非結構化數據帶來的難題
目前,SAN、NAS應用得較廣泛的數據存儲技術。然而,現在的非結構化數據越來越多,導致現在的存儲系統在管理上越來越難了。
據F5亞太及日本數據解決方案副總裁Joseph Signorelli 分析:由于很多非結構化的數據爆炸性的、無管理的增長,文件虛擬化目前非常流行。這些數據不能放在數據庫中進行管理,例如郵件、Word文件和音頻視頻文件等。并且企業也沒有投資成百上千的美元去購置成百上千的NAS設備以及PB級別的磁盤存儲來管理這些數據。
這些數據正以無法遏制的速度不斷增長,企業只好花更多的人力去管理它們。而這些數據一開始就創建的亂七八糟,隨處可見,這導致了當前的數據存儲解決方案難以管理它們。
在這種情況下,Acopia(已經被F5 Network收購)等廠商提出了文件虛擬化解決方案。文件虛擬化技術能夠隱藏所有你的物理設備,通過子物理設備上面構建一個新的層,本質上也就是為那些NAS設備提供一個對外的邏輯視圖。所以你可以非常有效的管理你的NAS設備,讓一切變得非常容易。
使用文件虛擬化的另一個原因是存儲的需求繼續不斷的擴大,我們需要找到一個非常有效的方式幫助管理員來管理這些數據。并且更為關鍵的是,哪些數據能夠管理?多少數據需要管理?這兩者之間存在著很大的差異。而這種差異也將變得越來越大并產生更壞的結果。
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理解存儲虛擬化
虛擬化是當前討論最多的技術之一,服務器虛擬化已經得到了很多企業的認同,如今,虛擬化已經進入存儲領域。
但存儲虛擬化是IT業的一個奇怪的現象。人們總是不停的提到它,但是準確的說,虛擬化到底是什么,它的真正功能是什么,還是有很多疑問。
根據調查公司Freeform Dynamics在英國最近所進行的一次定向企業的調查,對于服務器虛擬化,用戶還是有很高的熱情,而且清楚明白如何部署以及它所帶來的變化。但是到了存儲虛擬化,只有一半的報告回答者可以非常清楚或部分清楚存儲虛擬化的概念。
有一種看法是:存儲虛擬化指在現有的存儲陣列上增加虛擬層的做法來實現。在現在的應用中,例如文件系統和存儲陣列,其實就是虛擬化的例子。
其實,存儲虛擬化最重要的一個分類概念在于:將數據文件管理系統與存儲介質分離出來,從而實現數據的統一存儲管理,這就是我們提到的文件虛擬化。
在這個市場上,主要存在兩種主流的技術結構,一種是以Acopia為代表的采用以FPGA硬件處理的在線式結構,另外一種是以服務器+軟件的旁路式結構,基本上除Acopia之外的所有產品都是服務器+軟件的旁路結構。
文件虛擬化的關鍵:全局命名空間
在傳統的網絡文件傳輸或共享應用中,依靠的是文件服務器或NAS與客戶端計算機之間,通過統一命名約定路徑(UNC)來識別并確認存儲路徑,從而通過UNC提供的目錄與路徑即可讓客戶端計算機存儲網絡上的文件。
但在大型應用環境中,文件服務器、NAS與客戶端計算機間的存儲連接關系十分復雜,除了難以管理外,也不易改變連接結構或更新設備,一旦設備變動,將會同時牽涉到許多存儲路徑的修改。
因此一種解決方式就是舍棄過去的UNC路徑存儲法,在客戶端計算機與NAS、文件服務器間插入一個虛擬層,讓它來為客戶端計算機與NAS建立連接。而NAS上的空間也不是通過實際的位置或名稱,而是通過虛擬層的“全局命名空間(Global Name Space)”提供的虛擬位置來提供。
F5亞太及日本數據解決方案副總裁Joseph Signorelli解釋到:“在全局命名空間的架構下可擺脫對UNC的依賴,所有文件存儲資源都被虛擬層整合為統一的存儲池,因此用戶存儲文件的“邏輯”名稱或位置與“實際”名稱或位置無關――用戶發起的存儲需求會被虛擬層導向到設定的位置,不用知道文件實際位置為何。這種關系可模擬為用戶不用知道實際IP地址,只需通過DNS的轉譯就能自動連接到正確的Web一樣。若某一存儲路徑失效,也能通過虛擬層自動轉到另一存儲路徑上,因此文件存儲服務的可靠性有所提高。”
由于不會受限于實際連接,管理者可輕易的在不同NAS或文件服務器間遷移數據,而無須擔心前端使用者原來的存儲會因此而受到影響,大幅降低數據遷移的難度,而且管理者還能制定政策,讓虛擬層依據文件的屬性或時間,自動將文件遷移到不同等級的存儲設備上,實現數據歸檔或分級存儲。
“其他的解決方案之所以不能持續的在線式運行,主要是由于性能受限于服務器的處理能力不足所致。采用旁路模式的主要缺點是需要在客戶端(也就是使用NAS的服務器和客戶端)上都需要安裝專用的代理軟件來進行管理”。Joseph Signorelli解釋到:“而采用FPGA處理的Acopia在線式解決方案去除了很多旁路式管理的弊端,不需要安裝客戶端軟件,不限制客戶端的數量,在進行ILM(Information Life Cycle Management管理)的時候不在后端存儲上生成文件Link。因此可以實現非常靈活的存儲分配,并降低了管理維護的工作量和系統崩潰的風險”。
