未來資料處理架構未來資料處理架構––

整合整合VS.VS.虛擬虛擬

普安科技普安科技

龐景龐景德德

2Networked Storage Solutions

AgendaAgenda

• 虛擬架構的介紹

• 伺服器與儲存相關軟硬體虛擬化趨勢

•• 未來資料處理架構未來資料處理架構

• 機會與挑戰

• Q & A

3Networked Storage Solutions

資源虛擬化的需求

• 伺服器虛擬化共享系統資源及增加系統使用率• 儲存系統虛擬化提高儲存系統使用率及增加使用及管理

彈性• 桌面及檔案虛擬化集中使用者端存取便利及強化安全性

4Networked Storage Solutions

虛擬架構的介紹

• 伺服器虛擬化

– 硬體虛擬化

– 作業系統虛擬化

• 應用程式虛擬化

• 桌面虛擬化

• 儲存虛擬化

• 檔案虛擬化

5Networked Storage Solutions

伺服器虛擬化

• 整合眾多系統，簡化硬體部署– 原本眾多舊系統可轉化為虛擬機器，移轉至單一硬體系統中，因此可大幅減少硬

體管理、維護與購置成本。

• 襲用舊有環境，減少更新成本– 透過虛擬方式將舊有應用環境轉移至新虛擬平台上執行，可避免不相容。

• 構築安全架構，強化災難備援– 可藉由虛擬機器建立相同前端伺服器環境，並能在系統故障或毀損時，即時將任

務移轉至另一虛擬機器中繼續執行，以維持系統正常運作。

6Networked Storage Solutions

應用程式虛擬化

‧

在桌上型電腦上的傳統安裝、程式修補、更新、管理及移除程序都

可能相當複雜，而且成本昂貴，使得IT成本有增無減。‧

將應用程式集中於資料中心，以「隨選服務」形式供應給終端用戶，

成為一種有效的運作模式。

• MS Application Virtualization 4.5• Citrix Systems XenApp 5• VMware - Thinstall

7Networked Storage Solutions

桌面虛擬化

• Desktop virtualization from Server to Client– VMware Virtual Desktop Infrastructure（VDI）– Citrix XenDesktop

• Desktop virtualization at local– VMWare Workstation/Fusion– MS Virtual PC/Enterprise Desktop Virtualization（EDV )

8Networked Storage Solutions

儲存虛擬化

• 虛擬化定義為「將應用系統、運算伺服器或一般網路資源當中的

『儲存系統或儲存服務』內部功能予以抽象化、隱藏或隔離。可獨

立管理儲存系統與資料，不受應用系統和網路架構的影響。」﹔• 將虛擬化運用在儲存服務或儲存硬體上，來匯總（Aggregate）功能

或硬體、降低複雜度或添加新功能給較低階的儲存資源。

• Centralized Storage Pools and Virtual Volumes• Scaleable architecture• Integrated Management Interface

9Networked Storage Solutions

檔案虛擬化

• 所謂檔案虛擬化，是指在儲存檔案的伺服器與儲存設備之前，建立

起一個虛擬的邏輯層，基於全域命名空間（Global Namespace）

技術，透過虛擬邏輯層的定義，將原本的儲存路徑虛擬為邏輯路徑。• 使用者要存放檔案時，就不用知道此檔案究竟是存放至哪一個儲存

設備上，而可根據企業自行設定的分類方式，如部門別，去找尋資

料。

伺服器與儲存設備

相關軟硬體虛擬化趨勢

11Networked Storage Solutions

伺服器虛擬化架構

• Full virtualization全虛擬化– 藉由作業系統虛擬出整套電腦的硬體資源

– Low Performance

• Para-virtualization半虛擬化– 藉由虛擬層（Hypervisor）讓虛擬伺服器能直接取用硬體運算資源

• Hardware Assisted virtualization– Intel VT, AMD-V

• VMWare ESX

• Citrix / Xen

• MS Hyper-V

12Networked Storage Solutions

Server Virtualization & Storage

• Shared storage is common deployment for VM mobility – VMWare VMotion – Xen Live Migration

