Storage Virtualization

2 de Setembro de 2009 às 16:07:49 por João Nóbrega

A virtualização de armazenamento é um processo de abstracção lógica de sistemas de armazenamento e de os libertar de constrangimentos físicos.
Os dispositivos dedicados que realizam estas tarefas juntam, numa espaço de armazenamento lógico, recursos para fornecer a sistemas dispersos, de forma a poderem ser partilhados entre um variedade de servidores e aplicações. A virtualização de dispositivos de armazenamento físicos toma duas formas: uma chamada  Storage Área Network, frequentemente implementada num computador com aplliances baseadas num servidor que se ligam a um switch Fibre Channel ou uma controladora de armazenamento; e a File Área Network, realizada por appliances ou software capaz de ir buscar dados a servidores individuais de ficheiros e dispositivos de NAS (Net Attached), para uma única entidade gerida.

Ao virtualizar o armazenamento, a complexidade de gerir, fazer o back up, arquivo e migração de dados entre dispositivos de armazenamento separados é desprezada porque os utilizadores deixam de precisar de conhecer as dependências para executar operações de armazenamento.

Como executar adequadamente a virtualizaçã?

Quando Roland Etcheverry entrou para a companhia de químicos Champion Technologies há dois anos, percebeu que precisava de refazer o ambiente de armazenamento da empresa. Tinha feito o mesmo noutras empresas onde estivera, portanto sabia que queria uma SAN para ligar as várias localizações de armazenamento ao centro de dados, assim como a um local de disaster recovery separadoa, cada um com cerca de 7TB de capacidade. Ele também percebeu que gostaria de virtualizar o armazenamento.
Na sua versão mais básica, a virtualização do armazenamento junta recursos de armazenamento de discos rígidos separados parecerem como um reservatório de armazenamento.
Os recursos humanos de TI gastarão menos tempo a gerir dispositivos de armazenamento, já que  alguns recursos podem ser centralizados. A virtualização também aumenta a eficácia do armazenamento, permitindo que os ficheiros sejam a armazenados, onde quer que haja espaço, em vez de haver discos sub-utilizados.
E as TI podem acrescentar ou substituir discos rígidos sem exigir um tempo em baixo para reconfigurar a rede e os servidores afectados: o software de virtualização faz isso automaticamente. As operações de backup e de replicação são também muito mais rápidas porque apenas os dados alterados serão copiados; isso elimina a necessidade de haver tempos de baixa agendados, assinala  Etcheverry.
Melhor ainda, ele deverá fazer poupar dinheiro em futuras necessidades de armazenamento, porque o seu software de gestão de armazenamento FalconStor combina discos de vários fabricantes como se fossem um único disco virtual. Assim, permitirá que Etcheverry evite ficar preso a adiscos de tecnologia proprietária, exigida frequentemente pelos sistemas de armazenamento baseados em ordenamentos
Embora a tecnologia de virtualização de armazenamento seja relativamente nova, está rapidamente a ganhar aceitação na empresa. Em 2006, 20% das 1.017 empresas inquiridas pela Forrester Research tinha adoptado a virtualização de armazenamento. Até 2009, 50% das empresas esperavam fazê-lo. E as percentagens são ainda mais elevadas para as empresas com 20.000 empregados ou mais, refere o trabalho: 34% dessas empresas tinham virtualizado o armazenamento em 2006, e esse valor deverá subir para 67% até 2009.
Mas a virtualização de armazenamento requer uma estratégia clara, diz Etcheverry. “Muita gente não pensa muito sobre o armazenamento, por isso não o planeia de forma a poderem reduzir os custos”, reforça. Como a virtualização de armazenamento é uma abordagem muito diferente na gestão de dados, aqueles que não o repensam podem perder várias vantagens de produtividade e poupança da tecnologia, concorda Nik Simpson, um analista de armazenamento no Burton Group.

