tři základní přístupy ke skutečné virtualizaci úložných
systémů: host-client (prostřednictvím softwaru), in-fabric (převážně pomocí
zařízení, ale brzy také pomocí přepínačů) a konečně in-array (formou vestavěné
funkcionality). Zatímco výrobci lákají zákazníky na specifické klady a zápory
každého přístupu (viz obrázek na str. 27), analytici se shodují, že všechny
mohou být v konečném důsledku dobré. "Určujícím faktorem je obvykle to, jak
dobře konkrétní přístup zapadá do vaší existující infrastruktury úložných
systémů," říká Stan Zaffos, ředitel výzkumu ze společnosti Gartner.
Přístup in-fabric je nejběžnější metodou nabízenou v takových produktech, jako
je DataCore Software SANsymphony, EMC InVista, FalconStor IPStor, IBM SVC (SAN
Volume Controller), NetApp V-Series či StoreAge SVM. Tyto produkty, které jsou
na trhu teprve několik let, využívají k tomu, aby identifikovaly úložné zdroje
a poté vytvořily metadata, která IT oddělením umožní spravovat je jako
virtuální pool, dedikovaná zařízení nebo software běžící na serveru. "Z
uvedených řešení jsou nejrozšířenějšími instalace od společností IBM a NetApp,"
poznamenává Zaffos.
Brzy se objeví také produkty založené na přepínačích, často nasazované jako
blady v rámci fabric switchů, které v podstatě dělají totéž jako samostatná
zařízení. Budou k dispozici od firem, jako je například Brocade, Cisco Systems,
MaXXan Systems, McData nebo QLogic. "Díky umístění virtualizační funkcionality
do přepínače by mělo být ovládání teoreticky efektivnější, neboť počet
zařízení, přes která procházejí data, se o jedno zmenší oproti případu, kdyby
procházela ještě přes další specializované zařízení," vysvětluje Garrett z ESG.
Očekává přitom, že většina těchto produktů bude nakonec používat verzi
host-client softwaru Storage Foundation od firmy Symantec Veritas, ačkoliv
výrobce tvrdí, že v současnosti nemá žádné bezprostřední plány na portování
svého softwaru na přepínače.
Storage Foundation je na trhu v různých verzích už po celou dekádu a běží na
souborových a aplikačních serverech kvůli tomu, aby detekoval úložné zdroje a
udržoval metadata používaná pro jejich správu. Až donedávna Veritas (nyní
divize Symantecu) nevydával své verze pro operční systémy Unix a Windows
synchronizovaně, takže bylo obtížné používat Storage Foundation v heterogenních
prostředích, tvrdí to alespoň Zaffos z Gartneru. I tak, jak dodává, je
technologie pro použití k různým účelům včetně migrace dat, load balancingu a
flexibilního provisioningu jednoduchá.
Příkladem třetího typu virtualizace storage je síťový kontrolér TagmaStore od
společnosti Hitachi Data System (HDS), který dovoluje správnímu softwaru HDS
pracovat s úložnými systémy několika výrobců, jako by byly v jediném poolu.
"Přibližně 45 procent ze zhruba 1 700 současných zákazníků používajících
TagmaStore implementuje jeho virtualizační technologii," říká Claus Mikkelsen,
výzkumník z firmy HDS. Jeho klíčovou výhodou je podle Zaffose to, že
"nepřidáváte další element do I/O cesty, takže nekupujete další aktivní prvek".
Protože je obvykle levnější nahradit úložná pole než platit za jejich
každoroční údržbu, Zaffos očekává, že produkty TagmaStore budou využívány
především pro zjednodušení migrace ze zastaralých polí.
Ceny pro všechny tyto strategie jsou docela srovnatelné, ačkoliv to třeba není
ihned zřejmé, když porovnáváte, řekněme, kontrolér TagmaStore se zařízením
NetApp nebo s licencí na software od Symantecu. "Cenové proměnné jsou
ovlivňovány spíše škálováním," říká Villars z IDC. "Například TagmaStore je
dražší než IBM SVC, ale kupujete něco lepšího."
