Αν και το storage virtualization ξεκινά την πορεία του από τα mainframes του 1970, τα τελευταία χρόνια έκανε δυναμικά την επανεμφάνισή του και μεταμορφώθηκε από μια εξεζητημένη λύση σε προσιτό «αγαθό» για το IT. Ως βασική λειτουργία για τα περισσότερα από mid-tier storage arrays, το storage virtualization προσφέρει ευρεία γκάμα διαχειριστικών εργαλείων που μπορούν να κάνουν πιο εύκολο το έργο του IT Manager για μικρομεσαίες επιχειρήσεις.

Παράλληλα, εξειδικευμένες λύσεις από προμηθευτές top-tier δίνουν τη δυνατότητα για απόσβεση της επένδυσης σε μεγάλες επιχειρήσεις που χρησιμοποιούν SAN συστήματα και ζητούν υψηλές απαιτήσεις στη διαθεσιμότητα των δεδομένων.

Και στις δύο παραπάνω περιπτώσεις θα μπορούσαμε να παρομοιάσουμε το storage virtualization με μια μάσκα που κρύβει όλες τις ιδιαιτερότητες των διαφορετικών συσκευών αποθήκευσης. Σε μια πιο τεχνική ορολογία, το storage virtualization πρακτικά δημιουργεί μια κοινή δεξαμενή δεδομένων για πολλαπλές και ετερογενείς συσκευές αποθήκευσης και προσφέρει στη συνέχεια το χώρο αυτό για χρήση από διαφορετικά hosts. Αυτό, επιπλέον, σημαίνει και την κεντρική διαχείριση του χώρου αποθήκευσης μέσω εφαρμογών και άρα τη μείωση του φόρτου για τους ανθρώπους που είναι επιφορτισμένοι με το έργο του Storage Management.

Λειτουργίες, όπως ένα απλό volume management ή volume grouping και stripping μέχρι thin client provisioning, automatic volume expansion και automated data migration γίνονται πλέον από ένα κεντρικό σύστημα. Τέλος, η κεντρικοποίηση προσφέρει στην εταιρεία τη δυνατότητα να θέσει όλες τις πολιτικές storage management κάτω από κοινά SLAs.

Ωστόσο, ίσως το πιο σημαντικό πλεονέκτημα του storage virtualization είναι η δυνατότητα για no disruptive data migration. Ειδικά για μεγάλες εταιρείες, η μεταφορά δεδομένων είναι παράγοντας επιβίωσης. Καθώς, ο παλιός εξοπλισμός κλείνει τον κύκλο του leasing και νέος εξοπλισμός προστίθεται στην υποδομή της εταιρείας, το storage virtualization επιτρέπει το migration των block-level δεδομένων από τη μια συσκευή στην άλλη χωρίς διακοπή λειτουργίας συστημάτων. Οι διαχειριστές είναι ελεύθεροι να κάνουν τη συντήρηση των storage συστημάτων ή να αντικαταστήσουν παλιά arrays, χωρίς να παρεμβαίνουν σε εφαρμογές και χρήστες.

Οι τέσσερις λύσεις για storage virtualization
Οι τελικοί χρήστες έχουν σήμερα τουλάχιστον τέσσερις βασικές λύσεις για την υλοποίηση της αρχιτεκτονικής σε ένα έργο storage virtualization:

  • Το virtualization παρέχεται από λογισμικό που είναι εγκατεστημένο σε κάποιο host ή σε όλα τα application hosts.
  • Η μηχανή virtualization είναι μια out-of-band λύση που μεταφέρει τις περιγραφές του virtual volume στα application hosts.
  • Η μηχανή virtualization είναι μια in-band λύση, τοποθετημένη στη διαδρομή που ακολουθούν τα δεδομένα, ώστε κάθε αίτημα να περνά από αυτή.
  • Tο virtualization υποστηρίζεται μέσα στην αρχιτεκτονική του storage από κώδικα που είναι ενσωματωμένος σε switches και array controllers.

Σύμφωνα με τους αναλυτές το πιθανότερο σενάριο είναι ότι οι τελικοί χρήστες θα χρησιμοποιήσουν περισσότερες από μια λύσεις ή ίσως και όλες σε ένα περιβάλλον storage virtualization.

