Virtualizzazione dello storage

La virtualizzazione dello storage (qualche volta chiamata anche software-defined storage o SAN virtuale) è l'organizzazione in pool di più array fisici di storage di una SAN, che vengono mostrati come un singolo dispositivo di storage virtuale. Il pool può integrare, in una visualizzazione logica univoca, hardware di storage diverso proveniente da reti, fornitori o data center differenti, per gestirlo da un singolo pannello di controllo.

La virtualizzazione dello storage separa il software di gestione dello storage dalla sottostante infrastruttura hardware, per offrire maggiore flessibilità e pool di risorse di storage scalabili. E non solo: può anche astrarre l'hardware di storage (array e dischi) per trasformarlo in pool di storage virtuale nello stesso modo in cui la virtualizzazione della capacità di calcolo (con VMware ESX o Hyper-V) astrae l'hardware per il calcolo (server) trasformandolo in istanze di macchine virtuali (VM).

Anche la Storage Network Industry Association (SNIA) ha una specifica definizione per la 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 sfide principali:

1. Lock-in imposti dai fornitori
2. Migrazioni dei dati tra gli 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.

Questo significa poter iniziare a mescolare, nel tuo data center, array HPE 3Par, Dell Compellent, Pure Storage o di qualsiasi SAN e consolidarli in pool virtuale. Questo si aggiunge allo striping dei dati applicativi su tutti questi array indipendentemente dalla velocità di ciascun disco.

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 più diffuse SAN tradizionali non è in grado di eseguire l'auto-tiering dei dati su array di produttori concorrenti. In altre parole, un array Compellent non può operare in auto-tiering con array di Pure o 3PAR perché la funzione non è supportata da questi produttori.

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 c'è da preoccuparsi per la migrazione dei dati dalla vecchia SAN al nuovo e più economico storage. La piattaforma software di virtualizzazione rende questo passaggio indolore. Con soli 3 clic è possibile avviare la migrazione dal vecchio "macinino" ai nuovi array, con un downtime minimo per le applicazioni e per il sistema operativo dell'host.

L'idea di risolvere i problemi dello storage semplicemente aggiungendo un pezzo di software può essere difficile da credere. Ma è vero: è molto facile. Lascia che ti mostriamo le 2 più comuni opzioni di virtualizzazione dello storage oggi 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 possibilità consiste in un nodo controller per la virtualizzazione dello storage. Si tratta in genere di un host per il software di virtualizzazione basato su un server x86 1U con CPU, memoria, porte di rete e un raid-1 per il sistema operativo.

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 nascesse la necessità di aggiungere un nuovo array e di rimuoverne uno esistente, basta semplicemente cliccare su "rimuovi" per liberarti del vecchio dispositivo e su "aggiungi al pool" per iniziare a usare il nuovo storage. Per realizzare un gruppo di storage a elevata disponibilità con 2 copie di dati active/active ridondanti, è possibile aggiungere un secondo nodo con storage dedicato.

Opzione 2: server SAN convergente

Per questa seconda opzione, è necessario un server x86 2U con specifiche hardware di livello più elevato, che garantiscano una maggiore potenza. In questo modo è possibile massimizzare il ROI sovradimensionando dischi, memoria e porte di rete.

Con un backplane da 24 unità da 2,5", è possibile ottenere una notevole capienza utilizzando un misto di unità NVMe da 4TB e/o SAS 10k. In alcuni casi, abbiamo visto soluzioni in grado di ospitare fino a 60TB, o perfino 80TB, di capienza disponibile su un server 2U.

In questo modo si avranno tutti i benefici già descritti nella prima opzione, riuscendo però a mescolare nuovi dischi interni e array SAN esterni già presenti nello stesso pool virtuale. Si otterrà così il meglio dei due mondi, spremendo oltre 100k 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.

Pioniere nella virtualizzazione dello storage è stata DataCore Software, azienda fondata a Fort Lauderdale nel febbraio del 1998 da George Teixeira e Ziya Aral. La società è stata creata per realizzare software che consentisse ai dipartimenti IT di acquistare storage economico di produttori diversi e accedervi come dischi virtuali tramite block storage.

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.

Da ottobre 2018, la virtualizzazione dello storage è stata ampiamente adottata, ma non è ancora pervasiva tra i dipartimenti IT. Una ricerca di mercato realizzata da DataCore indica che l'adozione della virtualizzazione dello storage è doppia rispetto a quella dell'iperconvergenza (37% vs. 21%), con il 56% degli intervistati che sta seriamente prendendo in considerazione il software-defined storage (o sta pensando di farlo) entro i prossimi 12 mesi.