Melhores backups
Estrategicamente, a virtualização de armazenamento traz grande valor *a rotinas de gestão de armazenamento exigentes em termos de recursos, consagradas à protecção dos dados e manutenção da disponibilidade dos mesmos em ambientes exigentes.
Estas tarefas incluem: a replicação de dados para manter bases de dados sincronizadas; a cópia de dados para manter a redundância dos dados disponíveis para serem usadas no caso da primeira cópia ser estragada; os backups para manter tanto os dados actuais como o histórico disponíveis no caso de serem apagados, mas serem necessários mais tarde; e imagens para copiar as porções originais de dados alterados e tornar mais fácil voltar à versão original. Todas estas actividades se tornam mais difíceis de realizar usando as técnicas mais tradicionais de gestão de armazenamento, à medida que o volume de dados aumenta vertiginosamente, e o tempo disponível para efectuar operações de backup decai.
Como a tecnologia de virtualização de armazenamento usada para estes propósitos copia apenas as partes individuais dos dados mudados, nem ficheiros inteiros, nem grupos de discos são copiados, estas actividades de protecção de dados são mais rápidas e sobrecarregam menos as redes. “Acaba-se por transferir menos 40% a 50%, dependendo dos dados que se tem disponíveis”, considera Ashish Nadkarni, consultor principal na consultora GlassHouse Technologies.
Esta eficácia permite a CIO conseguir um backup contínuo e replicações, e possibiltando mudanças rápidas para novos equipamentos no caso do hardware falhar.
“Podemos adicionar novo equipamento de armazenamento ter dados transferidos nos bastidores , sem os utilizadores sequer perceberem”, diz Ryan Engh, gestor de infra-estrutura de TI  na firma investimento Wasatch Advisors, a qual usa o software de virtualização da DataCore.
Outra vantagem: “Evita-se que os estados da infra-estrutura de disaster recovery e o de produção tenham um ruptura”, diz o mesmo. Trata-se de um problema comum num ambiente tradicional em que os dois conjuntos de dados estão dessincronizados, devido aos longos tempos de replicação necessários.
Contudo, a natureza distribuída do armazenamento de dados dá às TI uma grande flexibilidade na forma como os dados são armazenados, diz  Chris Walls, presidente dos serviços de TI da empresa de gestão e dados de cuidados de saúde PHNS, os quais usam a controladora  de virtualização da IBM. “Essa camada de controlo dá a flexibilidade de colocar os dados num sítio remoto, ou mesmo em múltiplos sítios,” diz, estando toda a estrutura invisível aos utilizadores.
Percebendo essas capacidades, um CIO pode então introduzir uma disponibilidade de dados 24 horas sobre sete dias, com facilidades disaster recovery, talvez como parte de uma estratégia de expansão global. Isso é precisamente o que Etcheverry está a fazer em Champion. “Nós temos então uma janela de backup de zero segundos, e podemos reconstruir a imagem de uma drive quase em tempo real”, refere.
Algumas empresas ganharam uma vantagem adicional com a virtualização do armazenamento combinando-o com uma tecnologia mais antiga chamada provisionamento fino que engana uma drive, fazendo assumir que tem mais capacidade do que realmente tem; isto é feito normalmente para criar uma configuração de volume de utilizador padronizada para todas as drives de forma a que quando se substitui drives pequenas, por drives maiores, a equipa de TI não tem de mudar a estrutura de interface com o utilizador. Ao adicionar a virtualização de armazenamento, estes volumes padronizados, finamente padronizados, podem exceder o limite físico de qualquer drive; o excesso é simplesmente armazenado noutra drive, sem o utilizador saber.
“Isto realmente facilita a configuração,” diz Engh da Wasatch. E além disso, reduz a necessidade do departamento de TI de monitorizar a utilização individual das drives; o software de virtualização ou appliance, só obtém maior capacidade onde consegue encontrá-la.
Por exemplo, o Epilepsy Project, um grupo de investigação  da Universidade da California em São Francisco, usa o provisionamento fino, conjugado com a appliance de virtualização de armazenamento da Network Appliance.
As aplicações  de análise do projecto geram centenas de gigabytes de dados temporários enquanto estão a fazer vários cálculos. Em vez de fornecer a cada investigador a capacidade máxima de 2TB para o uso ocasional do Windows, o CIO  Michael Williams dá a cada um, cerca de uma quarto desse espaço físico, e depois usa o provimento fino.
A appliance aloca o espaço extraordinário para os dados das aplicações de análise apenas quando são realmente necessárias, redistribuindo dinamicamente o espaço de armazenamento entre os investigadores.

