Flash und Server-Virtualisierung steigern Performance und Effizienz im RZ

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Die Entfesselung Host-basierter PCIe Flash in virtuellen Umgebungen

Für jede Instanz, die Daten von einem unterschiedlichen Speicherort auf den HDD-Speichern anfordert, muss sich der mechanische Kopf der HDD bewegen, was die physikalische Fähigkeit des Laufwerks Random Data schnell zu lesen limitiert. Eine HDD bewegt sich normalerweise mit 7.500 bis 15.000 Umdrehungen pro Minute (RPM), um also Daten zu lesen, löst sich der HDD-Kopf vom aktuellen Titel und bewegt sich zum nächsten Speicherort, um dann wieder dort einzurasten. Jede Bewegung benötigt Zeit und sowohl die Lese/Schreibe-IOPS-Performance als auch die Latenz verlangsamt sich erheblich bis die Daten gefunden und auf sie zugegriffen wurde.

Im Gegensatz zu HDD-Speicher hat die Flash-Speicher-Technologie keine beweglichen Teile, bewältigt zufällige Datenzugriffe mühelos, so dass Virtualisierung bestens unterstützt wird. Eine einzelne über PCIe angeschlossene Flash-SSD liefert dieselbe Random-I/O-Leistung an virtuelle Maschinen wie ein großes SAN-Array mit tausenden von Standard-Festplatten. Wenn noch eine virtuelle Zugriffstechnik hinzukommt, so wie die „Virtualized Controller Architecture“ (VCA) von OCZ, kann der Flash-Controller die Random-Arbeitslasten effizient über alle NAND-Zellen der PCIe-Steckkarte verteilen (siehe: Abbildung 2).

OCZs Z-Drive PCIe SSDs und VXL Software

Um eine schlanke, leistungsfähige und umweltfreundliche virtualisierte Server-Umgebung zu erhalten, bieten die „Z-Drive“-PCIe-Steckkarten von OCZ eine kompakte und stromsparende SSD-Lösung, die direkt in einen PCIe-Steckplatz eines Servers eingebaut werden kann. Damit lässt sich die Leistung der dort laufenden Anwendungen verbessern, ohne die CPU oder den Hauptspeicher mehr zu belasten. Die Kombination der PCIe-basierten Z-Drive Modelle mit der „VXL“-Software von OCZ ermöglicht die Einführung eines vollständigen virtuellen Steuersystems für Unternehmenskunden, die Flash-Ressourcen effizient an virtuelle Maschinen verteilen wollen, um die Leistung ihrer Schlüsselanwendungen zu maximieren.

Zusätzlich ermöglicht es die VXL-Software, die Z-Drive PCIe-Steckkarten als eine hochverfügbare Netzwerklösung zu abstrahieren. Dies wird durch den „SAN-less Data Center“-Modus erreicht, der den Flash-Speicher jeder virtuellen Maschine in einem Cluster zur Verfügung stellt, ohne auf die Möglichkeiten der Hypervisor-Schicht zu verzichten.

Dazu gehören End-to-End-Spiegelung, Hochverfügbarkeit, dynamische Migration virtueller Maschinen (VMware vMotion Support) und die Toleranz gegenüber Server-oder Flash-Fehlern. Diese Flash-Only Level-Performance setzt den Vorrang für ein All-Silizium-SAN-less Rechenzentrum, das alle Vorteile der Virtualisierung liefert, ohne Notwendigkeit für kostspielige Backend-SANs.

Die VXL-Software

Die VXL-Software nutzt die Z-Drive PCIe-Steckkarten, um die virtuellen Maschinen Flash-Speicher nach Bedarf zuzuteilen. Dabei wird darauf geachtet, dass keine dieser virtuellen Maschinen unnötig Flash-Speicher belegt, wenn die Anwendungen ihren Leistungsbedarf auch auf konventionellen Medien befriedigen können. Damit wird der Flash-Cache jederzeit unabhängig von der Anzahl der virtuellen Maschinen optimal genutzt.

Obwohl sich der Flash-Cache nur in einem Server befindet, kann sein Speicher mithilfe der VXL-Software von vielen Rechnern aus parallel genutzt werden, was die VXL zur einzigen schnellen Caching- und Virtualisierungs-Software mit dieser einzigartigen Fähigkeit macht. Dieser Ansatz gewährleistet einen hohen ROI in einer Umgebung, in der viele verteilte VMs denselben Flash-Speicher nutzen und von diesem in den meisten Fällen nicht gleichzeitig Spitzenleistungen abfordern.

Die VXL Software benötigt keine Agents auf den angeschlossenen VMs und unterstützt durch einfachen Anschluss an den Hypervisor alle dort installierbaren Plattformen wie Windows, Linux, OpenSolaris und FreeBSD. Im Gegensatz dazu erfordern andere Lösungen die Installation von Treibern oder Agenten entweder auf dem Hypervisor oder im Betriebssystem aller virtuellen Maschinen und eine separate Verwaltung aller Agents. Der „No-Agents“-Ansatz von OCZ vereinfacht die Einführung, Verwaltung und Pflege dieser Lösung, vor allem in Umgebungen mit mehreren tausend virtuellen Maschinen.

Der Datenzugriff ist nicht länger ein limitierender Faktor. Mit der Z-Drive PCIe-Steckkarte, die auf dem Host-Layer des virtuellen Servers eingesetzt wird, kann die VXL Software bis zu 10mal mehr VMs verarbeiten sowie den zufälligen I/O-Anforderungen aller VMs im System stand halten und damit den “IO-Blender-Effekt”- überwinden (siehe: Abbildung 3).

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