重新检查虚拟桌面存储
重新检查虚拟桌面存储
2020-11-20
重新检查虚拟桌面存储
虚拟桌面架构将虚拟化架构从专注于数据中心的服务器、存储和网络扩展到用户桌面。VDI已经被很多企业使用,虽然还没有进入生产阶段,但是已经被很多公司评价过了。企业选择VDI的一大原因是为了解决桌面管理问题,确保符合企业法规,并降低最终用户计算设备的成本。
VDI项目的第一个标准是最终用户的体验等于或超过专有台式机和笔记本电脑的效果。与VDI相关的产品,如Citrix的XenDesktop和VMware的Horizon View,也具有类似的特性来实现这一目标。
由于虚拟数据基础设施的架构是将分布在各地的数百甚至更多的台式机和笔记本电脑迁移到数据中心,因此数据中心自身架构的要求,尤其是存储和信息技术的相关支持能力,对于虚拟数据基础设施项目的成功实施尤为重要。大多数关于虚拟数据基础设施场景的担忧都与架构本身有关,例如架构管理能力不足和缺乏信息技术支持人员的参与。
了解虚拟数据接口架构下存储的挑战
经过充分考虑的存储体系结构是虚拟数据接口项目成功的核心要求之一。所有用户的操作系统映像和数据都存储在集中式存储中,这要求VDI架构下的存储实现无干扰的高可用性和连续存储性能。但是,在非虚拟数据接口场景中使用的现有存储体系结构不能满足虚拟数据接口体系结构的需求,因为虚拟数据接口体系结构下的应用负载不同。对于虚拟数据接口,通常在启动时会产生大量读取操作,并在同一物理存储数据块上产生大量重复操作,导致读取IOPS激增。桌面启动完成后,这种高阅读操作的模式会改变,负载会变成以讲义写操作为主,因为用户会有一些办公相关的操作,比如写邮件,使用微软office套件。由于大量桌面同时产生大量操作负载,虚拟数据接口体系结构需要有足够的容量来满足相应的存储负载要求。除了性能挑战之外,虚拟数据接口对存储管理也有更多要求。随着越来越多的用户使用虚拟数据接口场景,及时监控、报告和解决虚拟数据接口架构下的所有问题将变得非常重要。跟踪单个桌面的存储性能对于确定和快速修复问题特别有效。
正如《存储》杂志的创始人和高级分析师所说,“如果不相应地考虑系统的监控、报警、报告和自动化,将大量桌面放在一起可能会使问题变得更糟。”
高可用性是虚拟数据接口体系结构的核心考虑因素之一。对于传统桌面用户,磁盘故障影响单个用户;但是对于VDI场景,数百甚至数千的用户都会受到影响。
可扩展性是VDI架构的另一个挑战,也是需要考虑的问题。那些可以实现所谓垂直扩展的系统,比如增加磁盘容量、增加控制器和内存以提高性能,并不意味着它们可以实现水平扩展。因此,对于横向扩展存储系统,增加容量和提高性能的方法是横向增加节点,这对VDI存储体系结构非常重要。
哪些技术和存储实施适合虚拟数据接口场景
部署VDI系统并不意味着需要重新部署新的存储系统,尤其是当现有存储体系结构满足可扩展性和高可用性的要求时,或者可以通过升级来改变现状以满足要求时。以下存储技术可以更好地帮助支持虚拟数据接口。
NAND闪存。随着IOPS的快速增长和IOPS对毫秒级响应的要求,与非门闪存带来了比传统机械磁盘更好的性能。在专有桌面场景中,NAND闪存已成为减少存储系统IOPS和响应延迟的首选,也是存储系统按需响应VDI场景的推荐配置之一。想象一下,如果在启动风暴发生的同时,从共享存储中启动大量桌面虚拟机文件,会发生什么情况。假设我们把这些虚拟机镜像从传统的机械磁盘迁移到固态存储,存储系统的支持会更强。
NAND闪存对于VDI虚拟桌面架构的意义远远大于仅仅解决启动风暴的问题。存储供应商提供的解决方案层出不穷,从混合固态硬盘和机械硬盘到全闪存阵列解决方案。NAND闪存也可以缓存的形式代替机械磁盘。由于与非门闪存可以以各种形式提高存储性能,因此在如何最大限度地提高效率方面有一些关键的考虑因素。
闪存作为缓存。在传统的机械硬盘面前,使用闪存盘作为缓存有很多优势。首先,闪存的性能优势加快了应用程序访问存储系统的效率。缓存机制本身可以满足闪存和后端存储之间的数据传输要求,而无需额外的数据迁移。此外,闪存与机械磁盘的混合降低了整体成本,提高了整体存储响应效率。许多存储供应商都愿意将闪存放入他们的存储解决方案中,例如在EMC的VNX存储中使用快速缓存技术,在NetApp存储中使用闪存缓存技术。
据EMC产品营销部门高级总监乔纳森·西格尔(Jonathan Siegal)称,“在VDI场景中,VNX阵列通常有3%-5%的闪存驱动器,剩余的磁盘空间有大容量传统磁盘,可用于支持约1,000个虚拟桌面。”