Ferramentas em várias formas
As ferramentas de virtualização de armazenamento surgem em várias formas, começando com as mais presentes, de virtualização baseada em ordenamentos. Neste sentido, um fabricante providencia um ordenamento expansível, ao qual as drives do fabricante podem ser adicionados; o software de gesta virtualiza as drives, de modo a aparecerem  como um universo comum de dados. Normalmente a empresa está presa ao hardware de um fabricante, mas não tem de se preocupar com a possibilidade de haver trocas de acusações entre fabricantes se alguma coisa correr mal, considera Andrew Reichman, analista da Forrester  Research.
Fornecedores dessas tecnologias incluem a Compellent, a EMC, a Hewlett-Packard, a Hitachi Data Systems, a  Network Appliance (NetApp), a Sun e a Xiotech. Reichman assinala que vários desses produtos, incluindo os da Hitachi (também vendidos pela HP e pela Sun) e da NetApp, também suportam ordenamentos de terceiras partes.
O produto da Hitachi  è a “única opção de gama alta”, diz, enquanto os outros foram desenhados para sistemas de armazenamento relativamente pequenos, com menos de 75TB.
A opção mais recente, de virtualização de armazenamento baseada na rede, usa software ou uma appliance de rede para gerir uma variedade de discos e outros dispositivos de armazenamento.
Estes podem ser fornecidos por múltiplos fabricantes, normalmente permitindo a compra de discos de menores custos, do que opções de fornecidas por apenas um fabricante.
Isto permite usar drives mais baratas para necessidades de armazenamento de missão não crítica e permite que se faça a reutilização de pelo menos alguma capacidade de armazenamento acumulado ao longo dos anos, através de fusões com outras organizações, diz Ashish Nadkarni, consultor principal na GlassHouse Technologies.
Os fornecedores dessas ferramentas de virtualização de armazenamento baseada na rede ( oferecido normalmente como componente da oferta SAN) englobam a BlueArc, a DataCore Software, a EqualLogic, a FalconStor Software, a IBM, a Incipient, a iQstor e a LSI. As ofertas actuais tendem a ser para ambientes de menos de 150TB, assinala Reichman.

