分析师浅析虚拟化参考架构

文/中桥国际调研咨询

分析师浅析虚拟化参考架构

文/中桥国际调研咨询

相关数据显示，在未来18个月，中国市场虚拟化部署占比将超过80%。数据中心正快速从传统以物理为核心，向虚拟数据中心和云计算中心演进。在这一过程中，如何满足业务关键应用的部署、性能、可用性和管理效率的需求，给用户带来很大挑战。中桥国际咨询调研（下面简称“中桥”）结合中国市场调研数据，对于在数据中心演进过程中，IT面临的挑战进行了简单的分析，并通过HP 3cV（3PAR、HP刀片服务器和VMware软件组成虚拟化方案）蓝图参考架构方案为用户展现IT虚拟化参考架构的价值优势。

虚拟化给传统 IT带来的挑战

数据中心演进过程中，用户会持续运行在物理、虚拟和云计算的混合环境下。虚拟化技术可以将服务器和存储资源的利用率从传统的20%-30%提高到80%以上。但与此同时，虚拟化也增加了应用部署和资源管理的复杂性。中桥2013年6月针对中国455名最终用户的调查显示（图1），提高IT对业务的响应速度（27.3%）被受访者列为第一大IT挑战。在这种高度混合的IT环境下，企业IT架构的管理效率直接决定着IT的响应速度。

图1 企业面临的IT挑战（来源：关于数据保护技术部署和趋势的调查，中桥调研咨询，2013年6月）

图2 新应用的部署和系统调优耗时（来源：关于数据保护技术部署和趋势的调查，中桥调研咨询，2013年6月）

中桥针对中国用户的新应用部署和IT系统调优（即IT资源配置和调整，确保IT系统处于运行最佳状态）的调查进一步量化了导致IT对业务的响应速度慢的因素。调查结果显示（图2），采用传统IT架构，68.2%的受访者表示架构部署（不包括应用部署和调优）需要3个月以上时间，59%的受访者声称需要3个月以上时间进行应用部署和系统调优。这意味着，在传统IT架构环境下，超过半数的企业需要6个月以上时间来完成应用部署和IT系统调优。相对于其它企业规模，企业级用户所占比例更高（69.7%需要3个月以上部署时间，63.3%需要3个月以上调优时间），IT对业务的响应时间制约着业务效率的提升。

总而言之，在虚拟化、云计算、大数据分析和移动互联的驱动下，数据和信息快速成为企业核心业务资源。传统IT架构不仅部署和调优耗时长，以应用为核心资源配置和管理效率低下，并且管理复杂，业务稳定性和安全性很难得到保证，更不用谈运维成本高。因此，越来越多的用户考虑对IT架构进行整合，以提高应用部署效率，并简化系统管理。

评估IT参考架构的因素

在数据中心演进过程中，为了降低IT架构部署的复杂性，提高通过IT创造价值的能力，越来越多的中国用户选择IT参考架构。参考架构在加快IT对业务响应速度的同时，提高整个IT架构的弹性和可靠性，满足各型应用不断提升的性能需求。中桥分析师认为，评估IT参考架构的主要因素包括：

● 快捷、易用：应用多元化成为企业通过IT提升业务服务能力和竞争力的重要举措。迅速部署应用，简化数据中心演进过程中IT架构的管理，是确保企业核心竞争力的关键。企业需要的IT参考架构，应该能够经济、高效地提升IT对业务的响应速度；根据不同应用SLA需求，动态配置存储资源，实现按需QoS（服务质量）；同时，通过自动负载均衡，保证在线容量扩展不影响业务运行，且维持应用性能的稳定性。

图3 3cV公用计算蓝图方案

● 灵活、高效：实现对多个高扩展性的服务层和多协议的支持，无需过度配置资源、增加管理或中断应用，为所有的工作负载提供稳定的高性能；无需调试或增加额外的设备，可以针对不同的用户群做安全或高服务级别设定；无需额外的系统或管理及对组件级过分依赖。提供灵活的技术选择，让用户可以根据需求选择磁盘或全闪存技术，满足IOPs和低延迟需求。

● 弹性、可靠：对于企业级用户，可靠性是选择一级存储最重要的指标之一。对于一级存储环境以及虚拟化和云计算环境，存储的可靠性直接影响到业务连续性和安全性。为了保证业务“永远在线”，随时满足工作负载对性能的需求，企业级用户开始寻求更可靠的存储架构和更智能的技术，最大化数据的可用性和可靠性。

● 高性能：虚拟化带来服务器使用效率的提升，同时又要求存储提供更高的IO和带宽，以满足多个虚拟机对存储的性能需求。IT参考架构需要存储能够自动进行负载均衡，动态分配容量和性能，以满足突发流量的各种需求；且根据不同数据的不同生命周期来进行存储资源的分配，尽可能提高存储资源利用率。

●连续（双活）：业务连续性对于企业运营至关重要。用户在评估IT架构的业务连续性时，不仅要考虑利用各种容灾技术来降低成本；同时，要确保硬件故障不会影响业务的正常运营。