Potenciálním rizikem je to, že zatímco virtualizace podporuje myšlenku využití
úložných systémů od různých výrobců, všechny tři strategie si zároveň vynucují
přimknout se k určitému výrobci. "In-array produkty zřejmě připoutají k
hardwarovému poli specifického výrobce," říká Mark Lewis, šéf vývoje v EMC,
avšak in-fabric a host-client produkty vás zase připoutají k virtualizačnímu
softwaru nebo k zařízení, ve kterém je software uložen.

Virtualizace dnes
Garrett z firmy ESG tvrdí, že virtualizace úložných systémů aplikovaná na
prostředí s nejméně šesti úložnými strukturami redukuje náklady hned v několika
oblastech: náklady na hardware klesnou v průměru o 23,8 procent; náklady na
software se sníží o 16,2 procenta a konečně administrační náklady jdou dolů o
19,3 procenta.
"Jakmile podnik zavede virtualizaci storage, technologie je relativně snadno
použitelná," tvrdí Garrett. Skutečné úsilí je ale třeba vyvinout k tomu, aby
byla zprovozněna. Garrett tedy doporučuje, aby se IT oddělení soustředilo na
specifický taktický problém, jakým je zajištění plynulé migrace dat. "Jestliže
virtualizaci úložných systémů aplikujete na tento určitý problém," říká,
"můžete ji poté, co získáte více zkušeností, rozšířit na další oblasti."
Přesně tento postup zvolila univerzita Baylor College of Medicine v texaském
Houstonu. Přede dvěma lety se škola rozhodla integrovat desítky souborových
serverů a ERP úložišť připojených k unixovým a Windows serverům, aby redukovala
nepoužívanou kapacitu storage a snížila administrační náklady. "Navzdory
počátečním výdajům se univerzita Baylor rozhodla nahradit svá úložná zařízení
jedinou FC (Fibre Channel) strukturou a sadou polí od firmy HDS," vzpomíná Mike
Lakton, ředitel IT pro podnikové služby a mainframové systémy. I když nemusela
podporovat heterogenní prostředí, přesto se pro "luxus" týkající se zavedení
virtualizace rozhodla.
Dnes systém univerzity Baylor spravuje 200 TB dat včetně záznamů o pacientech a
provozních dat školy. HDS v té době ještě neuvolnil svá pole TagmaStore, takže
Lakton namísto nich nasadil zařízení NetApp V-Series. Využití virtualizace
úložných řešení v této univerzitě má důvody převážně ve snaze sdružit storage
do poolu, ačkoliv Baylor nyní zvažuje i to, jak technologii využít pro
implementaci správy životního cyklu dat, kde data pacientů mohou být během
léčení vysoce dostupná, ale posléze jsou přesunuta na méně důležité systémy za
účelem analýzy, auditu a podobně.
Společnost Dallas-Fort Worth International Airport měla jiný problém. Ukládala
data o letech (jako jsou seznamy pasažérů, časy příletů, sledování zavazadel či
informace o branách) ve dvou sítích typu SAN s použitím produktu Oracle RAC
(Real Application Clusters). "Oracle RAC byl schopen pracovat s jedním cílovým
úložným systémem jako s primárním cílem a ten potom replikovat na sekundární
systémy, avšak tento proces trval jednoduše příliš dlouho," říká John Parrish,
náměstek viceprezidenta pro terminály. Jestliže jedna terminálová SAN spadne,
druhá SAN ji musí nahradit okamžitě, aby nástup do letadla a manipulace se
zavazadly nebyly opožděny. Zařízení DataCore SANsymphony přinutilo produkt
Oracle RAC, aby si myslel, že pracuje pouze s jednou sítí SAN. Parrish přitom
nezaznamenal, že by při tomto nasazení vyvstaly jakékoliv problémy s latencí.