• HBAs must be specifically qualified to run at hypervisor level• Single HBA shared across all virtualized guest Oses• FC vs. iSCSI for storage I/F

13Networked Storage Solutions

VMWare VMotion and Storage VMotion

• VMWare VMotion– Live migration of virtual machines without service interruption

• VMware Storage VMotion– Non-disruptive, live migration of virtual machine storage

VMotion Storage VMotion

14Networked Storage Solutions

Server Virtualization & Virtual HBAs

• 為了讓虛擬環境下的伺服器與SAN環境連接更加彈性和安全，同時簡

化SAN網路的架構• Enables HBAs to be virtualized using N-Port ID Virtualization

(NPIV)

NPIV HBAs

A B C

Hypervisor

A B C

Hypervisor

HBAs

ServerOS

Single Fibre Channelview shared among all virtual machines

Logical views for each VMor group of VMs

ServerOS OS OSOS OS

I/O I/O I/O

I/O

SAN (single view) AB

C

15Networked Storage Solutions

儲存相關軟硬體趨勢

• 更快更強的硬體規格– FC 8G/SAS 6G/iSCSI 10G/FCoE– Data Integrity/Encryption

• 更有彈性的資料管理架構– Centralized Virtualized Storage Pools– Thin-Provisioning– Data De-Duplication

16Networked Storage Solutions

現今企業的儲存資源管理問題

• 無效率的儲存分配方式– 隨著網路與各種傳輸技術突飛猛進，資料量呈爆炸性成長，造成企業對

儲存媒體的需求不斷攀升。不過，對於儲存資源卻沒有有效率的管理方

式。

• 管理異質儲存系統的複雜度

17Networked Storage Solutions

集中化的共享儲存空間

• Centralized Storage Pools

• Integrated/Easy Management Interface

Consolidated Free capacityVirtual volume

18Networked Storage Solutions

儲存設備虛擬化架構

Virtualized by host/software

Out-of-band appliance

virtualization

In-band appliance

virtualization

Array-based virtualization

Fabric-based virtualization

19Networked Storage Solutions

Virtualization at the Host

• Servers support storage virtualization through logical volume management.

• A logical volume manager is a software layer that sits between the file system and the operating system’s disk driver software.

• LVMs are server-centric and must be managed on a per-server basis.

V

20Networked Storage Solutions

Virtualization Appliances

• In-band (Symmetric)• Out-of-band (Asymmetric)

V V

21Networked Storage Solutions

Virtualization at the Storage Target

• Storage controllers provide basic disk virtualization in the form RAID management, mirroring, and LUN mapping/masking.

• There is no open systems standard for peer communication between storage arrays.

• Virtualization by Storage Systems– Heterogeneous vs. Homogeneous– Scaleable Homogeneous Architecture

V

22Networked Storage Solutions

• 以少報多的策略• 自動精簡配置技術可以讓儲存設備只在有資料寫入的情況

下得以保留，而不是在一開始配置的時候就保留好。• 提高儲存空間使用效率，節省下大量的硬碟與其購置成本。

相對的，所耗費的電力與散熱冷卻的需要亦大幅降低。‧原本有2000GB,每個伺服器分配500GB,剩餘500GB

自動精簡配置自動精簡配置

((Thin Provisioning)Thin Provisioning)

23Networked Storage Solutions

自動精簡配置是萬靈丹自動精簡配置是萬靈丹??

• 增加管理複雜度– 定期進行空間警告的功能及後續反應

• 整體空間不足會影響所有應用程式運作• 不用的空間是否可以退回系統讓其他應用程式使用?• 與檔案系統的配合

– Thin-Provisioing and NTFS– Cluster allocation

24Networked Storage Solutions

Virtualization vs. Thin Provisioning

Virtualization Thin Provisioning

…

Virtual Pool Physical200G

Logical800G

Physical100G

Logical600G

Virtual LUN1

Virtual LUN2

Request

SQL server800G

Exchange server600G

25Networked Storage Solutions

重覆資料刪除重覆資料刪除

((Data DeData De--Duplication)Duplication)