群雄共謀文件存儲虛擬化
由上的分析可見,文件虛擬化系統可能給當前的存儲系統帶來革命性的變化,這是一個潛在的龐大的市場。因此,不少廠商介入了這個領域。
介入文件虛擬化領域的廠商主要分為兩類:一類是原本為存儲設備的供應商,例如博科等,另一類就是F5、思科等網絡設備供應商。
基本上,這些大的廠商都是通過收購獲得這種技術的,EMC 收購的Ranfinity,博科收購了NeoPath。
網絡應用交付領域的領導者F5在2007年10正式收購了Acopia,從而進入了數據存儲領域。Acopia是當前最著名的文件虛擬化企業之一。經過一段時間的整合,2008 年 2 月,整合后的文件虛擬化解決方案F5 Acopia FreedomFabric全面上市。由此,F5 Acopia 產品系列拓展了應用交付網絡 (ADN),使之達到數據存儲層的自動化管理,本次產品發布是 F5 公司堅持不懈貫徹實施該項戰略過程中的又一項重大事件。
在這之前,思科也收購了另一家文件虛擬化廠商:NeoPath,以此進入文件虛擬化市場。存儲設備廠商和網絡設備廠商都看中了這個市場,由此可見,文件虛擬化市場的確是未來的發展趨勢。
文件虛擬化:讓文件存儲管理與存儲設備分離
不知現在你對存儲虛擬化結構清楚了沒有。
現在,我們再形象地解釋一下:存儲虛擬化方案主要包括兩個部分,首先就是硬件存儲介質,例如EMC等供應商提供磁盤機等,另一方面,就是文件管理系統,這是獨立與存儲介質的存儲網絡管理系統,通過與存儲介質的分離,實現虛擬化的管理、數據的集中管理,并且帶來兼容性、低成本等優勢。
要知道,此前的文件管理系統往往與存儲介質聯合在一起,并且通常由某一個廠商提供,在這種情況下,就帶來了兼容性、技術高成本、重復投資等多種問題,這也是當前存儲系統價格居高不下的主要原因。
F5 Acopia FreedomFabric是存儲領域內第一個用于文件虛擬化的獨立管理軟件平臺。其在F5 專有的ARX硬件平臺上運行,為在大型企業中跨多個分布式文件虛擬化系統進行管理的管理策略提供了基礎,因而顯著簡化了部署和操作,減少了錯誤,并降低了運營成本。
在這個圖中,我們可以看到:通過F5 Acopia FreedomFabric,將EMC、NetApp、Windows file storage等多種存儲系統進行了統一的管理。這也是F5公司進一步完善ADN應用交付網絡的重要戰略之一。
Oversee Domain Services 公司的技術副總裁 Stephen R. O’Neill 先生介紹說:“一旦新品投入使用,顯然我們會在整個數據中心環境中充分發揮 F5 Acopia 虛擬化功能。對于 Oversee 公司而言,F5 Acopia 解決方案不僅簡化了數據管理,還幫助我們將預算控制在合理的范圍內。有了這項新功能之后,我們將不必再像以前那樣要管理單獨的文件和單個快照。”
文件虛擬化之后的一個重要功能就是可以實現文件生命周期管理(Information Life Cycle Management,簡稱ILM)。所有的文件都是有生命周期的,當一個文件被創建的時候,屬于價值最高的時候,文件的重要性隨著文件未被修改的時間的推移而降低。例如,企業可以用最好的存儲設備存放最新生成的文件,用低一些檔次的存儲設備存儲3-9個月之間的文件,再用更為廉價的存儲設備去存放9個月以上的文件。通過文件虛擬化技術,盡管這些文件分布在不同的NAS上,但他們可以對客戶端呈現在同一個目錄下。這樣,可以有效的降低企業的存儲資產投入,同時簡化了系統管理和減小了備份窗口。
此外,文件虛擬化還有另外一個重要的特征:對數據進行熱遷移。
如果能夠使各公司能夠將工作中的虛擬機從一個物理服務器移動到另一個物理服務器上,無需進行中斷操作,這將極大地減少管理時間和成本,并保證了企業的關鍵應用的業務連續性。
你可以這樣想像:一條生產彩電的生產線,斷電并啟動一次,需要至少半個小時的時間,而三峽水電站如果因為停止發電半小時間,這將帶來多大的機會損失?
為了解決這個問題,F5 Acopia Freedom Fabric提供了數據熱遷移功能,它提供了在異構(即采用多個不同供應商的環境)環境下,在不中斷現有的生產環境運行的同時,進行后臺的數據遷移,而這種遷移對于前臺的客戶端來說是完全透明的。在進行數據遷移的時候,管理員只需要在Acopia上開啟一條處理策略,Acopia就可以開始自動進行文件的遷移工作,而與此同時,前臺的客戶端沒有任何的中斷,仍然可以按照平時一樣進行文件的讀寫操作。
數據中心虛擬化戰略
逐步的,存儲虛擬化將是是當前企業架構數據中心的重要組成部分之一。在整合數據中心結構中,我們先要對服務器進行虛擬化,此后,再對網絡設備進行應用交付的重構,最后,對數據存儲進行虛擬化的管理,從而實現整體的數據中心虛擬化。
未來,數據中心在虛擬化技術的驅動下,將得到更容易、更安全、更低成本的管理。