不要僅僅基于平均的I/O負載來設計用于VDI的存儲系統,同時還必須兼顧I/O壓力高峰時刻存儲的需求,以便提升用戶體驗。擁有足夠的存儲空間容量無疑是重要的,但是存儲系統的性能則更為重要。因為對于一個存儲系統來講,磁盤驅動器的數量是決定存儲整體性能的關鍵因素,可能最后你可能為了獲得更高的 I/O性能而擁有了更多的存儲容量。

FC通道、iSCSI及NAS

使用何種類型的存儲經常隨著預算多少以及當前環境中現存的存儲基礎架構而定。FC通道模式的SAN會提供不錯的性能,但是可能對于一個VDI環境來講還是有點貴。iSCSI以及 NAS(NFS)則是非常吸引人的除了FC之外的部署模式了,但是你必須確保它們確實可以滿足I/O性能需求。使用10Gb以太網,對于iSCSI或者 NAS設備來講可以顯著提升性能,但是如果你尚未部署10Gb萬兆以太網環境,那么從頭部署全新萬兆環境,可能會與部署FC環境一樣貴。

在I/O壓力高峰時期,業務系統所產生的每秒I/O操作請求可能會讓iSCSI或者NAS設備承受不了。但是增加更多的緩存或者在存儲設備前面增加某種加速裝置,則可以起到非常好的性能提升作用。iSCSI以及NFS協議均會對主機服務器上的CPU造成額外的負擔,對于iSCSI,可以考慮使用硬iSCSI Initiator卡萊緩解主機CPU負載。但是對于NFS,則沒有專用的加速器,但是確實有一些基于NFS協議的緩存解決方案。

LUN大小以及RAID

當為VDI環境來設置對應的LUN或者卷的存儲容量的時候,為了確保對應的LUN能夠提供所需要的IOPS性能是要著重考慮,但是也不要一味的只考慮性能而忽略了容量問題。當然,對于LUN到底設置為多大才合適,這方面確實沒有什么萬金油數字,因為制約的因素確實非常多。通常,對應的LUN所在的 RAID組中所包含的物理磁盤驅動器數量越多越好。你也不能把LUN設置的太小。使用完整虛擬磁盤還是虛擬鏈接克隆方式,也是一個影響容量需求的因素,因為后者會占用更小的磁盤空間。

你需要更好的數據保護,還是更好的性能?這方面也有多種RAID級別可選。影響你對RAID級別選擇的一個關鍵因素就是對應的虛擬桌面的讀寫比例。當從一個RAID組中讀出數據的時候,沒有任何I/O懲罰存在,但是當向RAID組中寫入的時候,I/O懲罰便會出現了。對應的RAID級別保護數據的能力越高,那么其產生的I/O懲罰就會越高。比如RAID1的I/O懲罰值為2,因為每次寫入均會被寫入鏡像盤,RAID5的懲罰則為4,而RAID6則上升為6了。如果你的整體環境中,寫I/O遠遠多余讀I/O,那么你應當去考慮使用那些在數據寫入時的懲罰值較小的RAID類型。另外,使用較大的寫緩存,或者采用NetApp類似的RAID DP專用算法,也會有些作用。(譯者注:NetApp的RAID-DP并不會降低懲罰,NetApp主要是依靠WAFL的數據布局算法來加速寫過程)

磁盤驅動器類型

SAS磁盤驅動器可以提供更優的性能,然而SATA驅動器就可以降低存儲整體成本。使用一萬五千轉的磁盤驅動器雖然可以加速數據I/O性能,但是相比一萬轉的驅動器而言,其成本也是更加高昂的。固態硬盤(SSD)可以提供驚人的性能,但是其價格更是高不可攀。為虛擬桌面環境選擇驅動器通常意味著在你預算承受的基礎上購買最好的磁盤。慢速低性能的SATA盤通常不適用于大多數的虛擬桌面I/O負載,所以SAS磁盤無疑是比較好的選擇。

一萬五千轉的磁盤驅動器在數據讀寫方面會更快,而且整體延遲也較低,但是轉速對于磁頭尋道延遲方面不會有任何影響。所以,雖然可能驅動器轉速提高50%,但是整體性能可能只有30%的提升。

你也可以考慮混合使用快速的磁盤驅動器來滿足更高的性能需求,而對于那些對性能需求不太高的地方就可以使用低速低成本的磁盤驅動了。你可以將用于存儲鏈接克隆的源LUN放置在快速的SSD固態驅動器上,而將Delta數據部分放置在SAS驅動器上。而且你可以考慮使用一些封裝之后的新技術,比如自動分級存儲,可以動態的根據數據訪問的熱度來講數據自動放入合適的存儲層級中。

緩存和SAN加速器

使用某種緩存設備,或者SAN加速器,可以讓慢速的存儲設備提供更高的性能,可以用于緩解啟動風暴或者其他不定期的I/O壓力高峰給存儲系統所帶來的影響。而且也可能會為你省錢,因為你可以使用便宜的存儲設備來承載虛擬桌面環境下苛刻的I/O需求了。諸如NetApp的Flash Cache可以對性能有較大的改善,可以顯著提升原有存儲系統的IOPS性能。你可以根據不同的場景來配置相應的緩存加速方案,比如啟動風暴這種場景,就對讀性能有較大的敏感性,所以增加只讀緩存就可以對性能有較大改觀了。

