Virtualizzazione dello storage

Virtualizzazione dello storage (talvolta denominata anche software-defined storage o SAN virtuale) consiste nel raggruppare più array di storage fisici provenienti da SAN e farli apparire come un unico dispositivo di storage virtuale. Il pool può integrare hardware di storage eterogeneo proveniente da reti, fornitori o data center diversi in un'unica vista logica e gestirlo da un'unica interfaccia.

La virtualizzazione dello storage separa il software di gestione dello storage dall'infrastruttura hardware sottostante, al fine di garantire maggiore flessibilità e pool scalabili di risorse di storage. Non solo: essa consente di astrarre l'hardware di storage (array e dischi) in pool di storage virtuali, proprio come la virtualizzazione di elaborazione (VMWare ESX o Hyper-V) astrae l'hardware di elaborazione (server) in istanze di macchine virtuali (VM).

La Storage Network Industry Association (SNIA) ha persino formulato una definizione specifica di virtualizzazione dello storage:

È l'applicazione della virtualizzazione ai servizi o ai dispositivi di storage con lo scopo di aggregare funzionalità o dispositivi, nascondendo la complessità o aggiungendo nuove caratteristiche alle risorse di storage di livello inferiore.

Questa tecnologia è stata utilizzata negli anni per vincere molte delle sfide legate alla crescita, gestendo grandi quantità di storage. Lo storage virtualizzato è diventato ancora più importante, visto che i dati memorizzati continuano a crescere esponenzialmente anno dopo anno.

La virtualizzazione dello storage può essere facilmente utilizzata per affrontare le seguenti 7 principali sfide:

1. Lock-in imposti dai fornitori
2. Migrazione dei dati tra array
3. Scalabilità
4. Ridondanza
5. Prestazioni
6. Costi elevati
7. Gestione

Anche se i benefici della virtualizzazione dello storage sono notevoli, ci sono molti ostacoli tecnici da superare. Uno dei principali è legato alla presenza di ambienti di storage che contengono componenti hardware e software eterogenei, spesso provenienti da numerosi fornitori diversi.

Virtualizzando lo storage, un sistema può essere reso più flessibile, visto che hardware più economico può essere velocemente aggiunto e sfruttato dalla piattaforma software di virtualizzazione. Queste risorse hardware possono poi essere unite a un pool virtuale di storage messo a disposizione della piattaforma di virtualizzazione.

Questo ha portato a una delle più importanti tendenze del settore storage, ovvero l'approccio a "scalabilità orizzontale" in cui la capienza hardware può essere rapidamente aggiunta in modo modulare. La virtualizzazione può aggregare e gestire i dati su una vasta gamma di asset fisici in grandi network o data center. Questi dati possono essere consolidati per isolare difficoltà prestazionali, per predire e risolvere problemi di varia natura e per pianificare le future esigenze di capienza.

Indipendentemente da quale hardware di storage si possieda e di quale fornitore, il software è la mente e il layer di intelligenza che determina funzioni, caratteristiche, servizi e benefici che potranno essere offerti a host, applicazioni e utenti finali.

Se la notte non dormi a causa delle difficoltà e delle sfide causate dalla SAN esistente, allora è venuto il momento di valutare il software di virtualizzazione dello storage. La quantità di benefici che può portare è troppo elevata per ignorarlo.

La tua organizzazione non può permettersi di continuare a dipendere esclusivamente dallo storage tradizionale. È ora di modernizzare l'architettura di storage.

Un dei principali motivi per cui le aziende stanno passando alla virtualizzazione dello storage è la necessità di consolidare e gestire tutto lo storage esistente attraverso una singola console di amministrazione, sfruttando un set completo di caratteristiche e funzionalità.

Un nodo per la virtualizzazione dello storage è essenzialmente un controller virtuale che virtualizza e gestisce lo storage fisico. Tutti gli array di dischi vengono consolidati in un "pool virtuale" e gestiti con il thin provisioning per la massima capienza. Una volta definito il pool virtuale, vengono creati i "dischi virtuali" da presentare ai server host come LUN grezzi per memorizzare i dati.

Ciò significa che è possibile iniziare a combinare gli array provenienti da HPE 3Par, Dell Compellent, Pure Storage o qualsiasi altra SAN presente nel proprio data center e consolidarli in un pool virtuale. A ciò si aggiunge la possibilità di distribuire i dati delle applicazioni su tutti gli array, indipendentemente dalla velocità dei dischi.

Questa soluzione di virtualizzazione dello storage sposterà automaticamente e in tempo reale dati freddi e caldi su diversi array semplicemente assegnando un numero di tier a ognuno di essi. Non è incredibile?

La maggior parte delle SAN tradizionali più diffuse non è in grado di eseguire il tiering automatico dei dati tra array di produttori concorrenti. In altre parole, un array Compellent non può eseguire il tiering automatico con un array Pure o 3PAR perché tale funzionalità non è supportata da quei fornitori.

Una soluzione veloce a questo ostacolo è costituita da un nodo di virtualizzazione dello storage capace di gestire ogni possibile SAN oggi disponibile. Il software di virtualizzazione dello storage può aiutarti a fare cose che le SAN tradizionali non sono in grado di fare nativamente. E se si avesse bisogno di sostituire una delle tradizionali (e costose) SAN, si avrebbe la libertà di scegliere tra molte alternative più convenienti, mantenendo il mix esistente di storage fisico.