Κάθε μια από τις παραπάνω λύσεις έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που πρέπει να αξιολογηθούν, ώστε να ταιριάζουν. Για παράδειγμα οι host-based προσεγγίσεις μπορεί να είναι πολύ αργές και με σημαντικές πιθανότητες αστοχίας. Μια λύση out-of-band αφήνει πιθανώς ανοίγματα για κακόβουλες επιθέσεις. Οι λύσεις in-band δημιουργούν overhead, καθώς η συσκευή προσπαθεί να διαχειριστεί όλα τα I/O αιτήματα μεταξύ πολλών servers και storage arrays. Τέλος, η χρήση συσκευών που έχουν ενσωματωμένο κώδικα, ίσως αποδειχτεί «κλειστή» και συνεργάσιμη με τα προϊόντα του κατασκευαστή που τη διαθέτει.

Οπως το block-virtualization απλουστεύει τη διαχείριση SAN συστημάτων, έτσι και το file virtualization μειώνει μεγάλο μέρος της πολυπλοκότητας και των περιορισμένων που σχετίζονται με συστήματα NAS.

Οι περισσότεροι διαχειριστές storage δαπανούν ένα μεγάλο ποσοστό από το χρόνο τους σε τέσσερις ή πέντε σημαντικές εφαρμογές. Τα δεδομένα αυξάνονται ταχύτερα σε σχέση με την εξέλιξη των εργαλείων για τη διαχείρισή τους. Παρά το γεγονός ότι η βιομηχανία του IT κάνει ότι είναι δυνατό για να κλείσει αυτό το χάσμα, εάν κάθε ένα από τα μέτρα που λαμβάνει εφαρμοστεί ανεξάρτητα, το χάσμα θα συνεχίσει να μεγαλώνει. Το virtualization επιτρέπει τη συγκέντρωση όλων των τεχνικών που βοηθούν στο κλείσιμο του χάσματος σε ένα κοινό interface και σύμφωνα με τις τρέχουσες εκτιμήσεις, με αυτόν τον τρόπο αυξάνονται οι πιθανότητες να κλείσει.

Το 2001, χρονιά ορόσημο για το storage virtualization
Το 2001 για πρώτη φορά, η χωρητικότητα των tape cartridge ξεπέρασε τη χωρητικότητα των disk drives. Οταν το tape έγινε μεγαλύτερο από το δίσκο άνοιξε ο δρόμος για full volume backups με πολλούς δίσκους να εγγράφονται σε ένα μόνο tape. Αυτή η χρονική στιγμή ήταν ένα μεταβατικό σημείο για την εξέλιξη του virtualization στην αγορά εκτός των mainframes.

Διαφορετικές έρευνες σχετικά με τη χρήση των μέσων αποθήκευσης, εκτός των mainframe συστημάτων, δείχνουν ότι περίπου το 60% του χώρου των δίσκων που χρησιμοποιούνται δεν αξιοποιείται. Στον κόσμο των mainframe, ένα μεγάλο ποσοστό του virtualization επιτυγχάνεται μέσα από τη αρχική υλοποίηση του DFSMS, μια πολύ αποτελεσματική τεχνική με τη σφραγίδα της IBM. Το αποτέλεσμα είναι η χρήση των δίσκων να φτάνει μέχρι και το 80%.

Παρά το γεγονός ότι το κόστος του storage συνεχώς μειώνεται, η χρήση του δεν σταματά να αποτελεί μια πρόκληση για τις εταιρείες. Ο χώρος, αλλά και η ενέργεια που καταναλώνουν τα storage units είναι μερικές φορές απαγορευτικοί παράγοντες για απεριόριστες επεκτάσεις τους.

Σήμερα, δεδομένου ότι οι χωρητικότητες των tapes είναι πολύ μεγάλες, τα δεδομένα που εγγράφονται σε αυτές καταλαμβάνουν, συνήθως, λιγότερο από το διαθέσιμο χώρο. Σε πολλές περιπτώσεις ο χώρος που αξιοποιείται σε ένα tape μπορεί να είναι μόλις το 50% του συνολικού. Η χρήση virtual tapes (VT) παρέχει τη δυνατότητα εγγραφής πολλαπλών logical volumes στο ίδιο tape. Συνήθως οι χρήστες VT μπορούν να πετύχουν μέχρι και 80% χρήση για συσκευές που έχουν ενσωματωμένη την αρχιτεκτονική Disk and Tape Library (DTL).

Πιο κοντά σε ένα virtualized περιβάλλον, τα Virtual Tape Libraries (VTL) συνδυάζουν disk arrays και tapes σε μια μονάδα που ο χρήστης αντιμετωπίζει σε ένα κοινό αποθηκευτικό χώρο. Μέσα στο VTL, οι δίσκοι εμφανίζονται ως tapes για το χρήστη και έτσι είναι ευκολότερη η διαχείριση του συνολικού αποθηκευτικού χώρου.