SAN加速器也是一個很棒的選擇,它可以在你的存儲系統之前形成一個緩存層。飛康的Network Storage Server (NSS)針對VMware View的 SAN加速器就是一個容易部署的裝置,可以顯著提升存儲性能。它甚至可以允許你在虛擬桌面環境中使用低成本的SATA驅動器,而仍然可以獲得足夠的性能。 

其他有用的存儲特性

通常存儲系統一般會打包入不少的特性,這些特性可以幫助你將一些原本非常復雜的工作移動到存儲陣列內部完成。如果將一些最適宜在存儲內部解決的問題交給存儲系統來完成,那么無疑會顯著提升工作效率以及性能。這里就列出了一些對虛擬桌面環境有益的存儲系統特性。

數據保護特性。諸如一些類似微軟的虛擬卷影拷貝服務 (VSS)的技術,可以保留之前某個時刻的系統版本快照,這種技術可以讓用戶迅速的恢復他們的數據。但是如果在所有用戶桌面環境中都部署這個技術,那么就會增加非常多的開銷,而且還會增加存儲系統的I/O壓力。使用飛康的NSS SAN加速器,你可以在VDI的Gold master桌面模板中裝入一個代理程序,這樣就可以讓虛擬桌面與NSS SAN加速器通信,所以任何在Guest OS中的數據變更均會被SAN加速器設備保存。用戶可以使用瀏覽工具直接瀏覽之前歷史時刻的數據版本快照,從而恢復對應的文件,這樣就可以不影響后端的存儲系統了。

重復數據刪除特性。重復數據刪除技術可以極大的降低虛擬桌面環境中的實際數據對存儲空間的占用量,尤其是在使用完全影像模式而不是鏈接克隆模式的虛擬機時。如果你有100個虛擬桌面,每個擁有一個20GB的磁盤,那么你需要大概2TB的桌面存儲空間。但是虛擬桌面用戶通常情況下都運行相同的操作系統以及幾乎相同的應用程序,所以整個系統中就存在大量冗余重復的數據。重復數據刪除技術可以在完全影像模式的虛擬機環境下去重大概 90%的不必要存儲空間占用,所以2TB的存儲空間實際上可以通過重復數據刪除技術降低到200GB的實際空間占用。如果使用鏈接克隆技術,那么一份原始的源盤影像會被所有使用者共享,變更的數據會被存儲到delta文件中存放,delta文件大概也就是2GB到5GB的大小。但是如果你決定要使用完全影像模式的虛擬機環境,那么重復數據刪除幾乎是必須的了。

自動精簡配置特性。鏈接克隆整個技術本身已經是非常節省空間的了,所以此時,自動精簡配置不會產生太多的益處。但是在使用完全影像模式的虛擬機環境下,自動精簡配置就可是一個非常好的空間節省技術了,甚至可以允許你超分配存儲空間。如果結合使用自動精簡配置與重復數據刪除技術,那么就可以在完全影像模式環境下產生非常高的存儲空間節省率。自動精簡配置可以在存儲設備層實現,也可以在虛擬化層實現。在虛擬桌面環境下可以同時在這兩個層次實現自動精簡配置。但是如果將它下放給存儲設備層來實現,會具有更大的意義,因為這樣可以緩解虛擬化層的負載,而且同時也可以降低管理上的復雜度,因為只需要在存儲層來監控被自動精簡之后的磁盤即可。

VMware公司的 vStorage APIs for Array Integration(VAAI)允許很多必須由虛擬化層所實現的很多與存儲相關的任務被下放到存儲系統中來完成,包括數據拷貝操作(克隆、存儲的 vMotion)、磁盤清零操作以及vmdk文件鎖操作。在虛擬桌面環境中利用VAAI,可以提供很多好處,因為相對于在虛擬化層實現來講,很多牽扯到磁盤的操作會更快被響應而且更加高效。然而,VAAI仍然是一個新東西,它被存儲廠商的廣泛采納和整合仍然需要時間,但是,當前如果一臺陣列支持了VAI,那么就代表著它能提供更多的好處,而且隨著這項技術的成熟,益處還會更多。

了解你的需求

在虛擬桌面環境下設計存儲系統,有很多事情要考慮。然而,有限的預算無疑是制約選擇的最大因素。有很多創新性的解決方案讓你可以獲得足夠支撐虛擬桌面環境的所需的性能。但是最初始的一部就是要了解你的環境下的需求。一個合適的預估會協助你定義好合適的需求,反過來,也會幫助你合理的規劃存儲容量。當有了合理規劃的存儲之后,你就可以享受虛擬桌面所帶來的好處了。

原文作者:Eric Siebert

原文地址:http://www.searchstorage.com.cn/showcontent_52702.htm

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