儲存虛擬科技，挑戰12 PB不可能任務

台灣規模最盛大的資訊科技年會－Microsoft Tech•Ed，不僅參加者眾，深受歡迎的「實機操作教室(Hands-on Labs, HOL)」更以豐富的課程，年年吸引爆滿的學員報名參與。今年度的Tech•Ed Taiwan主辦單位從美國Tech•Ed上百個實機操作課程中，精挑細選了300多堂課程，提供給台灣與會的IT技術人員與開發人員學習和實作。

今年度主辦單位把四間實機操作教室打通，在國際會議中心一樓現場設置了80台電腦，預估約有二千位學員報名參加，其中課程檔案資料量與去年同場活動相較，從100 GB暴增到3 TB(3,000 GB)。因此，要如何確保學員在課程交替之間，能輕鬆、迅速從網路取用自己的課程資料便是一大挑戰。

於是延續去年局部建置的成功經驗，今年，主辦單位台灣微軟再度邀請儲存與資料管理解決方案領導者－NetApp(NASDAQ: NTAP)，全面擴大部署該公司專業的儲存虛擬化科技方案，以彈性架構為實機操作教室打造高效率的運作環境，提供學員存取無礙的學習體驗。

NAS與SAN同台演出

NetApp今年準備了一個3TB的邏輯磁碟機來存放所有課程檔案，再將此邏輯磁碟機複製出2,000個，讓每個學員都能以自己的帳號對映一個3TB的邏輯磁碟機當成本地磁碟機使用，總計容量高達12 PB (12,000 TB)。如此一來，每個學員可以在實機操作教室中的任何一台電腦登入帳號，從本地磁碟機叫出自己的3 TB課程資料。

「如果沒有NetApp的虛擬化科技，要在一個會議室樓層安置這麼龐大的磁碟容量，大約需要330個機櫃，整個國際會議中心一樓也無法容納，這簡直是不可能的任務。」NetApp台灣區技術總監姜群表示：「現在透過NetApp儲存虛擬化科技，只要12 TB硬碟機容量即可達成，加上我們的重複資料刪除技術，讓建置後只消耗0.65 TB的儲存空間，節省幅度多達70%。其結果不但省錢、省時，簡化了管理複雜度，同時也落實節能減碳的理念。」

由於在大型資料中心行之有年的光纖通道儲存網路技術(Fibre Channel SAN)，在中小型企業應用的普及率也逐年提高。NetApp與微軟此次也結合了Brocade公司，在80台教學電腦中配置了20台Brocade 4Gbps及8Gbps速率的光纖通道介面卡(FC HBA)，搭配光纖交換器，同場展示對iSCSI和Fibre Channel介面的Unified Storage強大支援能力。

這種雙介面支援能力讓學員無論從使用Gigabit Ethernet網路卡或HBA光纖通道介面卡的電腦登入，都能取用自己帳號下的所有課程資料；即使登出網路後，學習課程仍會保留，下次從任何一台電腦再登入後，就能取用原來的學習進度，完全不受限於電腦硬體或是何種網路介面。

資料與儲存率先虛擬化

然而，想要享受類似實機操作教室的儲存虛擬化科技效益，如果是使用伺服器虛擬化Hyper-V環境4PB+4PB儲存空間就會讓這個計畫目標遙不可及，也不是買一套同時支援iSCSI和Fibre Channel介面的儲存設備就可以達到，而是要伺服器虛擬化之前必須先完成儲存虛擬化，重點就是儲存系統解決方案要同時在「資料」層與「儲存」層兩方面，都提供虛擬化技術的特點。

對資料層面而言，虛擬化的重點在於「中立性」──無論本地磁碟機資料是在哪種電腦平台產生，使用者都能無礙取用，毫無限制，與經由哪種網路介面(GbE和FC HBA)傳輸無關，在不同作業系統(例如Windows和Linux)的CIFS與 NFS的網路磁碟機資料存取，都能確保彼此間的檔案鎖定是安全的，資料不會損毀，也不會錯誤。

