Wpływ wirtualizacji serwerów na storage

Działalność firm coraz bardziej koncentruje się wokół danych. Firmy generują i analizują coraz większe ilości danych w celu tworzenia złożonych produktów i usług czy w celu wspierania procesów decyzyjnych. Doprowadziło to do takiego przyrostu aplikacji i danych, który grozi załamaniem IT. W wielu firmach budżetu IT i pracownicy po prostu nie nadążają za zmianami. Z odsieczą przyszła wirtualizacja serwerów, która pozwala realizować więcej zadań przy mniejszym budżecie i mniejszą liczbą pracowników IT. Jednak wirtualizacja serwerów prowadzi także do zmiany w sposobie zarządzania pamięci masowymi – nie tylko zwiększa wymagania dotyczące pojemności, ale także popycha firmy w kierunku wirtualizacji sieciowych pamięci masowych. Wirtualizacja serwerów ewoluuje w kierunku cloud computingu, przyjrzyjmy się więc, jak na tej drodze mogą się zmieniać wymagania dotyczące pamięci masowych?

Jak wirtualizacja serwerów wpływa na storage?
Cloud computing z pewnością wpłynie na infrastrukturę IT i procesy w sposób, którego nie jesteśmy w stanie dzisiaj przewidzieć. Jednak dotychczasowe doświadczenia z wirtualizacją serwerów, która leży u podstaw budowania chmur obliczeniowych, daje pewne wyobrażenie, czego możemy się spodziewać. Wirtualizacja serwerów obniża koszty infrastruktury serwerowej, ale jednocześnie może przynieść przeciwny efekt w przypadku pamięci masowych. Serwery wirtualne często zużywają więcej przestrzeni dyskowej niż serwery fizyczne, w związku z tym mają większe wymagania odnośnie sieciowych pamięci masowych.

Powszechnie obserwowanym skutkiem ubocznym wirtualizacji jest tzw. server sprawl, czyli nadmierny przyrost liczby wirtualnych maszyn. Maszyny wirtualne tworzy się bardzo łatwo, a koszt takiej operacji jest niewielki. W efekcie administratorzy często tworzą nowe maszyny wirtualne przy różnych okazjach, z których wiele jest później nie używanych. Jednak nawet nieużywana maszyna wirtualna zajmuje przestrzeń dyskową. Co więcej, firmy z reguły wdrażają wysokowydajne, zaawansowane macierze do obsługi wirtualnego środowiska, przez co koszty przechowywania zbędnych danych są stosunkowo wysokie.

Wirtualizacja serwerów przyspiesza migrację firm w kierunku sieciowych pamięci masowych. Na macierzach NAS czy SAN są przechowywane nie tylko obrazy maszyn wirtualnych, ale także dane aplikacji, które coraz częściej są uruchamiane w maszynach wirtualnych. Wirtualizacja serwerów umożliwia elastyczne zwiększanie lub zmniejszanie liczby serwerów wirtualnych, w których działa określona aplikacja, co pozwala szybko reagować na zmieniające się potrzeby. Z tego powodu dane tworzone przez maszyny wirtualne, a do których dostęp potrzebują aplikacje, muszą być zlokalizowane na scentralizowanym systemie pamięci masowych, który jest dostępny dla wszystkich serwerów wirtualnych.

Podobny wpływ ma wirtualizacja desktopów – przenosi wykorzystanie przestrzeni dyskowej z lokalnej na sieciową. Aby zmaksymalizować korzyści z centralnego zarządzania, firmy tworzą standardowe obrazy stanowisk pracy (system operacyjny i aplikacje), które są dostarczane użytkownikom. To zachęca do przeniesienia wszelkich danych użytkownika z lokalnego komputera do sieci. Przechowując pliki użytkownika w przeznaczonym dla niego katalogu, umożliwia się dostęp do nich z dowolnego miejsca. Jednak sieciowe pamięci masowe są znacznie droższe niż dyski w komputerach, ponieważ muszą spełniać znacznie wyższe wymagania dotyczące wydajności i dostępności.

