VDI存储系统包括闪存应用和捆绑堆栈

虚拟化着实改变了存储和IT环境中其它设备之间的关系。首先,虚拟机的兴起对存储产生了重大影响。而目前虚拟桌面体系架构(VDI)的部署正在改变着存储系统的架构和管理方式。VDI环境对存储管理员提出了前所未有的挑战,系统的性能较容量而言变得更为重要。在一个典型的VDI环境中,虚拟桌面作为一个虚拟机运行在集中化的服务器环境中。用户对桌面的访问通过瘦终端的方式实现,这比传统的PC更为经济。由于桌面和应用以集中化的方式存储,而非分散在本地驱动器上,对于存储系统的需求较以往呈指数方式增长。

成百上千的虚拟桌面的数据吞吐量给存储系统带来了巨大的压力。VDI的性能亦受到存储系统能够支持的每秒IO吞吐量(IOPS)的影响。很显然,VDI的存储容量必需能够满足所有应用程序和用户数据的需求,不过最终用户的使用体验完全取决于数据的提供速度。

将物理桌面的IOPS和虚拟环境中的进行匹配,这是部署大范围VDI过程中的最大挑战。存储的瓶颈以及减缓这一瓶颈所需的成本是VDI的最大障碍。

“在VDI的部署过程中,存储是最麻烦的事情,”马里兰州克罗夫顿的IT服务供应商Force 3的资深销售架构师Sam Lee说,“你可以获得并管理处理器和内存的性能,不过管理存储的性能非常困难。”为解决IOPS的问题,一些大型存储供应商在已有的系统中采用固态驱动器来处理I/O操作,而在需要大容量的后台应用传统的磁盘驱动器。一些存储供应商和计算、网络以及虚拟化Hypervisor供应商一起合作提供预先配置的捆绑架构或产品,这些产品已经进行了针对高性能所需的调优。

不过,我们同样看到了现在兴起的一种新兴存储系统——通常由一些新创建的公司推出——旨在满足VDI或其它高IOPS的应用环境。其通常由存储和服务设备构成,大量使用闪存——无论是全SSD的架构或者SSD和硬盘驱动器混插的架构。软件和操作系统同样是确保数据处理高效性以从磁盘上获取最高性能的关键。

企业战略集团的资深分析师Mark Bowker称,VDI名列2011和2012年IT十大投资排行榜。绝大多数企业目前对VDI颇有兴趣,并已处在概念验证的阶段,Bowker表示。

“VDI的部署目标应当不只是关注在体系架构上,而是应当在最终用户的应用体验、快速的扩展、高性能、可靠性、灵活性和灾难恢复方面,”Bowker说。

以下是不同于传统的SAN,针对VDI的存储系统概览。

捆绑堆栈

EMC公司、NetApp公司和HP公司都已初步设计了捆绑式的体系架构,在一个机柜中包含存储、计算和网络。EMC和NetApp都和 VMware公司进行虚拟化Hypervisor层的合作,并和Cisco系统公司进行网络方面的合作。不过EMC将其Vblock堆栈作为一个产品,通 过其和VMware、Cisco以及Intel公司的虚拟化计算环境联盟(VCE)进行销售。同时,NetApp提供其FlexPod捆绑模型最为参考体 系架构供用户选择,虽然用户也可以从NetApp和其他增值分销商处获取到所有的组件。

HP同样提供针对VDI环境捆绑式的解决方案,所有硬件均由HP提供。HP的CV2基于HP的刀片系统体系架构和HP的LeftHand P4800 SAN存储。“我们针对VDI采用的方式是从一个参考体系架构开始,最近,我们将这些参考体系架构转变成HP的VirtualSystem CV2,”Mike Koponen,HP的全球解决方案市场经理表示。HP开发了两项客户端虚拟化(CV)产品:针对Citrix XenDesktop和VMware的View。

存储设备

对于新兴的存储厂商而言,近年来一种比较通用的成功之道是追随着VDI存储中的各种新问题,并用各种新的企业级存储技术加以解决。因此使用固态存储来针对虚拟化以及VDI各种问题的存储系统不断出现。

GreenBytes公司提供两种方案来解决VDI的问题,一种混合了SSD和磁盘驱动器,另一种使用全闪存的架构。HA-3000可以从26TB 扩展至78TB的SAS磁盘,并且包括至少200GB的SSD闪存,配置8个千兆以太网口或4个万兆接口。其中的SSD用以充当缓存,对部署VDI所需的 读写 IOPS进行加速。并且用户可以在3U高度,16个槽位的系统中增加更多的SSD。

GreenBytes最近发布了其 Solidarity全SSD阵列,配置2个可热交换的控制,支持横向节点扩展方式,透明的故障切换,以及内部的实时重复删除以及压缩技术。每个节点可以配置240GB、480GB或960GB的闪存驱动器,并且该阵列总容量可以从3.5TB扩展至13.44TB。