• 文件特徵等級的壓縮– 最傳統的技術是針對單一檔案的壓縮。

• 檔案等級的單實例儲存– Single instance storage (SIS），具有跨檔案比對的能力。特

別適合用於有許多相同附加檔案的電子郵件。

• 區塊層級的重複資料刪除– 用區塊的方式分析資料，具備跨多個檔案比對的能力，並且能從

更精細的層級縮減，並非只是檔案壓縮。

26Networked Storage Solutions

Sever Virtualization + Data DeSever Virtualization + Data De--DuplicationDuplication

Ex. VMWare Deployment + Backup

未來資料處理架構未來資料處理架構

28Networked Storage Solutions

分久必合合久必分之電腦篇

• 大型主機 + 終端機• PC出現• Thin-Client• PC + 網路• Distributed System, Cluster, Cloud Computing, Grid

Computing• 虛擬化架構• 虛擬桌面與Mobile Device

• 2012年, 90%伺服器將採用虛擬化架構

29Networked Storage Solutions

分久必合合久必分之儲存篇

• DAS (Direct Attached Storage)• NAS (Network Attached Storage)• SAN (Storage Area Network)• 虛擬化架構• 網路儲存空間• 分散式儲存技術

– Grid, Cluster Storage– pNFS– P2P-based storage

• 儲存設備的虛擬化還有比較長的一段路

30Networked Storage Solutions

I/O Consolidation

• To consolidate all types traffic on a single network– The parallel networks include:

• IP networking for servers and clients• Storage• Inter-Process Computing in HPC environments.

– Benefits• Unified management with converged network adapters• Reduced cost and power consumption• Investment protection with seamless integration

31Networked Storage Solutions

I/O Consolidation Solutions

• iSCSI– LAN: Based on Ethernet and TCP/IP– SAN: Encapsulates SCSI in TCP/IP

• InfiniBand– LAN: Transports IP over InfiniBand (IPoIB); Socket Direct Protocol (SDP)

between IB attached servers– SAN: Transports SCSI over Remote DMA protocol (SRP) or iSCSI Extensions

for RDMA (iSER)

• FCoE– LAN: Based on Ethernet (Data Center Ethernet) and TCP/IP– SAN: Maps and transports Fibre channel over Data Center Ethernet (Lossless

Ethernet).

32Networked Storage Solutions

Protocol Stack

33Networked Storage Solutions

未來資料處理架構未來資料處理架構

• 在虛擬化的平台架構下, 使用整合集中化的應用系統• 網路相關服務亦建構在虛擬化的架構• 資料庫整合及應用系統集中，可以提供更進一步提高虛擬化整合程

度，強化管理及降低基礎建設費用• 更一致簡潔的管理環境• 更簡單低成本的備援環境• Cloud Computing• Software as a Service (SaaS)

• 個人前端可攜式應用及資料管理• 單一整合的資料存取介面• Storage as a Service (SaaS)

34Networked Storage Solutions

未來資料處理架構未來資料處理架構(2)(2)

35Networked Storage Solutions

Ex: Virtual Datacenter OS from VMware

‧

一套企業內部的雲端技術，整合全部的伺服器、儲存設備與網路，

形成一個大型的共享資源。• Infrastructure vServices – server, storage and network• Application vServices • Cloud vServices • Management vServices

36Networked Storage Solutions

機會與挑戰機會與挑戰

• 機會產業的機會與挑戰– 儲存需求快速的成長

– 跨入門檻高

– 尚未進入殺價競爭

• 挑戰– 新技術發展速度快

– 使用者整體軟硬體解決方案的提供

– 台灣廠商非主要產業領導，產業聚落和供應鏈未完整形成

37Networked Storage Solutions

Mechanical Design• ID design• Drop/Vibraion solution• Thermal solution • EMI/Safety solution• Packing design

ASIC Design

Software Design• RAID management utilities

design• Storage Application

Design(MPIO, Data Service)

