1、NetApp白皮书集群模式DataONTAP服务质量多租户环境性能隔离NetApp公司AmritaDasxMikeMcNamara2013年8月IWP-7191内容提要存储服务质量(QoS)是集群模式DataONTAP新增的一项功能，有助于业务关键型应用程序在共享基础架构环境中实现可预测的存储性能。通过为多种存储对象(文件、LUN、卷)分配性能容量上限，可以主动控制那些不太重要或恶意工作负载所消耗的资源，从而保持业务关键型工作负载的性能水平。同样，通过为多租户共享基础架构中映射到某个租户的StorageVirtualMachine分配限制，服务提供商可以防止租户之间彼此影响性能，并实施“按使用
2、量付费”的模式。存储QoS几乎适用于所有共享基础架构环境，包括企业数据中心、私有云和公共云。它可以使您将工作负载整合到一个共享基础架构中并提高利用率，同时满足业务关键型工作负载的性能需求，从而降低资本支出，减少故障排除活动，让您的IT团队能够腾出时间来处理其他工作。目录1简介32 在IT环境中应用NetAppQoS32.1 存储QoS的优势42.2 存储QoS的使用情形4为企业工作负载设置存储性能限制4限制云租户的最高存储性能4限制运行异常的应用程序的性能53 QoS的工作原理53.1 QoS策略组54结论65了解更多信息6插图目录图1）使用存储QoS为各个文件、LUN、卷或整个SVM应用性能
3、容量限制。3图2）在私有或公共云中，会针对每个租户指定一个SVM或一个性能限制。您可以为各个层（如铜牌、银牌和金牌）设置限制来提供不同级别的服务。4图3）一个QoS策略组包含一组存储对象，例如SVM.卷、LUN或文件。对一个策略组设置的限制将适用于该组中的所有对象，即使这些对象位于集群中的不同节点上也是如此。51简介在如今高度虚拟化的数据中心和云环境中，多个应用程序、工作组或租户共享同一个物理服务器、网络或存储资源的情况已是司空见惯。虽然共享基础架构有利于提高利用率并降低成本，但它同时也带来了挑战，它必须确保工作负载或租户不会相互影响。无论您是在企业数据中心内运行混合工作负载，还是已过渡到私有
4、云，实现了IT即服务（ITaaS）,抑或您就是云服务提供商，可能都已注意到这些挑战。企业环境中的共享基础架构必须防止应用程序工作负载相互影响，以便可以为关键应用程序实现稳定的性能，同时确保完成重要的数据保护流程和其他维护任务。私有云和公共云必须防止租户活动相互影响，同时还必须满足预期性能要求，避免因租户增多而性能下降。在这样的环境中，保证租户能够按使用量付费至关重要。NetApp开发了存储QoS,可以解决各种繁忙存储环境中的问题。对于存储QoS1我们希望能够通过防止工作负载相互影响，并隔离和限制资源密集型工作负载来实现稳定的性能。NetAPP的目标是，通过提高操作可见性并监控和分析应用程序工作
5、负载来简化工作负载管理。目前，NetApp是唯一一家可在全领域产品（从入门级到企业级）以及存储区域网络（SAN）与网络连接存储（NAS）中提供存储QoS的存储供应商。2在IT环境中应用NetAppQoS运行集群模式DataONTAP的NetApp存储集群可细分为不同的StorageVirtualMachine（SVM）1每个SVM均通过各自的权限进行管理。SVM可通过安全地隔离各个租户（例如，在服务提供商环境中）或各个应用程序、工作组、业务单位等来实现多租户功能。各个应用程序或租户通常都有自己的SVM1该SVM可直接由应用程序所有者或使用该SVM的租户进行管理。图1）使用存储QoS为各个文件、
6、LUN、卷或整个SVM应用性能容量限制。集群模式DataONTAPSVM1SVM2每当存储系统或存储集群产生大量工作负载时，都有可能出现这样一种情况：一个工作负载的活动过多而导致其他工作负载受到影响。利用存储QoS工作负载管理功能（在集群模式DataONTAP8.2及更高版本中推出），您可以创建策略来控制各个文件、卷、LUN或整个SVM可能消耗的资源，从而定义服务级别来管理性能峰值并提高客户满意度。通过QoS1您可以为一个SVM或整个SVM上的一组文件、卷或LUN设置性能容量上限（按IOPS或MB/秒的最大值来定义）。借助这一功能，企业IT管理员和服务提供商可以整合集群中的多个工作负载或多个租
7、户，而不必担心最重要的工作负载会受到影响或某一个租户分区中的活动影响另一个租户分区。这样，您就可以提升存储基础架构的利用率和整体效率，并降低资本成本。2.1 存储QoS的优势NetApp存储QoS既适用于SAN存储，也适用于NAS存储，还可在整个NetApp光纤连接存储（FAS）产品系列（从入门级到企业级）中运行。您可以使用NetAppV系列在NetApp存储环境中加入第三方存储。通过使用V系列作为EMC、HP、HDS及其他厂商的SAN阵列的前端，您的现有存储可以充分利用QoS限制以及其他NetApp功能的优势。存储QoS可以为各类存储环境提供明显的优势。它可以：提高整合水平1 根据服务级别协