NexGen Storage n5系统以将固态存储部署在PCI Express(PCIe)在,降低成本,并且较全SSD的SAN系统提供更大的存储容量。

NexGen Storage Inc.的市场副总经理Chris McCall表示新兴的技术公司多将固态技术部署在PCIe总线而非在阵列上使用SSD,因为这种方式更为快速并且能够为大容量驱动器保留更多的空间。 n5系统的性能管理功能允许管理员设定每个卷的性能等级并制定每个卷的服务等级。这样管理员可以分配每个卷所使用上的IOPS,在故障发生时对卷的优先级进行排序。这同样式的管理员可以临时性增加一个特殊卷的IOPS,满足应用所需的高性能,例如VDI架构中的启动风暴。

Nimble Storage的CS系列是另一种混合式系统,使用闪存和磁盘实现VDI存储。为更好地处理随机写操作,CS的软件在随机写操作进入存储系统时将其汇总并压缩,然后排序写入闪存和磁盘。其闪存基本上用作数据缓存。根据Nimble Storage公司解决方案和合作联盟业务部门的领导Radhika Krishman的讲述,CS系列采用日志架构的文件系统,“这样除了针对读取操作,对你的写操作也进行了相应的优化,是应用于VDI工作负载的理想选择”Krishman说道。

Nimble CS系列由七个型号组成,容量范围从8TB(CS210)到48TB(CS 260G)。每个系统中的闪存总量可以从160GB(CS210)扩展至2.4TB(CS260G)。其中CS210含有4个千兆以太网接口,而其余的 Nimble型号配有6个单双口千兆接口或1个万兆接口。

Nutanix Complete Cluster同样在一个机柜中使用服务器和闪存、硬盘驱动器混合的方式。每台服务器运行一个标准的Hypervisor。根据Nutanix的说法,其 分布式文件系统(NDFS)受到Google文件系统的启发,在集群中所有节点上创建存储池来处理条带化,复制,自动化分层,故障检测和故障切换等操作。

Nutanix Complete Cluster由2U高度的积木组成,每个积木包含4个服务器几点,每个节点包含320GB的Fusion-io PCIe闪存卡和300GB SATA SSD以及5块1TB的SATA硬盘驱动器,即每个积木内包含了1.3TB的PCIe闪存,1.2TB的SATA SSD以及20TB的硬盘驱动器。各积木可以组成集群进行扩展,每个包含4个万兆接口和8个千兆接口。

Piovt3公司去年发布了其支持VDI的vStack存储和计算捆绑包。该vStack VDI设备包括了vStac OS,由虚拟服务器和横向扩展式,积木式的存储软件系统构成。

根据Pivot3的表述,该设备可用作VDI存储,提供存储和计算资源优化的配置,实现虚拟桌面和预先扩展的模式。用户可以和横向扩展的NAS系统一样,通过增加节点来逐步增加集群中的容量。

每个2U高度的vStac VDI设备可以支持高达100个桌面系统,其中包含两个万兆接口,150GB的SSD、3TB的磁盘存储和96GB的内存。每个设备的售价从38,500美金起。

Tintri VMstore系列同样混合使用SSD和后端磁盘系统。根据Tintri公司的市场副总Chris Bennett的表述,VMstore通过闪存运行所有的存储I/O,并使用后端磁盘进行性能要求较低的数据处理,诸如存储快照。VMstore系列使用内置的重复删除和压缩技术来降低闪存上的数据总量。

Tintri VMstore有两个型号。单控制器的T445为4U高度,提供16.4TB的裸容量(8.5TB的可用容量),一个双口的千兆接口和一个双口的万兆接 口。双控制器的T540为3U高度,支持26.4TB的裸容量(13.5TB的可用容量),每个控制器上可配置2个千兆网口和2个万兆接口。

WhipTail技术公司提供全闪存架构的存储阵列。该公司表示其2U高度的XLR8r SSD存储阵列可以提供每秒250,000次写操作以及1.9Gbps的吞吐量。Whiptail提供4个型号,容量从1.5TB(WT1500)到12TB(WT12000)。

Brian Brothers是俄亥俄河发展障碍部门的网络管理经理,其购置的6TB WT6000提供了其高达230,000的IOPS,支持1,200个用户规模的VDI部署。其同样在距离主数据中心5英里的灾难恢复站点配置了3TB的WT3000。

Brothers第一次失败地测试了一次VDI部署,使用SSD和磁盘驱动器混合的方式,不过这种方式无法支持其所需的扩展方式。Brothers说他使用Whiptail SSD SAN满足VDI的性能所需,并用传统SAN进行数据存储。

“通过此次VDI部署,我们希望达到的用户体验是和用户使用原先的桌面一样或更好”Brothers说,“否则没有人会喜欢这种方式。”