[Cẩm nang Cloud] Ảo hóa lưu trữ trong Điện toán đám mây

Sau chuyên mục về ảo hóa Linux, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về ảo hóa lưu trữ. Tại đây, chúng ta hãy cùng xem qua về các loại hình, rủi ro, phương pháp, lợi ích, mức độ quan trọng,... của chúng nhé!
 

Ảo hóa lưu trữ trong điện toán đám mây là việc chia sẻ một không gian lưu trữ vật lý thành nhiều thiết bị lưu trữ, và chúng các thiết bị lưu trữ này dường như trở thành thiết bị lưu trữ độc lập, duy nhất.

 

Ảo hóa lưu trữ là gì?

Như đã nói, ảo hóa lưu trữ trong điện toán đám mây là việc chia sẻ một không gian lưu trữ vật lý thành nhiều thiết bị lưu trữ, và chúng các thiết bị lưu trữ này dường như trở thành thiết bị lưu trữ độc lập, duy nhất. Chúng ta cũng có thể gọi chúng là một nhóm các thiết bị lưu trữ khả dụng, có thể dễ dàng quản lý từ một bảng điều khiển trung tâm.

 

Việc ảo hóa này mang lại rất nhiều lợi ích cho người dùng như dễ dàng sao lưu, khôi phục dữ liệu.

 

Toàn bộ quá trình này đều được thực hiện với khoảng thời gian ngắn, và chúng hoạt động một cách rất hiệu quả. Ảo hóa lưu trữ trong điện toán đám mây không có sự phức tạp của Storage Area Network (SAN). Nền tảng ảo hóa này có thể áp dụng cho tất cả các cấp của SAN.

Tại sao nên dùng ảo hóa lưu trữ?

Cùng xem qua những lý do khiến chúng ta cần triển khai sử dụng ảo hóa lưu trữ trong điện toán đám mây:

    - Nếu chúng ta thực hiện ảo hóa lưu trữ trong môi trường IT, chúng sẽ cải thiện sự quản lý không gian lưu trữ. Tất cả mọi thứ lúc này sẽ được lưu trữ và quản lý đúng cách, do đó sẽ không xuất hiện bất kỳ sự cản trở nào, giúp nhiệm vụ được hoàn thành một cách nhanh chóng.

    - Chúng sẽ mang lại thời gian downtime (thời gian ngừng hoạt động) ngắn khi khả năng lưu trữ tốt hơn. Tất cả các vấn đề này sẽ không còn là vấn đề nhờ vào sự trợ giúp của hệ thống quản lý tự động.

    - Ảo hóa lưu trữ sẽ mang lại hiệu quả sử dụng lưu trữ tốt hơn, vì việc lưu trữ thông tin ở một nơi cụ thể như phương pháp thông thường có thể sẽ gây mất dữ liệu hoặc gặp sự cố. Do đó, việc phân chia lưu trữ trong ảo hóa lưu trữ sẽ là phương pháp hữu ích cho bạn.

Các loại ảo hóa lưu trữ

Bây giờ, chúng ta sẽ cùng đi qua danh sách các loại ảo hóa lưu trữ trong điện toán đám mây:

    - Hardware Assisted Virtualization

    - Kernel Level Virtualization

    - Hypervisor Virtualization

    - Para-Virtualization

    - Full Virtualization

I. Hardware Assisted Virtualization

Đây là một loại ảo hóa yêu cầu phải có sự hỗ trợ của phần cứng. Chúng tương tự như Para-Virtualization. Ở đây, các hệ điều hành chưa sửa đổi có thể khởi chạy dưới dạng hỗ trợ phần cứng cho sự ảo hóa, và chúng ta cũng có thể sử dụng để xử lý các yêu cầu truy cập phần cứng cũng như bảo vệ các hoạt động.