SSD磁盘作为机械磁盘的替代品。混合阵列,即固态硬盘与传统机械磁盘混合的模式,是闪存与传统存储优势相结合的另一种方式。闪存不仅可以作为缓存部分与传统存储集成,还可以简单地作为机械磁盘的替代或补充。不同的混合阵列在支持闪存的效率以及闪存和辅助存储之间的数据迁移效率方面也有所不同。两个级别之间的数据迁移可以手动或自动完成。例如,NetApp闪存池将固态硬盘和机械磁盘混合在一个资源池中,并自动将活动数据复制到闪存上;灵活存储公司拥有其专利缓存假设顺序格式(CASL),以提高混合磁盘之间的数据交互效率。
全闪存阵列。全闪存阵列是所有解决方案中性能最好、成本最高的,在大规模VDI场景中应予以考虑。EMC的西格尔说:“我们的全闪存可扩展XtremIO阵列可以支持数千个虚拟桌面。”由于并非所有闪存阵列都具有企业级存储特性,如快照功能和精简资源调配功能,因此在面临选择时需要根据要求进行验证。传统存储供应商更有可能提供所需的存储功能,但他们在选择小众供应商或初创公司生产的全闪存阵列时需要更加谨慎,例如SolidFile的水平扩展全闪存阵列,即使他们拥有业界领先的技术。
数据删除技术。因为磁盘映像本身覆盖了大量相同的数据,所以VDI场景也是数据剪枝技术的自适应场景。在VDI场景中,存储的重复数据删除功能和压缩功能也是选择产品时必须考虑的因素。有些厂商,比如NetApp,采用的是后处理方式,即先写入磁盘,再重新删除;其他供应商,如SolidFile、Tintri和EMC的XtremIO,使用在线重复数据消除技术。来自马萨诸塞州ESG的实验室分析师Aviv Kaufmann说:“很多新兴的全闪存阵列系统可以实现在线重删,这也是技术发展的趋势,而不是后处理的方法。”如果在VDI级别使用了数据删除体系结构,则重复数据删除率会降低,例如VMware的链接克隆技术或Citrix的PVS技术。EMC的Siegal说,“对于XtremIO,在链接克隆部署模式下,我们常见的重复数据消除率约为3:1;完整克隆模式的重复数据消除率约为12:1。”
服务质量.通过将所有存储请求的优先级设置为相同,一组没有服务质量的存储系统可以有效地限制一组存储系统可以服务的应用程序的数量和类型。配备服务质量支持的存储系统可以根据不同的应用场景隔离请求。例如,来自VDI桌面的请求和来自其他服务器的应用程序请求可以在不影响彼此的情况下执行,即使它们共享相同的共享存储。比如2014年6月举行的ESG实验室,ESG利用SolidFile VDI架构的后端存储,模拟了1000个用户的VDI启动风暴。在这种情况下,VDI映像与其他数据库系统共享同一个SolidFire阵列,在此期间生成了20,000个IOPS。当打开服务质量时,数据库的性能几乎没有影响。然而,在服务质量关闭模式下,ESG实验室发现数据库性能显著下降,因为VDI启动风暴几乎耗尽了所有资源。
存储管理。由于同时访问存储系统的虚拟桌面数量正在快速增加,存储管理对于虚拟数据接口场景尤为重要。从资源分配的时间来看,需要考虑新的虚拟桌面在分配存储资源时需要单一的管理控制端口。监控、报警和报告机制对于虚拟数据接口存储性能优化也至关重要。像LoginVSI这样的工具可以用于性能测试、容量规划和VDI场景的性能规划,这可以帮助我们在问题发生之前避免问题。分析功能,比如Nimble Storage的InfoSight,可以持续收集数据,直到发现问题,解决问题,这也是主动存储管理的典型操作。能够将特定的虚拟桌面与存储组件相关联对于快速定位和解决问题也是相对必要的,这在传统的LUN或卷级存储系统管理中是一个巨大的挑战。还有一些存储供应商依赖相关虚拟机和存储组件以及融合存储系统的报告,如Nutanix、SimpliVity和Tintri,它们在单个虚拟机级别管理存储。从资源调配、快照发生和复制到服务质量配置信息的角度来看,为了确保虚拟机不会占用太多的整体资源,Tintri的存储管理侧重于虚拟机级别Tintri公司存储管理和营销技术副总裁Saradhi Sreegirira ju说。
虚拟数据接口存储的最后一点
要想成功部署虚拟桌面场景,必须从业务场景出发,至少提供同等或更好的用户体验,而不是让IT人员在后续运维中操心。有必要使用适当的技术和足够的信息技术资源来支持关键的虚拟数据基础设施服务。如果能够很好地理解用户环境和用户本身,并且对项目进行很好的规划,那么成功的几率会高很多。如果可能,在项目开始前验证一次方案。


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