而在儲存層，則是把所有磁碟機「融合」成一相同屬性的狀態。你透過網路介面使用的本地磁碟或網路磁碟機，不管它的空間是多少，都不會被固定的磁碟陣列群組所綁住，每個本地磁碟機和網路磁碟機裡的可用空間都不會被獨佔，使得無法釋出給其他應用程式使用，所有磁區的空間全部是共用的，而這種與網路介面無關(GbE/FC)、與網路協定無關(CIFS/NFS)、與後端磁碟陣列群組無關、與配置的邏輯磁碟空間無關，這正是儲存虛擬化科技的核心。

試想，如果沒有儲存虛擬化科技，今天在實機操作教室部署的兩種網路介面(Ethernet和Fibre Channel光纖通道)，將各自成為孤島。不但各自需建立2,000個學員帳號，還得因應學員要隨意從任何一台PC登入上網的需求，得準備兩套4 PB的磁碟空間，即8 PB，其結果既耗費金錢與時間，管理複雜度也將難以駕馭，更不符合綠色節能減碳的原則。

虛擬備份，輕量又安全

此外，儲存虛擬化技術也深入應用在資料備份。如果要針對實機操作教室4 PB的資料量做全備份，就要準備另一個4 PB的磁碟空間。但NetApp的Snapshot備份軟體則採用虛擬化技術，演出金蟬脫殼的戲碼。

每當進行備份時，會把原始資料拍照縮影包裹在殼內；一旦需要使用原先任何一個備份版本資料時，都可以直接讀取，不需要還原就可以使用，如果想要將線上的資料全部切換到之前其中某個版本狀態，也可以瞬間完成置換。

由於Snapshot軟體不是複製整個資料，僅是在資料的磁區裏面標示記號，不僅備份時間短、不會影響儲存系統運作效能，也因為蟬殼體積小，佔用儲存空間極少，這個1993年開始問世的技術，解決了全世界數百 PB資料量的備份難題。

Snapshot在進行備份時，會把原始資料拍照縮影包裹在殼內。一旦需要使用原先任何一個備份版本資料時，都可以直接讀取，不需要還原就可以使用；如果想要將線上的資料全部切換到之前其中某個版本狀態，也可以瞬間完成置換。由於Snapshot軟體不是複製整個資料，僅是在資料的磁區裏面標示記號，不僅備份時間短、不會影響儲存系統運作效能，佔用儲存空間極少。這個1993年問世的技術，迄今已解決了全世界數百 PB資料量的備份難題。

這種虛擬化備份方法，主要是讓邏輯磁碟機的屬性不受限於任何通訊協定，也因為採取類似Windows桌面捷徑的做法，極為節省複製時間。以二千個帳號對應的磁碟目錄為例，只需數秒鐘就完成。

不過在這種虛擬做法下，因為資料密度高，導致磁區重複使用率高，要確保磁區的高度正確性與可用性，就是一大挑戰。目前要達成這種目標，需要仰賴儲存管理軟體的先進技術，具備自動化磁區讀取與寫入雙重即時自我驗證，磁區自我偵測與錯誤自動修復，故障硬碟自我修復自動化。

同時，檔案系統在不正常斷電重新開機後，不需要擔心檔案資料會有受損的風險，也不用經過漫長的檔案系統檢查程序，就可以在數分鐘內立刻提供服務，NetApp的儲存作業系統－Data ONTAP® 7G就是完整資料安全保障的儲存虛擬化作業系統。

話說回來，企業採用儲存虛擬化科技的好處十分顯著，不但奠定伺服器虛擬化成功的根基，又可為將來桌上腦虛擬化做好準備。以電腦教育業者為例，可以減少實體儲存設備與空間的投資，節約能源。同時課程接替之間，無需再以人工方式抽換磁碟機，也把講師從固定的教室釋放出來，透過網路「以一對無限」的學員。

這就像是「中央廚房」的概念，透過集中管理儲存系統的做法，把課程「派送」所需的地點。如此，不但可以提升營業績效，也享有IT設備投資的最大效益。

TechEd實機操作教室，資訊環境速寫
．作業系統：Windows Server 2008與Hyper-V虛擬環境作業平台
．儲存設備與軟體：NetApp FAS系列、Data ONTAP® 7G、FlexVol、Snapshot、SnapDrive