Wirtualizacja pamięci masowych
Wirtualizacja pamięci masowych jest blisko związana z wirtualizacją serwerów i desktopów. Może pomóc firmom w lepszym zarządzania rosnącym popytem na sieciowe pamięci masowe. Podczas gdy wirtualizacja serwerów odrywa system operacyjny i aplikacje od fizycznego sprzętu, wirtualizacja pamięci masowych zrywa więź między aplikacją czy użytkownikiem a fizycznym nośnikiem pamięci. To rozdzielenie ma w warstwie pamięci masowych odwrotny efekt niż w przypadku wirtualizacji serwerów. Zamiast zamienić pojedynczy serwerów w wiele maszyn wirtualnych, wirtualizacja pamięci masowych sprawia, że wiele macierzy jest widocznych jako jedno, wirtualne urządzenie. Wirtualizacji pamięci masowych może być eleganckim rozwiązaniem problemu zarządzania rosnącym popytem na przestrzeń dyskową, ponieważ jest zaprojektowana jako rozwiązanie sieciowe.

Odmianą wirtualizacji storage’u jest wirtualizacja plików, która skupia się na zarządzaniu najszybciej przyrastającym rodzajem danych. Wirtualizacja plików umożliwia przenoszenie plików bez wpływania na pracę użytkowników i działanie aplikacji. W świecie fizycznym systemy klienckie są fizyczne zmapowane na określony udział sieciowy. W świecie wirtualnym systemy klienckie są logiczne zmapowane na wirtualne udziały sieciowe. Trudno przecenić wpływ takiego rozwiązania na sposób zarządzania danych. Wiele z najbardziej palących wyzwań związanych z zarządzaniem macierzami wynika z braku mobilności danych – migracje danych utrudniają pracę użytkowników i aplikacji, pamięci masowe są wykorzystywane w niewielkim stopniu, rosną koszty. Wirtualizacja plików ukrywa operacje przenoszenia danych przed użytkownikiem i aplikacjami, co znacznie zwiększa elastyczność przechowywania danych.

W efekcie wirtualizacja plików agreguje fizyczną pojemność poszczególnych macierzy w jedną, wirtualną pulę. To ułatwia firmom zarządzanie wykorzystaniem pamięci masowych przez użytkowników i aplikacje klienckie. W środowiskach, które się szybko rozrastają, powszechnie obserwuje się zjawisko niespójnego wykorzystania pamięci masowych. Firmy składają się z wielu oddziałów, które tworzą dane – setki lub tysiące użytkowników wielu różnych aplikacji biznesowych. Dział IT dostarcza im przestrzeni dyskowej na podstawie średniego zużycia oraz szacunków przyszłego wzrostu. Jeśli wzrost jest nierównomierny (z reguły taki jest), niektórym użytkownikom czy aplikacjom może skończyć się dostępna przestrzeń dyskowa, podczas gdy inni użytkownicy wykorzystają tylko niewielką część przydzielonej im pojemności.

Wirtualizacja serwerów i desktopów może jeszcze wzmocnić ten stan rzeczy poprzez zwiększenie ilości danych przechowywanych w sieci, podczas gdy użytkownicy mogą przechowywać swoje dane lokalnie. Wirtualizacja plików pomaga firmom w rozwiązaniu tego problemu – pozwala na przydzielanie użytkownikom dodatkowej przestrzeni dyskowej. Nie tylko pozwala szybko przydzielać przestrzeń dyskową, ale także eliminuje zjawisko nadmiernego przydzielania zasobów (użytkownicy otrzymują niewielką przestrzeń dyskową, która jest zwiększana dopiero, gdy zajdzie taka potrzeba).

Zwiększenie poziomu wykorzystania przestrzeni dyskowej poprawia efektywność, ale nie rozwiązuje w pełni kosztów finansowych przenoszenia coraz większej ilości danych do sieci, szczególnie jeśli chodzi o dane użytkowników. Jak już wspomnieliśmy, macierze dyskowe są z reguły droższe niż dyski podłączane bezpośrednio do komputerów. Jeśli użytkownicy i aplikacje przechowują więcej danych w sieci, zamiast na lokalnych dyskach, firmy muszą gwałtownie inwestować w nowe macierze. Wirtualizacja plików pomaga rozwiązać również ten problem poprzez mechanizm przyporządkowania określonych typów danych do odpowiednich typów pamięci masowych.

Wykorzystywane aktualnie dane lub dane o wysokiej wartości trafiają na wydajne, niezawodne, ale jednocześnie drogie macierze. Natomiast dane nieużywane czy o mniejszej wartości można przechowywać na macierzach z niższej półki. Wirtualizacja plików ułatwia stworzenie takiej hierarchii, ponieważ oddziela fizyczną lokalizację plików od użytkownika i aplikacji. Pomiędzy użytkownikiem a macierzami znajduje się urządzenie odpowiedzialne za wirtualizację plików, które może być efektywną platformą do wdrożenia reguł hierarchizowania plików i automatycznego przenoszenia plików, gdy zmienia się ich wartość.