Ωστόσο, μια ιεραρχική αρχιτεκτονική διαχείρισης δεδομένων φροντίζει ώστε βάσει της πολιτικής που καθορίζει κάθε εταιρεία, τα δεδομένα να μετακινούνται από τους δίσκους στα tapes και το αντίθετο με γνώμονα πάντα τη βέλτιστη επίδοση και αξιοπιστία του συστήματος.

Ανάλογες πολιτικές εφαρμόζονται σε ένα storage virtualized περιβάλλον, όπου μπορεί μαζί με VT και VTLs να συνυπάρχουν Solid State Disks, Performance Disks και High Capacity Disks. Η αξία των εταιρικών δεδομένων δεν είναι σταθερή. Κάποια χρειάζεται να βρίσκονται σε «ράφια» άμεσης πρόσβασης, κάποια άλλα να είναι σε ετοιμότητα και πολλά από αυτά μπορεί να χρειάζεται να μείνουν για μεγάλο διάστημα ή και για πάντα σε μια αποθήκη.

Επομένως, σε ένα storage virtualized περιβάλλον, εφόσον οριστούν οι αξίες των δεδομένων, η διαχείρισή τους γίνεται απλούστερη ανάλογα με την αυτοματοποίηση και την ευφυΐα του κεντρικού συστήματος ελέγχου.

H δικτυακή υποδομή πηγή προβλημάτων για το storage virtualization
Η υλοποίηση τεχνικών server και storage virtualization εμπλέκει σε σημαντικό βαθμό τους network managers, οι οποίοι αναλαμβάνουν να γεφυρώσουν servers και storage systems. Το πρόβλημα είναι ότι οι στρατηγικές διαχείρισης virtualized υποδομών και τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται είναι πολύ καινούργια και οι network administrators είναι σε φάση εκμάθησης της χρήσης τους.

Ερευνες αποδεικνύουν ότι στην πλειονότητά τους οι network administrators δεν έχουν την εκπαίδευση και την εμπειρία για να διαχειριστούν εικονικά περιβάλλοντα.

Οπως λέει ο David Passmore, έμπειρος αναλυτής της Burton Group «σε ένα virtual περιβάλλον, το λογισμικό, όπως το VMware για παράδειγμα, επιτρέπει σε κάποια virtual machines να μετακινούνται μεταξύ των φυσικών servers. Με κάποιο τρόπο θα πρέπει το δίκτυο να μπορεί να εντοπίσει αυτές τις αλλαγές και παράλληλα να είναι προετοιμασμένο να υποστηρίξει το bandwidth που απαιτούν».

Πριν η επιχείρηση αποφασίσει να λειτουργήσει μια νέα εφαρμογή, θα πρέπει να έχει επιβεβαιωθεί ότι οι σύνδεσμοι του δικτύου μεταξύ των servers και του storage έχουν διαμορφωθεί σωστά, προκειμένου η εφαρμογή να βρει τα δεδομένα που χρειάζεται και να τα διοχετεύσει στους χρήστες που τα χρειάζονται.

Η λύση του προβλήματος απαιτεί, σύμφωνα με αναλυτές και στελέχη του IT, την κατάργηση των silos, ειδικά μεταξύ networking, systems και storage. Σύμφωνα, με τον David Passmore, «Η διαδικασία αυτή έχει ήδη ξεκινήσει και φυσικά δεν αναμένεται να ολοκληρωθεί άμεσα, καθώς θα χρειαστεί τα στελέχη Πληροφορικής να αποκτήσουν γνώσεις σε τομείς που μέχρι τώρα δεν ήταν της αρμοδιότητάς τους».

Αρκετή εξέλιξη χρειάζεται και στο επίπεδο του εξοπλισμού networking, καθώς μέχρι στιγμής οι λύσεις που καλούνται να υποστηρίξουν virtualized data centers δεν είναι αρκετά ώριμες. Ορισμένα από τα πρότυπα που θα βοηθήσουν στο μέλλον του virtualization, όπως το converged enhanced Ethernet, δεν θα έχουν ολοκληρωθεί πριν από τα μέσα αυτής της χρονιάς.

Εάν οι επιδόσεις δεν είναι κρίσιμες, το virtualization μπορεί να γίνει χρήσιμο
Το virtualization του storage σε ένα μεγάλο οργανισμό, όπως οι τηλεπικοινωνιακοί, συνοδεύεται συνήθως από δύο ανησυχίες: τη διαφορά επίδοσης πριν και μετά τη μετάβαση και τη μετακίνηση ενός virtualized περιβάλλοντος από έναν αρχικό προμηθευτή σε κάποιον άλλο.

