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闪存应用与业务性能优化  2015-05-05

业务背景

 

随着云计算数据中心虚拟化技术的引入,将一个物理服务器虚拟化多个虚拟服务器已经成为现实,即虚拟化桌面云。采用虚拟化桌面云为核心的数据中心应用范围广泛,应用类型众多,同时面向不同的应用场景和客户群体。

 

目前虚拟化桌面云架构中,存在以下三个因素,限制了用户业务应用的性能和规模:(1)服务器主机的CPU/内存;(2)网络带宽;(3)存储I/O。

 

随着服务器多核多线程的x86架构CPU和内存技术的发展,CPU/内存资源可以支持服务器主机上创建大规模数量的虚拟机。而l0Gbe NICs和带TOE(TCP/IP offload)的LOMs(LAN-on—motherboard)技术的不断发展,网络带宽也不是制约虚拟机规模化增长的瓶颈。在CPU、内存和网络带宽等资源不断增长的同时,存储的I/O负载也在不断加大。

 

为了同时满足众多的客户需求,提供优质的数据服务,I/O虚拟化技术应运而生。通过将用户的I/O请求存储在高速缓存设备上,加速I/O的响应性能,来满足数据中心对I/O的高带宽、低延时的业务需求。随着SSD硬盘的价格不断降低,在服务器端增加高速存储设备(Cache),缓存用户数据,提高读写I/O性能,越来越被广泛应用。例如,在数据库应用方面,通过将数据库的日志等频繁刷新的非用户数据,缓存在服务器的大容量Cache存储设备上,提高数据库服务器的I/O性能。

 

因此,本方案采用Cache软件,利用SSD硬盘的高速读写能力,应用在虚拟桌面云系统中,实现对系统I/O访问的加速。

 

方案概述

 

传统的虚拟桌面云系统采用三层结构:第一层是服务器,运行虚拟机及用户的业务应用;第二层是数据存储网络;第三层是存储设备,存储用户数据。服务器的虚拟机(业务应用)通过数据存储网络,访问存储设备,获取或存储用户数据。

 

当虚拟机用户数量增大时,可以通过扩展服务器的性能(CPU、内存等)和存储设备的容量(磁盘组数量)来提高支持的用户数。虚拟机用户数的增加,带来数据存储网络的读写I/O请求数也相应增加,对存储设备的I/O性能要求也提高。若存储设备的性能不能满足要求时,则系统就达到了I/O瓶颈。

 

在整个虚拟桌面云系统层面,根据业务应用模型,可从服务器端、存储端、网络端三个方面,对I/O采用Cache数据的方法,做性能优化。本方案在服务器端,增加高速存储设备,缓存用户的读写数据,进而减少读写I/O响应时间。

 

本方案采用SanDisk的Fusion-IO ioDrive、ioCache配合对应的DirectCache、ioTurbine软件,实现虚拟环境的数据Cache,提升虚拟环境的整体性能。

 

方案架构

 

 

 

方案组件

 

  • Fusion-IO产品

    • ioCache

    • DirectCache

    • ioTurbine

 

 

 

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