A parte difícil
A flexibilidade e o controlo proporcionados pela virtualização do armazenamento têm riscos. “A  flexibilidade pode ser um pesadelo muito mau… é como dar lâminas a crianças” considera Engh. A questão emergente colocada pela virtualização de armazenamento é a complexidade.
Embora as ferramentas mantenham controlo de onde estão os vários bits dos ficheiros, uma equipa de TI pouco habituada a ter dados espalhados por vários suportes pode gerir os discos de uma forma antiquada, copiando volumes com partes de ficheiros em vez de os copiar os mesmos para backup. Ou então, ao configurar as redes virtualizadas de armazenamento, podem acidentalmente misturar drives de baixo desempenho com servidores virtualizados grande desempenho, lesando a performance de aplicações críticas, assinala GlassHouse’s Nadkarni.
As ferramentas de virtualização não são difíceis de usar, mas é difícil para os engenheiros de armazenamento deixarem de pensar sobre dados de uma ponto de vista físico, diz Wall, da PHN. ” Tudo o que  se sabe sobre gestão de armazenamento vai ser útil”, acrescenta.
Outra questão passa pela escolha da forma correcta virtualização de armazenamento, baseada na rede ou nos ordenamentos.
A tecnologia de virtualização baseada na rede é fornecida através de um software instalado num servidor, uma appliance de rede ou um switch Fibre Channel inteligente. È disponibilizado em duas versões: uma que actua no néivel dos blocos e outra que actua no nível dos ficheiros.
A virtualizaçõa baseada no ordenamentos é normalmente fornecida como parte do software de gestão de armazenamento que vem com um ordenamento.
A virtualização baseada nos ordenamentos está madura, considera Simpson, da Burton Group. Contudo está limitada ao armazenamento ligado directamente  ao ordenamento ou alocado só a esse ordenamento através de uma SAN; as TI habitualmente têm de comprar armazenamento  de um fabricante, levando a empresa a ficar presa ao fabricante.
A virtualização baseada na rede existe apenas há alguns anos e assim tem sido sobretudo disponibilizada por empresas startups. É a forma mais flexível de virtualização de armazenamento considera o analista da Forrester, Andrew Reichman, e permite gerir quase todos os recursos de armazenamento, mesmo os que não estão na sede da empresa, desde que estejam disponíveis por via de uma SAN. Apesar destas ferramentas, teoricamente, actuarem muitas vezes como um ponto de estrangulamento na sua SAN, em termos práticos os fabricantes conseguem prevenir bem esse problema, assinala o mesmo.
A maior parte dos produtos de virtualização de armazenamento funciona ao nível do bloco, o que significa que lidam com grupos de bits em vez de ficheiros inteiros. Enquanto a virtualização de armazenamento baseada na rede e de blocos é a opção mais flexível, a tecnologia exige que uma empresa mude os seus switches de rede de armazenamento e outros dispositivos de rede, substituindo-os por máquinas compatíveis, afirma Nadkarni. “Mas ninguém quer desligar a sua SAN para fazer isso”, alerta.
Embora se possa adicionar a tecnologia incrementalmente, isso só aumenta a complexidade, pois as empresas terão armazemento virtualizado e não virtualizado, todos os quais precisam de ser geridos em paralelo.
Por isso, a maior parte das organizações deverão considerar a adopção a de virtualização de armazenamento baseado na rede como parte de um esforço maior de reengenharia, aconselha.
È exactamente o que tanto o que Etcheverrry e Walls, fizeram. Ao primeiro adoptou a virtualização com parte da reconfiguração do armazenamento de dados da empresa, enquanto Walls adoptou- a na a sequência da construção de um centros de dados e instalações de disaster recovery.
Nos dois casos, todo o trabalho de configuração foi realizado fora do ambiente de produção e pôde ser testado exaustivamente sem afectar os utilizadores.
A partir do momento em que os líderes de TI estejam contentes com os novos sistemas, transferiram depois os dados e colocaram-nos online. Isso significa que houve apenas uma única ruptura no ambiente de armazenamento, repararam os utilizadores.

