Foto:
Weshalb es bei der Virtualisierung zu Performance-Engpässen kommen kann, und wie sich diese beheben lassen, erläutern Georg Dietsch, Director Enterprise Sales EMEA bei OCZ, und Allon Cohen, VP Marketing & Product Management bei OCZ-Sanrad, im Interview mit ChannelPartner. Außerdem geht Georg Dietsch der Frage nach, unter welchen Umständen der Einzug mobiler Endgeräte und der Trend zu ByoD (Bring your own Device) der Desktop- und Client-Virtualisierung neuen Schwung verleihen könnten.
CP: Virtualisierung sollte es Unternehmen ermöglichen, den Administrations- und Kostenaufwand für den Betrieb und Ausbau ihrer IT z
u senken. Dennoch erforderte der Umstieg auf diese Technologie oft erst einmal hohe Investitionen. Weshalb?
Allon Cohen: Die Server-Virtualisierung verbessert nicht nur die Auslastung der Server-CPU- und Speicher-Ressourcen, sondern vereinfacht zudem die Bereitstellung, die Hochverfügbarkeit und die Verwaltung von Server-Workloads. Die mit der Virtualisierung verbundene Partitionierung der Server-Ressourcen hat den Betrieb von Rechenzentren grundlegend verändert, indem sie sowohl die Ausgaben für längerfristige Anlagegüter (CAPEX, Capital Expenditures), als auch die Ausgaben für den laufenden Betrieb (OPEX, (Operational Expenditure) Bilanz verbessert hat.
Während allerdings sehr schnell Server-CPU und RAM-Speicher entwickelt wurden, die virtualisierte Server-Umgebungen und die damit verbundenen höheren Workloads unterstützen, wurde sehr bald offensichtlich, dass die Entwicklung bei den HDDs (Hard Disk Drives) hier hinterher hinkte.
CP: Weshalb wirkte sich das so nachteilig für die Virtualisierungs-Bilanz aus?
Cohen: Als immer mehr virtuelle Server im Rechenzentrum betrieben wurden, konnten die HDDs im SAN die Server-Workloads nicht mehr bewältigen. Da viele Applikationen miteinander verknüpft sind, wurden ihre Storage-Zugriffe durch den Virtualsierungs-Layer quasi "verwirbelt", was dazu führte, dass der Disk-Zugriff im äußersten Random-Bereich möglich war, es führte zum "I/O Blender Effekt". Aus diesem Grund wurde die Server-Virtualisierung ein zentrales Problem für HDDs, da die Performance-Differenzen zwischen Server und HDD offensichtlich wurden.
IT-Leiter hatten auf die Server-Virtualisierung gesetzt, um Kosten im Rechenzentrum zu senken. Jetzt wurden ihre Anstrengungen vereitelt, weil sich die Virtualisierung nachteilig auf die HDD-Speicher auswirkte und somit zusätzliche Ausgaben für HDD SANs erforderlich wurden. Damit wurde HDD zum Hemmschuh der Virtualisierung.
CP: Wie lassen sich diese Probleme Ihrer Meinung nach umgehen?
Cohen: Server Side Flash zusammen mit Storage-Virtualisierung und Caching-Technologie ermöglicht seit kurzem einen Ausweg aus den beschriebenen Storage-Problemen in virtualisierten Umgebungen. Flash-Storage bietet die optimale Kombination aus Hard- und Software, um den Anforderungen des Storage-Zugriffs in virtualisierten Umgebungen gerecht zu werden. Denn Flash-Speicher haben, im Gegensatz zu HDD Storage, keine beweglichen mechanischen Teile. Sie können Daten-Zugriffe im Random-Bereich mühelos abarbeiten.
Eine einzige, PCIe-Host-basierte Flash-SSD ist imstande, eine Random-IOPS-Performance (Input/Output Operations Per Second) für die virtuellen Maschinen (VMs) bereitzustellen, wie ein großes SAN-Array mit Tausenden HDDs.
CP: Und wo steckt dann der Kostenvorteil ganz konkret?