8、议（SLA）设置相关限制 增加工作负载而降低影响风险 确保客户能够按使用量付费22存储QoS的使用情形存储QoS的使用情形有很多。以下示例介绍了使用QoS的一些方法。为企业工作负载设置存储性能限制要为具有不同服务级别需求的工作负载提供QoS,传统的做法是，将每个应用程序存储在自己专用的基础架构孤岛中。然而，这种做法会降低资源利用率，而且会增加成本。存储QoS通过对每个重要工作负载设置限制，可以满足在一个更加经济高效的共享基础架构中运行多个工作负载的需求。它可以将每个应用程序工作负载分配给自己的SVM并对该SVM设置性能容量限制（以IOPS或MB/秒来定义），或者对与某个应用程序工作负载关联的一
9、组卷或LUN设置性能容量限制。限制云租户的最高存储性能在多租户云环境中，无论是私有云还是公共云，特定资源的首批租户的性能都可能会超出其SLA水平。随着更多租户的加入和性能的降低，会出现明显的性能下降问题。您可以使用存储QoS,根据每个租户的SLA对其性能容量加以限制，从而避免发生此问题这样，即使有可用资源，租户也不会超过设定的性能限制，因而不太可能发现性能随时间而发生变化。另外，使用存储QoS,您可以轻而易举地基于SLA设定各个服务层，这是它的另一个优势。例如，铜牌服务、银牌服务和金牌服务可能分别对应于10,000IOPS、20,000IOPS和40,000IOPS的限制。图2）在私有或公共云
10、中，会针对每个租户指定一个SVM或一个性能限制。您可以为各个层（如铜牌、银牌和金牌）设置限制来提供不同级别的服务。限制运行异常的应用程序的性能存储QoS另一个可能的使用情形是，在某一应用程序过度消耗系统性能容量时，对该应用程序加以限制。如果您一开始没有为工作负载设置QoS限制，则上述功能就会派上用场。每个工作负载都可以使用尽可能多的资源，并获得最大支持。但是，如果应用程序消耗的系统性能容量过多（可能是由于编程错误或出现意外的使用量峰值），则可以使用存储QoS迅速做出反应。确定出现问题的应用程序、联系负责人并更正该应用程序会非常耗时。而如果使用存储QoS来限制与该应用程序相关的I/O消耗的性能容
11、量，解决上述问题就会更加便捷。借助DataONTAP工具，您可以通过分配足够低的性能容量限制来消除资源争用现象，从而快速确定过度活跃的存储对象并隔离工作负载。3QoS的工作原理使用存储QoS工作负载管理功能，您可以控制存储对象（如卷、LUN.VMDK或SVM）可以消耗的资源，以便管理性能峰值并提高客户满意度。您可以使用MB/秒作为单位来为顺序工作负载设置吞吐量限制，也可以使用每秒I/O操作数作为单位来为事务工作负载设置吞吐量限制，从而实现精确控制。一旦对某个SVM设置了限制，该SVM中的所有对象都会共享这一限制。这样，您可以对某个租户或应用程序设置性能限制，并使该租户或应用程序自由管理在该限制
12、内分配到的资源，而不管它如何选择该资源。3.1 QoS策略组可以通过创建策略组并为每个策略组应用限制来应用存储QoS0例如，一个策略组可以包含一个应用程序所使用的一个SVM或一组卷或LUN（在一个SVM中）。图3）一个QoS策略组包含一组存储对象，例如SVM,卷、LUN或文件。对一个策略组设置的限制将适用于该组中的所有对象，即使这些对象位于集群中的不同节点上也是如此。QoS策略组限制：每个策略组IOPS小于2000在虚拟环境中，一个策略组可以包含一个数据存储库中的一个或多个VMDK文件或LUNo应用于某个策略组的限制是对该策略组所含全部对象的综合限制。计划程序会主动控制工作，以便将资源公平地分
13、配给组中的所有对象。请注意，多个对象不必位于同一集群节点上，如果某个对象在集群中移动，其策略限制将仍然有效。您可以使用IOPS或MB/秒来对策略组设置限制，但不能同时使用这两者。4结论集群模式DataONTAP凭借强大的特性和功能，助您打造一个高效的存储环境。无论您管理的是传统企业IT环境、私有云还是公共云，存储QoS都可堪称又一重要的存储优化工具。借助QoS.您可以整合更多的工作负载，同时尽可能地降低工作负载彼此影响的风险，从而提高存储资源的利用率。您也可以防止租户和应用程序耗尽所有可用资源，提升最终用户体验。通过预定义服务级别，您还可以为不同用户和应用程序提供不同级别的服务。您可以使用存储QoS发挥存储基础架构的最大效率，这样，所需的总存储量就会减少，而资本支出(CAPEX)也会下降。同时，您的IT团队还可以更加主动地应对各种情形，从而有助于降低运营支出(OPEX)o5了解更多信息要详细了解存储QoS1请阅读以下资源：ESG实验室聚焦：NetApp集群模式DataONTAP8.2存储服务质量(QoS)http:WWW.etapD.comcnmediaesc-lab-spotliQht-ontaQ-Qs-zh.pdfTR-3982:tatpConrVcrV6品牌或产品均为其各自所有者的商标或注册商标.应予同样对待，WP-7191-0813zhCN存储服务质量(QoS)
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