Problémy s replikacemi ale komplikovaly život společnosti Freeze.com. On-line
maloobchodní prodejce potřeboval udržovat své transakční databáze Microsoft SQL
Server s daty o objemu 400 GB synchronizované se svými databázemi pro
reporting, avšak požadavky SQL Serveru na zdroje, jak popisuje ředitel IT ve
Freeze.com Kyle Ohme, bránily reportingovým nástrojům, aby pracovaly se stejnou
databází jako správa transakcí. Ohme tedy musel periodicky zrcadlit databázi,
avšak replikace zabrala tolik času, že reportingová databáze byla o několik
hodin pozadu to znemožňovalo provádět analýzu potřebnou k tomu, aby byly
správně řízeny dodávky. Ohme proto nasadil nástroje od společnosti FalconStor,
aby úložný systém sdružil do virtuálního svazku a obě sady aplikací k ní mohly
přistupovat v reálném čase. Tímto způsobem mohl posílat snapshoty transakční
databáze reportingovým nástrojům namísto toho, aby replikoval celou databázi.

Dlouhodobé úsilí
"Ačkoliv sliby ohledně virtualizace úložných systémů lákající zákazníky už v
roce 2000 se ukázaly být poněkud předčasné, dnešní technologie už poskytuje
přinejmenším první krok směrem k automatizované, samostatně se spravující
úložné infrastruktuře, která funguje spíše jako IT služba," poznamenává Zaffos
z Gartneru. Avšak tato cílová verze virtualizace storage řešení je vzdálena
ještě mnoho let.
Jedním z důvodů jsou ekonomické ukazatele. Výrobci úložných systémů si nemohou
dovolit náhle ztratit zisky ze svého hardwarového byznysu, pokud by se úložný
hardware stal komoditou spravovanou softwarovými nástroji. "Výsledkem je to, že
výrobci jsou ochotní postupovat pouze odměřenými kroky směrem k podpoře
nezávislých standardů vyžadovaných správním softwarem třetích stran," myslí si
Zaffos.
"Výrobci operačních systémů možná pomohou řešení problému urychlit, pokud
přijmou některé ze standardů asociace SNIA (Storage Networking Industry
Association), jako je třeba Volume Shadow Copy Service, a začnou přesouvat
virtualizaci úložných systémů z oblasti síťového/ /storage middlewaru do
operačního systému," říká George Teixeira, CEO společnosti DataCore. Villars z
IDC zase tvrdí, že během pěti let by systém Microsoft Windows mohl
implementovat virtualizaci storage pro podniková nasazení ve středně velkých
organizacích.
Další překážkou pro naplnění vize virtualizace úložných systémů je to, že velké
podniky, které z virtualizace těží největší výhody, jsou v nasazování nových
technologií značně konzervativní, neboť u toho hrozí vyšší riziko poruchy či
selhání. "Nepozorujeme, že by nasazování virtualizace vedlo k technickým
extrémům," říká Villars.
Třetím důvodem je to, že nástroje stále ještě nejsou dostatečně vyspělé.
Současné podoby těchto komponent se soustřeďují na to, že IT oddělením
poskytují společnou konzoli pro správu storage. V průběhu doby začnou výrobci
přidávat automatizaci a na politikách založenou inteligenci pro poskytování
úložných zdrojů a také nástroje pro správu migrace a replikace dat. "Avšak
kvůli komplexitě infrastruktury, kterou takové nástroje musejí spravovat,
jejich příchod neočekávám ještě po dobu mnoha a mnoha let," říká Tom Clark,
ředitel řešení a technologií firmy McData a autor knihy Storage Virtualization
(Addison-Wesley, 2005). V tomto "mezičase" by měla IT oddělení očekávat, že se
budou setkávat spíše se samostanými řešeními, jako jsou třeba heterogenní
replikace či snapshoty.