Cinco dicas para o processo de compra
Virtualização de armazenamento – A abstracção lógica de dados a partir de dispositivos físicos – é uma plataforma que permite muitos serviços de armazenamento. Ao virtualizar o armazenamento numa reserva comum de recursos, a empresas podem receber melhores capacidades de gestão, um maior utilização dos recursos e a capacidade de conseguir melhores migrações, replicações e provisionamento.
Apesar das suas vantagens, comprar e implementar produtos de virtualização de armazenamento pode ser caro e complexo.
Oriente-se por estes conselhos para avaliar as suas decisões:
1. Confirme que precisa de facto de  software de virtualização.
Enquanto a virtualização do armazenamento pode trazer uma melhor utilização dos recursos de armazenamento e a capacidade de migrar dados entre diferentes níveis de armazenamento, precisa de olhar para essas capacidades e decidir se precisa de implementar a virtualização de armazenamento para as obter. Se por exemplo, vai comprar software de virtualização para determinar a utilização dos ordenamentos de armazenamentos, existem outro software capaz de fazer isso.
A gestão de um único ambiente homogéneo pode ser mais fácil  como software fornecido pelo fabricante para as suas plataformas de armazenamento. A gestão de plataformas diversas tais como as da IBM, EMC e Hitachi podem ser simplificadas com a virtualização de armazenamento já que todos os dados de diferentes dispositivos seriam agregados num só reservatório capaz de ser gerido desde uma consola de gestão.
2. Determinar que implementação de virtualização de armazenamento encaixa no seu ambiente. Ela surge em três formas: baseada no alojamento, na rede, na matriz, ou no ordenamento.
A virtualização baseada no alojamento existe há alguns anos, e é relativamente barata, em comparação com os outros tipos. É o que faz a Symantec, com o seu produto Veritas Storage Foundation ou a Brocade Tapestry StorageX. Sofre muitas vezes de falta de capacidade de expansão. Como um ambiente de armazenamento cresce, mais servidores são necessários para alojar a virtualização – cada servidor exige o seu próprio sistema operativo e licença de virtualização de alojamento, manutenção e software suplementar.
A virtualização baseada na matriz da rede está a ganhar muito interesse ultimamente porque possibilita a anexação de qualquer computador de alojamento e qualquer ordenamento de armazenamento.
A virtualização em rede está representada no mercado pela controladora SAN da IBM e a Invista, da EMC. Neste tipo é preciso decidir se devemos adoptar  uma configuração in-band ou exterior à rede.
A virtualização baseada em controladoras ou em ordenamentos de armazenamento é preconizada pela plataforma Hitachi Data Systems TagmaStore Universal Storage. Não exige que seja inserida outr appliance, mas implica trabalho suplementar para a controladora.
3. Dê atenção complexidade e aos custos da implementação de uma virtualização.
A virtualização de armazenamento exige tanto mais hardware como software a serem acrescentados à rede. A virtualização no alojamento exige drivers de software em todos os computadores ligados a vários  dispositivos de armazenamento. A virtualização baseada na matriz da rede requer uma  appliance ligada a switches de Fibre Channel. A virtualização baseada em ordenamentos pode exigir a adição de um ordenamento separado para virtualizar os recursos de armazenamento.
Precisa de verificar também quaisquer mudanças na sua rede que a virtualização possa exigir.
Por exemplo, isso pode surgir na forma de outra marca de switch Fibre Channel, ou um par de servidores que normalmente não precisaria.
4. Decida que nível de interoperacionalidade necessita
Precisa de decidir se vai virtualizar dispositivos de armazenamento de um fabricante ou de dois ou mais.
Algumas formas de virtualização são limitadas a apenas aqueles dispositivos de armazenamento do seu próprio fabrico. Outros, como a  TagmaStor USP da Hitachi pode virtualizar dados de uma variedade de ordenamentos de vários fabricantes.
Se por exemplo quer migrar dados entre diferentes plataformas de armazenamento de um único fabricante, pode não precisar da virtualização de armazenamento. O software desse fabricante pode ser a solução mais barata. Se pretende migrar dados de várias plataformas para uma só ou migrar dados armazenados em ordenamentos de diversos fabricantes para um sistema único pode tornar a migração mais fácil e muito menos complexa.
5. Tome cuidado com as fidelizações compulsivas
Ao escolher o tipo de virtualização a implementar, precisa de estar atento para não ficara preso à tecnologia de um fabricante.
Alguma virtualização baseada em ordenamentos como as da Hitachi Data Systems, exige que se acrescente um ordenamento do mesmo fabricante para poder virtualizar quaisquer dados. Também precisa de ter a certeza de que as funções necessárias à empresa – como a migração inicial de dados – não exige que use o produto de migração do fabricante. Fechar a empresa nas capacidades de replicação, migração ou gestão pode ser muito caro.

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