Cohen: Um auch kostenseitig die Vorteile zu nutzen, ist es wichtig sicherzustellen, dass der Flash-Speicher von der virtuellen Maschine genutzt wird. Dazu eignet sich der Einsatz einer Flash-Virtualisierungs- und Caching-Software wie beispielsweise OCZ VXL, die dafür sorgt, dass der Flash-Speicher wie eine weitere virtuelle Ressource behandelt wird.
Außerdem ermöglicht es der Einsatz von VXL-Software in einer zentralen virtuellen Appliance, den Hypervisor zu nutzen, um den Flash-Speicher dynamisch und bedarfsgerecht zuzuteilen, sowohl innerhalb als auch außerhalb der physischen Server. Ich empfehle Vertriebspartnern die Kombination von Storage-Virtualisierung und PCIe Flash Caching, und den Einsatz von Software, die imstande ist, unmittelbar und zentral mit dem Hypervisor zu arbeiten, statt lokal mit jeder einzelnen virtuellen Maschine. Denn damit lassen sich die Flash-Stärken nutzen ohne auf die mit der Virtualisierung verbundenen Vorteile verzichten zu müssen.
CP: Wie begegneten Kunden diesem HDD-Problem, solange kein Flash-Storage genutzt wurde?
Cohen: IT-Leiter haben einfach die Zahl der VMs pro Host-System reduziert. Manchmal haben sie auch schlicht davon Abstand genommen, geschäftskritische Systeme oder Applikationen, wie beispielsweise Datenbanken oder E-Mail-Server, in der virtualisierten Umgebung zu betreiben, weil sie befürchteten, dass die Datenzugriffs-Pattern durch den I/O-Blending Effekt gestört werden könnten.
In diesen Fällen wurden die Applikationen häufig in isolierten, nicht virtualisierten Servern betrieben, was die Kosten für die Infrastruktur und die Verwaltung nach oben trieb.
CP: Weshalb?
Cohen: DieIT-Abteilungen waren gezwungen, Hunderte, wenn nicht gar Tausende HDDS zu kaufen, einfach nur, um so die IOPS-Anforderungen der virtualisierten Server zu erfüllen. Entsprechend wuchs jedes SAN mit seinen Hunderten HDDs, was wiederum die Ausgaben für Energie und Kühlung in die Höhe trieb und somit auch die Gesamtbetriebskosten erhöhte.
Obendrein sind HDDs aufgrund ihrer mechanischen Funktionsweise auch fehleranfälliger, weshalb Hochverfügbarkeits-Modelle sowohl den Ausfall einzelner HDDs als auch des kompletten Arrays berücksichtigen mussten - was zum einen die Zahl der erforderlichen HDDs erneut in die Höhe trieb und zum anderen den Einsatz einer ausgereiften Software für den SAN-Layer erforderlich machte. Das war eine wesentliche Ursache, weshalb die Vorteile der Server-Virtualisierung oft nicht zum Tragen kamen.
CP: Wo gibt es weitere "Flaschenhälse" bei der Bereitstellung virtueller Server, Desktops, Applikationen und Dienste?
Foto:
Georg Dietsch: Virtuelle Umgebungen konsolidieren viele Workloads an einer Stelle. An dieser Stelle entsteht aber die Last aller Workloads auf dem Storage. Häufig sind die Betriebsprozesse noch nicht für die Virtualisierung optimiert sondern auf die eher langsame Provisionierung physikalischer Workloads ausgerichtet. PCIe-Speicher optimiert hier die Prozesse gegenüber herkömmlicher Storage SAS/FC-basierend, da es direkt auf dem Bus ansetzt. Ein schneller und sicherer Storage ist so neben einem intelligenten Storage-Design die Voraussetzung für eine gut funktionierende virtuelle Umgebung. Der Einsatz von schnellen Speichern (SSD) auf PCIe mit entsprechender VXL S/W ist unabdingbar. Herkömmliche SAS/FC Schnittstellen erweisen sich oft als Flaschenhals.