Firmware Design (in Flash)• RAID Kernel design• RAID Processing design• Device drivers design

HW Design• System Architecture design• Circuit design• PCB Layout• Signal Integrity solution• EMI solution

普安研發項目普安研發項目

RAID Controller

RAID Subsystem front view

Server

RAID Subsystem back view

普安科技股份有限公司普安科技股份有限公司 Reliable Networked Storage Solution ProviderReliable Networked Storage Solution Provider

39Networked Storage Solutions

公司簡介—基本資料

亞洲第一大之專業磁碟陣列系統廠商

•成立時間：1993年

•員工人數：390人

•資 本 額：27 億5000萬

•公司位置：研發營運總部及製造廠設立在台北縣中和市，且美國、英國、大陸及日本設立分公司，以即時提供銷售與技術服務。

•國內第一家以儲存設備掛牌之公司(2495)

40Networked Storage Solutions

公司簡介—產品介紹

一、主要營業項目：網路儲存設備與方案專注磁碟陣列系統之研發/製造/銷售，以提供企業完整的網路儲存設備/方案，使企業資料受到嚴密保護，進而降低營運風險

二、產品優勢1.高速度速度 ((High Performance)High Performance)將主機讀寫的需求分散至各硬碟中，

發揮多顆硬碟的速度

2.2.高容量高容量 ((High Capacity)High Capacity)集合多顆硬碟容量成為虛擬單一硬碟容量，增加擴充彈性

3.3.安全的資料保護安全的資料保護((Data Protection)Data Protection)以控制器硬體作高速資料安全演算，如遇硬碟故障，資料可正常讀寫

41Networked Storage Solutions

營運狀況營運狀況

• 高獲利能力：營業毛利率60%

• 高績效成長

978

535

836

418

984

293

2130

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3070

1201

2942

1252

3144

1031

3183

1547

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

89年 90年 91年 92年 93年 94年 95年 96年

營業收入 稅前純益

42Networked Storage Solutions

行銷據點行銷據點

USA /1996 UK / 2001 CHINA / 2000 JAPAN / 2004

•主要產品銷售地區美洲47%、歐洲30%、亞洲23%

43Networked Storage Solutions

研發規模研發規模//組織組織

• 研發人員比重(佔總人數)：224/390=57%

• 完整的軟/韌/硬體/機構研發團隊

44Networked Storage Solutions

普安科技普安科技——績優上市公司績優上市公司

(2495)(2495)

※※歡迎資工歡迎資工//電機電機//電子電子

相關系所加入我們的行列相關系所加入我們的行列※※

◎研發工作

ASIC Engineer /FW Engineer /SW Engineer

HW Engineer

◎專業工作

Product Manager

International Technical Support Engineer

45Networked Storage Solutions

Q & AQ & A

未來資料處理架構– ��整合VS.虛擬 ��Agenda資源虛擬化的需求虛擬架構的介紹伺服器虛擬化應用程式虛擬化桌面虛擬化儲存虛擬化檔案虛擬化Slide Number 10伺服器虛擬化架構Server Virtualization & StorageVMWare VMotion and Storage VMotionServer Virtualization & Virtual HBAs儲存相關軟硬體趨勢現今企業的儲存資源管理問題集中化的共享儲存空間儲存設備虛擬化架構Virtualization at the HostVirtualization AppliancesVirtualization at the Storage Target自動精簡配置 (Thin Provisioning)自動精簡配置是萬靈丹?Virtualization vs. Thin Provisioning重覆資料刪除 (Data De-Duplication)Sever Virtualization + Data De-Duplication Slide Number 27分久必合 合久必分之電腦篇分久必合 合久必分 之儲存篇I/O ConsolidationI/O Consolidation SolutionsProtocol Stack未來資料處理架構未來資料處理架構(2)Ex: Virtual Datacenter OS from VMware機會與挑戰Slide Number 37普安科技股份有限公司� Reliable Networked Storage Solution Provider公司簡介—基本資料公司簡介—產品介紹營運狀況行銷據點研發規模/組織普安科技—績優上市公司 (2495)Q & A