Οπως έχουμε ήδη πει, η ουσία του virtualization είναι να δώσει τη δυνατότητα στον administrator να παρέχει αποθηκευτικό χώρο ανάλογα με τις ανάγκες. Αυτό συχνά σημαίνει ότι το virtualization επιτρέπει σε file systems να μεγαλώνουν ή να συρρικνώνονται σε συνάρτηση της διαθεσιμότητας του αποθηκευτικού χώρου.

Επίσης, επιτρέπει στον administrator να παρέχει αποθηκευτικό χώρο από μια δεξαμενή LNUs (Logical Unit Number), χωρίς να ξέρει πού αυτά βρίσκονται ή και μερικές φορές ποιο είναι το μέγεθός τους.

Πρακτικά, σε ένα storage virtualization περιβάλλον, υπάρχει έλλειψη επικοινωνίας ανάμεσα στις εφαρμογές και στα συστήματα αποθήκευσης. Αυτό σημαίνει ότι οι εφαρμογές δεν μπορούν να θέσουν τις απαιτήσεις τους σε επιδόσεις. Κάποιοι προμηθευτές ισχυρίζονται ότι μπορούν να δημιουργήσουν προτεραιότητες ανάλογα με τις ανάγκες των επιδόσεων, αλλά κάτι τέτοιο είναι το πιθανότερο εφικτό μέσα σε ομοιογενή περιβάλλοντα, όπου τα περισσότερα συστήματα ανήκουν στον ίδιο προμηθευτή.

Οσον αφορά το θέμα του migration, τα περισσότερα στελέχη συμφωνούν ότι κάθε τύπος storage migration έχει σημαντικό βαθμό πολυπλοκότητας. Και πάλι οι προμηθευτές υπόσχονται ευκολία στο migration, όμως ακόμα και αν μπορούν να την προσφέρουν δεν είναι μια φθηνή λύση. Σε κάθε virtualized περιβάλλον, υπάρχει ένα πρόσθετο ενδιάμεσο επίπεδο ανάμεσα στο file system, το storage και το πού πραγματικά βρίσκονται τα blocks του storage.

Αυτό σημαίνει ότι το λογισμικό του νέου προμηθευτή θα πρέπει να αντιληφθεί τη λειτουργία του λογισμικού του προηγούμενου προμηθευτή και να αποκαταστήσει σωστά τους ίδιους συνδέσμους. Δεδομένου ότι αυτή την στιγμή δεν υπάρχει κάποιο πρότυπο για το storage virtualization, οι προμηθευτές μπορούν να υλοποιήσουν τεχνικές με τον τρόπο που θεωρούν καλύτερο, χωρίς αυτό να συνεπάγεται ότι οι τεχνικές είναι συμβατές μεταξύ τους.

Συμπερασματικά, μπορούμε να πούμε ότι το storage virtualization μπορεί να αποδειχτεί δύσκολο έργο σε περιβάλλοντα που οι επιδόσεις παίζουν καθοριστικό ρόλο. Αντιθέτως, σε περιβάλλοντα χαμηλών επιδόσεων μπορεί να υπάρξουν σημαντικά οφέλη από την ευελιξία που προσφέρει η χρήση και διαχείριση ενός κοινού αποθηκευτικού χώρου.

Questions to be answered

  • Ποιοι είναι οι βασικοί λόγοι που θα σας ωθούσαν να επιλέξετε το storage virtualization για την εταιρεία και ποιοι είναι οι βασικοί λόγοι που σας κάνουν επιφυλακτικό;
  • Οι λύσεις virtualization (data, storage κ.λπ.) δημιουργούν ένα νέο layer στις υποδομές σας. Ειδικά για το storage virtualization η ύπαρξη αυτού του layer πιστεύτε ότι λύνει περισσότερα προβλήματα από όσα ενδεχομένως δημιουργεί;
  • Ενας από τους βασικούς λόγους επιλογής storage virtualization παγκοσμίως είναι η δυνατότητα ενοποίησης αποθηκευτικών μέσων διαφορετικής τεχνολογίας και διαφορετικών κατασκευαστών. Είναι τελικά αυτό εφικτό ή κάποιες μονάδες μένουν έξω από την ενοποίηση;
  • Τι θα θέλατε να δείτε από τους προμηθευτές storage virtualization, ώστε να αποκτήσετε περισσότερη εμπιστοσύνη στις λύσεις τους και να είναι περισσότερο συμφέρουσα επιλογή;
  • Ποια είναι τα πρώτα βήματα στον σχεδιασμό της υλοποίησης του storage virtualization;
  • Με ποιο τρόπο γίνονταν ή γίνεται η διαχείριση των αποθηκευτικών μέσω προ storage virtualization;