II. Kernel Level Virtualization

Kernel Level Virtualization sẽ chạy một phiên bản riêng của Linux Kernel. Mức Kernel cho phép chạy nhiều máy chủ trong một Host duy nhất. Chúng sử dụng một trình điều khiển thiết bị để giao tiếp giữa Linux Kernel chính và các máy ảo. Nền tảng ảo hóa này là một hình thức đặc biệt bên trong ảo hóa máy chủ.

III. Hypervisor Virtualization

Một Hypervisor là một lớp trung gian giữa hệ điều hành và phần cứng. Với sự hỗ trợ của Hypervisor, nhiều hệ điều hành có thể hoạt động. Hơn nữa, chúng cung cấp các tính năng và dịch vụ cần thiết để giúp hệ điều hành hoạt động bình thường.

 

IV. Para-Virtualization

Chúng được xây dựng dựa trên Hypervisor - bộ phận xử lý mô phỏng và bẫy phần mềm. Tại đây, các hệ điều hành khách được sửa đổi lại trước khi cài đặt chúng vào bất kỳ máy nào khác. Hệ thống đã sửa đổi giao tiếp trực tiếp với Hypervisor và cải thiện hiệu suất.

V. Full Virtualization

Đây là nền tảng ảo hóa tương tự như Para-Virtualization. Bên trong nó, Hypervisor bẫy các hoạt động của máy được các hệ điều hành sử dụng để thực hiện các hoạt động. Sau khi bẫy các hoạt động, chúng mô phỏng trong phần mềm cụ thể và các mã trạng thái được trả về.

Rủi ro trong ảo hóa lưu trữ

I. Giới hạn về sự chấp nhận

Một phần ba các doanh nghiệp đã báo cáo trong một cuộc khảo sát về kinh tế máy tính rằng họ đã gia tăng ngân sách cho ảo hóa lưu trữ. Hiện đã có một số thỏa thuận về tỷ lệ chấp nhận, tỷ lệ đầu tư và chi phí của chủ sở hữu.

II. Các vấn đề về đặt tên

Trước đây, VMS rất ít được sử dụng nhưng đến nay, sự phát triển nhanh chóng của VMS đã tạo ra khó khăn trong việc phân biệt VMS quan trọng. Do đó, việc xây dựng một hệ thống đặt tên và chia sẻ chúng với tất cả các bên liên quan nên được thực hiện.

III. Sự cố bất ngờ

Các sự cố bất ngờ thường xảy ra do thời gian ngừng hoạt động (downtime) và việc bị mất dữ liệu. Việc cài đặt VMware lưu trữ các dịch vụ quan trọng sẽ là một điểm duy nhất của thất bại (a single point of failure - Khái niệm chỉ một phần của hệ thống không có dự phòng và sự thất bại sẽ vô hiệu hóa toàn bộ hệ thống). Vì vậy, để loại bỏ các mối đe dọa này, việc bảo vệ dữ liệu máy ảo cần được ưu tiên đặt lên hàng đầu.

Các phương pháp ảo hóa lưu trữ

I. Ảo hóa lưu trữ dựa trên tệp (File-based Storage Virtualization)

Loại ảo hóa này được sử dụng cho một mục đích cụ thể và có thể áp dụng cho hệ thống lưu trữ gắn vào mạng (NAS - Network-Attached Storage).

 

Ảo hóa lưu trữ dựa trên tệp trong điện toán đám mây sử dụng các khối thông báo máy chủ hoặc các giao thức tệp mạng hệ thống. Chúng sẽ giúp phá vỡ các sự phụ thuộc trong một mạng lưu trữ gắn liền với mạng bình thường.

 

Điều này được thực hiện giữa việc thông tin dữ liệu được truy cập và vị trí của bộ nhớ vật lý. Chúng cũng mang lại lợi ích là xử lý tốt hơn việc di chuyển các tệp dữ liệu, giúp cải thiện hiệu suất.