Nicméně žádný z těchto faktorů nebrání podnikům v tom, aby těžily z výhod
virtualizace úložných systémů už dnes. Nyní by firmy měly aplikovat
virtualizaci především kvůli tomu, aby vyřešily své specifické problémy typu
zjednodušení migrace nebo sdružování dat do poolů napříč sítěmi SAN. Postupem
času mohou inkrementálně využití technologie rozšiřovat, a těžit tak z výhod
pokračujícího zlepšování, se kterým výrobci během následujících let určitě
přijdou.



Myšlenka spojená s virtualizací storage systémů se klamně jeví jako jednoduchá.
Spočívá v agregaci úložných systémů, jako jsou například disková pole, od více
poskytovatelů do jediného zasíťovaného prostředí, které může být následně
spravováno jako jediný pool. "V podstatě se dá říci, že kontrolér pro storage
je rozčleněn a rozprostřen v síti," říká Brian Garrett, technický ředitel
analytické společnosti Enterprise Strategy Group (ESG).

Virtualizace storage a iSCSI se neslučují
S tím, jak na trh vstupuje více a více produktů, stává se z iSCSI atraktivnější
alternativa k technologii FC (Fibre Channel) SAN. Nejenomže je iSCSI levnější
než Fibre Channel, ale současně je tuto technologii méně složité implementovat.
Protože používá známé protokoly IP sítě, zjednodušuje požadavky na soubor
znalostí, jež v IT oddělení potřebuje pro správu SAN. A tak, i když není tak
rychlé a má nižší maximální kapacitu než FC, vyhovuje iSCSI potřebám mnoha
malých firem a podnikovým úložným aplikacím, které nejsou kritické pro
fungování společnosti, jako je například sdílení souborů v rámci oddělení nebo
ukládání dat typu near-line.
Pokud však uvažujete o iSCSI a zároveň je ve vašich plánech pro storage i
virtualizace, možná byste si to měli ještě rozmyslet alespoň prozatím.
"Nástroje pro správu, které využívají výhod virtualizace úložných systémů tak,
aby byly agregovány úložné subsystémy v síti, ještě nejsou dostatečně vyspělé,
aby si poradily se sítěmi typu iSCSI SAN," vysvětluje Brian Garrett, ze
společnosti Enterprise Strategy Group.
"To je právě tím důvodem, proč třeba naše organizace Corrections Corporation of
America váhala s nasazením iSCSI SAN ohledně ukládání dat s nižší prioritou,"
popisuje Brad Wood z této firmy. Wood tvrdí, že dnešní software pro správu
úložných systémů si se SAN na bázi protokolu iSCSI neporadí dostatečně dobře
například iSCSI nemá jediný prostředek pro poskytování globálních jmen, jako má
Fibre Channel.
Kyle Ohme, ředitel IT ve firmě Freeze.com, také hodlal využít virtualizaci
storage systémů v sítích iSCSI SAN. Avšak i přes pomoc od výrobců BlueArc a
FalconStor se nakonec rozhodl, že své plány s iSCSI přehodnotí.
Jedním z důvodů nedostatku nástrojů pro technologii iSCSI je její poměrně malý
tržní podíl. Garrett odhaduje, že v současnosti je nasazeno až 10 tisíc iSCSI
SAN ve srovnání se stovkami tisíc FC SAN. A navíc, jak říká, většina nasazení
iSCSI je soustředěna v menších podnicích, které nepoužívají úložiště rozdělená
do vrstev nebo nástroje pro správu životního cyklu.
"Sítě iSCSI SAN zatím ještě nejsou dobře podporovány," říká Mark Lewis, šéf
vývoje v EMC, ale očekává, že se to změní, jak si úložná řešení založená na IP
budou postupně získávat větší podíl na trhu. "Standard SMI-S asociace SNIA
možná pomůže přinést do světa iSCSI a IP stejné možnosti správy storage, jaké
už používají systémy vycházející z Fibre Channel a SCSI," poznamenává Roger
Wofford, marketingový manažer pro virtualizaci storage v IBM. Do té doby ale i
v prostředích, kde jsou iSCSI SAN a FC SAN vzájemně propojeny, zůstanou
nástroje správy odděleny.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.