3cV公用计算蓝图方案

3cV公用计算蓝图方案通过HP 3PAR公用存储、HP刀片服务器和VMware虚拟化软件，打造一款灵活、经济、可靠且管理简单的虚拟化IT参考架构。3cV公用计算蓝图方案通过预调优，缩短虚拟化应用部署和IT资源调优所需的时间。该方案还可根据客户需求，进行量身定制，最大程度降低了整个过程所需的时间和管理资源。同时，该方案还实现了系统的集中、统一、透明管理，降低了虚拟化和云计算演进过程的管理复杂性。通过与VMware的数据保护和容灾功能整合，提高虚拟化和云计算环境业务连续性和数据安全性。

3cV对于IT管理者的价值

● 快捷、在线扩展：3cV作为得以验证的参考架构，能够根据用户需求量身定制，并进行了预装机调优，最大限度地提高了虚拟化IT架构的部署效率。所采用的HP 3PAR存储横向扩展和刀片服务器的节点计算方式，通过自动负载均衡保证容量、性能的在线扩展而不影响业务运营。同时虚拟机组配置功能，大幅度简化了虚拟机存储配置复杂度。

● 集中、统一、透明管理：3cV通过与VMware的各种管理功能紧密整合，提高了虚拟化部署的管理和运维效率，加快了IT服务交付。

● 高性能、业务连续：3cV中3PAR独有的主动网格控制器技术结合一致性缓存，通过子逻辑单元宽条带化，避免了热点数据可能带来的性能瓶颈。此外，数据和信息的分流还保证了混合负载的性能。3PAR全闪存技术为高IOPs提供高效技术选择。此外，3PAR Peer架构还可以实现虚拟卷跨不同存储甚至于不同站点的迁移，保证硬件故障不影响业务连续性。3cV方案采用高冗余架构，保证业务连续。通过与VMware业务连续性和数据保护功能紧密整合，结合其自动精简，iSCSI复制，主机卸载功能，3PAR大大降低虚拟化业务连续性对存储和网络资源需求。

3cV对业务管理者的价值

● 业务对市场的快速响应：3cV通过大幅度提高虚拟化应用部署和管理效率，加快了业务对市场响应速度。

● 业务处理能力和连续性：3cV参考架构通过HP 3PAR服务器革新的全网格架构、子逻辑单元宽条带化，提供了弹性、高效、灵活的存储，很好地满足了各种OLTP和OLAP的性能需求；通过增加控制器节点，优化业务处理能力的同时，保证了高虚拟机密度环境下，生产应用性能的稳定性；同时，故障切换功能保证了企业业务的连续性。

● 业务可拓展空间：如何能增加产品和服务种类，快速捕捉新兴市场空间，通过优化用户体验提高优质资源持有率，是企业得以发展的根基。3cV不仅提高应用部署速度，同时让用户通过节点方式快速在线扩展；自动化负载均衡保证了扩展过程不影响业务运行。同时，通过联合存储架构，跨不同HP 3PAR设备实现负载均衡，保证业务拓展所需要的IT资源和应用性能。

3cV参考架构技术浅析

3cV快速部署和简单管理

在虚拟环境下，存储的部署速度和管理的简易性是关键。3cV解决方案的组件（3PAR、HP刀片服务器和VM-ware软件）不仅易于安装，配置和管理也非常轻松。在实验室测试中，测试人员使用直观、简单的工具和流程，仅仅在一个多小时内便安装、配置完毕，并准备运行HP刀片服务器和虚拟机。HP 3PAR管理控制台仅需采取少量的操作，则可享受完整的功能和系统管理。有了3cV，各企业均可将传统IT架构需要几个月时间才能完成的虚拟化IT架构部署，降低到以周或天来计算。不仅大幅降低管理的复杂程度和成本，同时提高了IT对业务的响应速度和支撑能力。

与VMware集中统一管理

3cV通过与VMware的各种管理功能紧密整合，提高了虚拟化部署的管理和运维效率。

● VMware VAAI整合：HP 3PAR管理软件插件让用户可以通过VMware VAAI实现集中统一管理，使管理员可以清楚了解存储资源以及各个虚拟机的位置，还有各个存储卷的QoS特性。通过VAAI管理界面整合，HP 3PAR在提高虚拟化存储资源共享的同时，确保应用和数据的安全设定。HP 3PAR的“零检测”自动精简技术，让用户在使用VAAI的Fast Copy功能的同时，结合HP 3PAR持续精简技术，大幅度降低I/O和存储容量需求。

●VMware VASA简化3cV部署管理：通过与VMware API（VASA）整合，HP 3PAR用户可以透明监控、管理如下信息：包括存储运行状况、配置、容量和精简配置，磁盘阵列功能特性（如快照、重复数据删除、复制状态、RAID级别以及精简配置还是厚配置），以及状态（运行状况、故障排除等）；以及在创建虚拟机时根据底层磁盘的容量、性能和功能等来进行存储资源选择。