II. Bộ nhớ ảo xây dựng dựa trên khối (Block-based Virtual Storage)

Block based Virtual Storage được ứng dụng rộng rãi hơn các hệ thống lưu trữ ảo, trong khi hệ thống lưu trữ ảo thường được sử dụng cho một vài mục đích cụ thể. Hệ thống Block Based Virtual Storage sử dụng lưu trữ logic, ví dụ như phân vùng ổ đĩa từ bộ nhớ vật lý bên trong các thiết bị lưu trữ.

 

Chúng cũng tóm tắt kho lưu trữ logic như ổ đĩa cứng hoặc bất kỳ thiết bị lưu trữ dạng thể rắn nào. Điều này cũng cho phép phần mềm quản lý ảo hóa làm quen với dung lượng của thiết bị có sẵn, và chia chúng thành nhiều nguồn tài nguyên để phân công.

Remapping không gian địa chỉ

Ảo hóa lưu trữ trong điện toán đám mây sẽ giúp đạt được các vị trí độc lập bằng cách sử dụng vị trí thực của dữ liệu. Hệ thống này cung cấp không gian cho khách hàng có thể lưu trữ dữ liệu của họ và thực hiện quá trình mapping.

 

Cũng có thể nói rằng đầu ra của ảo hóa có thể phân tầng như một đầu vào cho các cấp độ ảo hóa cao hơn. Điều này dẫn đến sự thật là có thể có nhiều lớp trung gian trong Virtualizations mapping.

Tại sao ảo hóa lưu trữ lại quan trọng?

I. Hiệu suất

Các thiết bị của ảo hóa lưu trữ chịu trách nhiệm cho các hoạt động như sao chép không đồng nhất và liên kết. Các thiết bị này xếp trước các mảng và tạo ra giao diện chung cho máy chủ.

 

Điều này cũng chấp nhận cho các quản trị viên kết hợp các giao thức và mảng đằng sau các thiết bị.

II. Quản lý WAN

Ảo hóa lưu trữ sẽ không thể gửi các bản sao dữ liệu giống nhau qua WAN. Việc sử dụng các bộ tăng tốc WAN sẽ lưu các dữ liệu vào bộ nhớ cache và gửi chúng với tốc độ mạng LAN mà không làm thay đổi hiệu suất của WAN.

III. Phục hồi sau thảm họa

Ảo hoá lưu trữ trong điện toán đám mây có thể tăng khả năng sử dụng ổ đĩa linh hoạt. Chúng cũng cải thiện khả năng phục hồi sau thảm họa và tính duy trì liên tục của công việc kinh doanh.

IV. Phân cấp lưu trữ

Phân cấp lưu trữ là một công nghệ giúp quản lý, lựa chọn các dữ liệu thường dùng và đặt chúng vào trong một nhóm lưu trữ có hiệu suất cao nhất. Các dữ liệu ít dùng sẽ được đặt trong nhóm lưu trữ có hiệu suất thấp nhất.

Ưu điểm của ảo hóa lưu trữ

Hãy cùng xem qua các ưu điểm của ảo hóa lưu trữ trong điện toán đám mây:

I. Dễ dàng truy cập và upload dữ liệu

Trong ảo hóa lưu trữ, bạn có thể truy xuất vào dữ liệu một cách nhanh chóng từ không gian ảo hóa. Chúng dễ dàng tương tự như việc truy cập vào một file dữ liệu bất kỳ trên máy tính cục bộ. Việc lưu trữ dữ liệu cũng rất dễ dàng, với sự hỗ trợ của các ứng dụng và sự kết nối Internet.

II. Quản lý dễ hơn

Các dữ liệu có thể được di chuyển dựa trên tần suất sử dụng, chẳng hạn như dữ liệu được sử dụng thường xuyên có thể được lưu trên hệ thống lưu trữ có hiệu suất cao. Tuy nhiên, dữ liệu hiếm khi được sử dụng có thể được đặt trên hệ thống chậm hơn một chút.