Non preoccuparti della migrazione dei dati dalla vecchia SAN al nuovo sistema di archiviazione più economico. La tua piattaforma software di virtualizzazione rende questo processo semplice e indolore. Con soli 3 clic, puoi iniziare a migrare i tuoi dati dai vecchi sistemi obsoleti ai nuovi array, con tempi di inattività minimi o nulli per le applicazioni e il sistema operativo host.

L'idea di risolvere i problemi legati allo storage semplicemente aggiungendo un software può sembrare quasi incredibile. Eppure è vero: è proprio così semplice. Vi illustreremo i due tipi più comuni di virtualizzazione dello storage attualmente disponibili.

Tieni sempre a mente che anche la tua SAN esistente è fatta di software + hardware. Con la virtualizzazione dello storage, stai semplicemente aggiornando la parte software mantenendo lo stesso hardware. È questo che rende semplice l'implementazione e il passaggio a questa architettura.

Alla fine, devi solo scegliere se vuoi virtualizzare lo storage esistente o se vuoi aggiungerne di nuovo sbarazzandoti dei vecchi array proprietari.

Opzione 1: Nodo di virtualizzazione dello storage

La prima opzione consiste in un nodo controller di virtualizzazione dello storage. Si tratta in genere di un server x86 da 1U dotato di CPU, memoria, porte di rete e un array RAID-1 per il sistema operativo, su cui è installato il software di virtualizzazione.

Il passaggio successivo è interconnettere gli array della SAN esistente tramite collegamenti iSCSI o FC al nuovo controller di virtualizzazione dello storage. A questo punto si possono collegare gli altri host e cominciare a presentargli i dischi virtuali.

Ora basta aprire una singola console di gestione per tutti i compiti di amministrazione quotidiana dello storage. Disporrai sempre di tutti i servizi di storage di livello enterprise che il software di virtualizzazione offre, anche se il sottostante software non dispone della licenza per queste caratteristiche e funzionalità.

Se dovessi mai aver bisogno di aggiungere un array più recente e rimuovere uno vecchio, ti basterà cliccare su “Rimuovi” per eliminare quello vecchio e su “Aggiungi al pool” per iniziare a utilizzare il nuovo spazio di archiviazione. Puoi aggiungere un secondo nodo con spazio di archiviazione dedicato per creare un gruppo di archiviazione ad alta disponibilità con 2 copie ridondanti dei tuoi dati in configurazione attiva/attiva.

Opzione 2: SAN su server convergente

Questa seconda opzione richiederà un server x86 2U più potente, con specifiche hardware superiori, per garantire una maggiore potenza di elaborazione. È consigliabile massimizzare il ritorno sull'investimento potenziando al massimo i dischi, la memoria e le porte di rete.

Se si acquista il backplane con 24 unità da 2,5”, è possibile ottenere una capacità notevole utilizzando una combinazione di NVMe da 4 TB e/o unità SAS da 10k. In alcuni casi, abbiamo riscontrato soluzioni in grado di ospitare fino a 60 TB o addirittura 80 TB di capacità utilizzabile per ogni server da 2U.

Si ottengono comunque gli stessi vantaggi menzionati nella prima opzione, ma ora si aggiunge una nuova variante combinando nuovi dischi interni e array SAN esterni esistenti all’interno dello stesso pool virtuale. Si ottiene così il meglio di entrambi i mondi, continuando a garantire oltre 100.000 IOPS con tempi di risposta inferiori al millisecondo.

La maggior parte delle organizzazioni parte con un nodo per la virtualizzazione dello storage e in un secondo momento passa a un server SAN convergente, senza ritrovarsi di fronte a ingenti CAPEX quando si aggiungono unità interne per aumentare la capienza.

Con questa impostazione, tutti i problemi prestazionali diventeranno un problema del passato, e si potrà continuare a scalare aggiungendo array o nodi.

• Più ridondanza: fatto.
• Costi più bassi: fatto.
• Gestione da un singolo pannello di amministrazione: fatto.
• Prestazioni e scalabilità: fatto.

Il pioniere della virtualizzazione dello storage è stata DataCore Software, un’azienda fondata a Fort Lauderdale nel febbraio 1998 da George Teixeira e Ziya Aral. L’azienda è stata creata con l’obiettivo di sviluppare un software che consentisse ai reparti IT di acquistare soluzioni di storage standard da diversi fornitori e di accedervi come dischi virtuali tramite lo storage a blocchi.

Nel tempo, altre aziende hanno creato prodotti simili per la virtualizzazione dello storage. DataCore, però, continua a innovare e sviluppare nuove tecnologie come l'auto-tiering e il mirroring sincrono, il che ha portato a oltre una decina di brevetti per la sua tecnologia core.

A ottobre 2018, la virtualizzazione dello storage era già ampiamente diffusa, ma non era ancora una pratica diffusa in tutti i reparti IT. Una ricerca di mercato condotta da DataCore indica che il tasso di adozione della virtualizzazione dello storage è circa il doppio rispetto a quello delle soluzioni iperconvergenti (37% contro 21%), con il 56% degli intervistati che sta valutando seriamente o intende valutare l’adozione software-defined storage prossimi 12 mesi.