●与VMware恢复管理器（Recovery Manager）整合：HP 3PAR采用的后台存储系统的快照能力，可以创建上百个VMware基于存储的快照，以用于快速的在线恢复，从而消除了对服务器物理资源的争用。同时，用户为每个虚拟拷贝设定不同保持周期，满足不同数据和应用的个性化需求。此外，HP 3PAR VMware恢复管理器可以与VM-ware的快照技术结合，充分利用VM-ware快照将内存数据先写入硬盘的特点，再触发HP 3PAR的快照，这样确保了VM数据在HP 3PAR快照产生后的数据一致性。

3cV确保各种应用的虚拟化性能

●高OLTP性能：企业级数据中心和云计算环境下，虚拟机数量通常以千计算，且常常多用户和大量不同应用并发进行，这就对应用性能提出了苛刻的要求，尤其是一层应用的OLTP性能。传统存储环境下，一般是一条访问路径，或者在A-A模式下有两条访问路径，这就限制了整个系统对并行访问的处理能力。HP 3PAR公用存储控制器采用独特的全网状架构，多个控制器以网状方式连接，所有工作负载动态分布在所有的磁盘、节点、通道、缓存和端口上，每个逻辑卷都可以通过任何一个控制器来访问。这样，整个系统就可以有多个访问路径同时工作，以确保并发访问的高性能，满足企业级数据中心和云计算环境多个并行应用的存储性能需求。同时，HP 3PAR全闪存方案让用户结合全网格架构和全闪存满足对IOPs和低延迟要求苛刻的应用环境的需求。

●高混合负载性能：存储在虚拟化下的混合负载性能也很关键。传统存储环境下，存储控制器需要同时负载控制通路和数据通路，这往往会导致存储资源的争用，从而带来性能波动或下降。而3cV采用的HP 3PAR存储系统，控制信息由控制器CPU来处理，数据部分由专用的ASIC来处理，这避免了传统存储的资源争用导致的性能不稳定，提高了控制器的处理能力，满足了企业级数据中心和云计算用户对性能的苛刻需求。并且，HP 3PAR ASIC能够同时支持IO密集型应用和高带宽应用，从而保证了混合负载的高性能。

●无热点性能问题：传统存储的RAID通常是以单个磁盘为粒度来建立，RAID被限制在有限的几个磁盘上，不能充分发挥每个磁盘的所有资源。当主机对一个较小的卷进行密集访问时，只能访问到有限的几个磁盘，这就造成磁盘访问瓶颈，导致磁盘热点。而HP 3PAR阵列采用三级虚拟映射机制，将物理磁盘映射为条块（chunklet），条块映射为逻辑磁盘，构成RAID，逻辑磁盘映射为虚拟卷。这种三级虚拟映射可以把访问数据均匀地分布在系统所有的资源上，以充分利用细粒度的虚拟化功能并提供超高性能。同时，可以动态地调整系统资源，以应对突发流量的要求。

●3cV优化资源利用率：HP 3PAR基于ASIC的精简技术包括精简配置、精简转换和精简持续，可以实现3种不同的精简功能，以完全自动化的方式实现容量精简，同时结合HP 3PAR精简感知技术对ILM过程中的其它应用精简（如复制、Full-Copy、Virtual Copy），并持续保持精简状态，最大限度地降低闲置空间的存储容量消耗。HP 3PAR的“零检测”功能能够确保只有实际写入的数据会占用存储容量，从而提高了存储资源利用率。与其它精简技术不同的是，HP 3PAR还具有强大的存储容量回收功能。HP 3PAR内置的精简引擎不仅可以回收已部署的闲置存储空间，还可以对虚拟机退役后的空间进行回收，从而提高了虚拟机生命周期的存储资源利用率。

●高可用和高连续性：HP 3PAR通过全冗余架构，结合热插拔、快速恢复、一致性缓存和自动旁路控制，以及HP 3PAR Peer Motion架构，保证了系统的高可用性，且任意控制器节点故障、硬盘故障和站点故障，可以进行故障切换而不影响正常业务运营，确保了业务的连续性。HP 3PAR Peer Motion还可以让用户实现存储卷跨设备，跨数据中心甚至于跨地域的在线迁移，从而确保了数据的高可用性。

小结

在信息化时代，提升IT对业务的支撑能力是保持业务核心竞争力的关键。3cV公用计算蓝图方案是一款经过验证的灵活、经济、可靠且管理简单的虚拟化IT参考架构，客户能够按照自身的需求来进行部署，最大限度地降低了从方案选择、配置，到调优整个过程的复杂性。3cV让传统的应用架构部署的3到6个月，降低到一周或天机算。此外，用户通过3cV实现了系统的集中、透明和统一管理，降低了虚拟化和云计算演进过程中，系统运维和管理的复杂性。结合着3PAR的适应性优化软件，3cV让用户可以为业务关键型应用设定服务水平质量（QoS）级别，保证业务关键型负载资源优先级，确保用户从虚拟化到云计算演进过程，业务关键应用性能的稳定性和安全性。