 

Đây là một ví dụ về hệ thống quản lý pin và khách hàng sẽ không phải đối mặt với bất kỳ vấn đề nào liên quan đến việc lưu trữ

III. Tính bảo mật

Trong ảo hóa lưu trữ, dữ liệu được lưu trữ ở những vị trí khác nhau và được bảo mật với mức tối đa. Nếu bất kỳ thảm họa nào xảy ra, dữ liệu có thể được lấy từ các nơi khác và nó sẽ không ảnh hưởng đến khách hàng.

 

Bảo mật có khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng thực tế hơn là việc cung cấp thêm dung lượng lưu trữ.

Các kiểu ảo hóa

Có 3 cách khác nhau để tạo ra ảo hóa lưu trữ:

    - Host-Based 

    - Network-Based

    - Array-Based

I. Host-Based Storage Virtualization

Tại đây, tất cả các công việc ảo hóa và quản lý sẽ được thực hiện tại cấp máy chủ (Host) với sự trợ giúp của bộ nhớ phần mềm và phần cứng, chúng có thể là bất kỳ thiết bị hoặc mảng nào.

 

Máy chủ được tạo ra bởi nhiều máy chủ - những bộ phận cung cấp các ổ đĩa ảo của một tập hợp các máy khách, bất kể chúng là VMs trong doanh nghiệp hay PCs.

II. Network-Based Storage Virtualization

Network-Based Storage Virtualization là một hình thức phổ biến được sử dụng rộng rãi hiện nay. Các thiết bị như các bộ chuyển đổi thông minh hoặc các máy chủ được xây dựng có mục đích sẽ được kết nối đến tất cả các thiết bị lưu trữ trên kênh mạng lưu trữ sợi quang, và hiển thị bộ nhớ dưới dạng một nhóm ảo.

II. Array-Based Storage Virtualization

Ở đây, mạng lưu trữ cung cấp các loại lưu trữ khác nhau thuộc phần cứng vật lý và được sử dụng làm các tầng lưu trữ. Phần mềm có sẵn để xử lý một lượng dung lượng lưu trữ được tạo thành từ ổ cứng vật lý.

Quản lý tập trung (Centralized Management)

Hệ thống quản lý tập trung mang lại rất nhiều lợi ích như cho phép quản lý, phân bổ và xem bộ nhớ từ một giao diện duy nhất. Hơn nữa, thời gian ngừng hoạt động (downtime) sẽ rất nhỏ, hệ thống quản lý tập trung cung cấp tính có sẵn cao nhất có thể cho bạn.

Kết luận

Các kỹ thuật lưu trữ ảo hóa hiện nay đã trở nên phổ biến hơn vì nó mang lại những lợi ích riêng của mình. Với sự trợ giúp của ảo hóa lưu trữ trong điện toán đám mây, tất cả các ổ đĩa có thể kết hợp với một tài nguyên được quản lý tập trung duy nhất.

 

Hơn nữa, ảo hóa lưu trữ cho phép sửa đổi và thực hiện các thay đổi mà không bị downtime. Điều này mang lại sự linh hoạt cho khách hàng bằng cách làm cho việc di chuyển dữ liệu trở nên linh hoạt.

 

 

>> Xem tiếp: Bài 23: Ảo hoá hệ điều hành trong Điện toán đám mây

<< Xem lại: Bài 21: 4 phần mềm ảo hoá Linux nên dùng
 

 

Để tìm hiểu thêm về dịch vụ Cloud, vui lòng liên hệ đến Viettel IDC:

 

- Hotline: 1800.8088 (miễn phí cước gọi)

- Fanpage: https://www.facebook.com/viettelidc

- Website: https://viettelidc.com.vn

 

Viettel IDC – Nhà cung cấp dẫn đầu về giải pháp Trung tâm dữ liệu và Điện toán đám mây tại Việt Nam