Obecnie jest więcej typów pamięci masowych, niż kiedyś, włączając w to dyski Solid State Drives (SSD), Fibre Channel (FC), Serial ATA (SATA), urządzenie deduplikujące, a nawet środowiska typu cloud. Wiele firm będzie zainteresowanych przechowywaniem danych w chmurze, nie tylko ze względu na chęć redukcji kosztów kapitałowych, ale także kosztów operacyjnych. Niezależnie od tego, jakie technologie firma wdroży, tworzenie warstw pamięci masowych pozwala korzystać z wysokiej wydajności, gdy to konieczne, a jednocześnie pozwala obniżyć ogólne koszty infrastruktury dyskowej.

Pamięci masowe w chmurach
Każda dyskusja na temat chmur musi się zacząć od zrozumienia różnić między dwoma typami chmur: publicznymi i prywatnymi. Chmura publiczna to zewnętrzna usługa oferowana przez firmę trzecią. Z kolei chmura prywatna to usługa oferowana wewnętrznie przez własny dział IT.

Wiele firm zbudowało środowiska, które zasadniczo można uznać za prywatne chmury, oferujące sieciową przestrzeń dyskową jako usługę wewnętrznym działom biznesowym. Użytkownicy mogą żądać potrzebnej im pojemności na podstawie ich bieżących potrzeb biznesowych. Dział IT dostarcza pojemności z puli zasobów pamięci masowych i rozlicza koszty pomiędzy działami na podstawie faktycznego wykorzystania. Niektóre firmy poszły nawet dalej i oferują pojemność po różnych cenach, w zależności od tego, na jakich macierzach użytkownicy biznesowi chcą przechowywać swoje dane. Jednak trudno oczekiwać, że użytkownik biznesowy będą w stanie samodzielne podjąć decyzję w tym zakresie. Wirtualizacja pamięci masowych może zautomatyzować ten proces poprzez wykorzystanie reguł, które przydzielają przestrzeń dyskową poszczególnym działom na zasadzie – wymagana wydajność po najniższych możliwych kosztach. Proces ten jest realizowany automatycznie, bez ręcznego klasyfikowania plików.

Jaka jest przyszłość publicznych chmur? Już dzisiaj niektóre firmy przechowują swoje dane w chmurach, traktując je jako dodatkowy mechanizm ochrony danych. Niektóre firmy wciąż analizują zalety i wady długoterminowego przechowywania nieużywanych danych w chmurach. Wraz z rozwojem chmur publicznych firmy będą podejmowały decyzje, które dane zachować w firmie, a które przenieść do chmury. Biorąc pod uwagę potencjalne opóźnienia podczas dostępu do danych przez sieć WAN, chmury publiczne będą najlepiej nadawać się do przechowywania rosnących ilości nieaktywnych danych, które muszą być zachowane, ale firma nie potrzebuje do nich regularnego dostępu. Jeśli faktycznie tak będzie, firmy będą potrzebowały mechanizmu do automatycznego określenia, które rodzaje danych nadają się do migracji do chmury publicznej. Tu po raz kolejny z pomocą przychodzi wirtualizacja plików. Firmy, które już podzieliły swoje pamięci masowe na warstwy, mogą łatwo wykorzystać te same reguły do automatycznej migracji nieaktywnych danych do chmury publicznej.

Podsumowanie
Dzisiejsze serwerownie znacznie się różnią od tego, co znamy sprzed pięciu lat. W ciągu kilku najbliższych lat nastąpią dalsze, daleko idące zmiany. Jak firmy przygotują się do nadchodzących wyzwań?

Wirtualizacja serwerów i desktopów zmienia serwerownie już teraz i ma olbrzymi wpływ na wykorzystanie pamięci masowych, przenosząc coraz większe ilości danych z lokalnych dysków do macierzy sieciowych. Ten trend się utrzyma, ponieważ wymienione technologie będą coraz powszechniejsze. Trzecia forma wirtualizacji, wirtualizacja pamięci masowych, pomoże firmom reagować na te zmiany, ponieważ ułatwia przenoszenie danych i czyni pamięci masowe bardziej efektywnymi. Wirtualizacja serwerów i desktopów to dopiero pierwszy krok w kierunku IT jako usługi. Już możemy zobaczyć pierwsze oznaki chmur obliczeniowych. Wirtualizacja plików ułatwia wykorzystanie zalet przechowywania danych w chmurach i zajęcie się innymi wyzwaniami, jakie cloud computing z pewnością stawi przed działami IT.

Rafał Janus