Ne laissez pas le stockage cloud pénaliser votre retour sur investissement

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1 Ne laissez pas le stockage cloud pénaliser votre retour sur investissement Préparé par : George Crump, analyste senior Préparé le : 03/10/2012

2 L investissement qu une entreprise fait dans le domaine de la virtualisation ou du cloud est certes important, mais le retour sur investissement que ces projets offrent l est tout autant. Le défi à relever repose sur le fait que le coût de l infrastructure de stockage pour couvrir ces initiatives, s il est considérable, peut rapidement miner n importe quel retour sur investissement acquis par le projet de virtualisation et/ou de cloud. Un investissement dans le cloud n est pas fait pour justifier l achat d un système de stockage plus coûteux; il se fait pour permettre au département informatique de fonctionner comme un service et dans le but de le rendre suffisamment souple pour répondre aux besoins de l entreprise. Pour empêcher que ce projet ne nuise au retour sur investissement du cloud, il faut s orienter vers de nouvelles approches de stockage. Afin d éviter que le stockage n affecte le retour sur investissement du cloud, celui-ci doit fournir les performances requises par l infrastructure cloud tout en offrant en même temps les capacités exigées, de la manière la plus rentable et la plus efficace. Les exigences de performance d une infrastructure cloud sont différentes de celles des serveurs autonomes et d applications très exigeantes, telles que les bases de données. Non seulement l infrastructure doit gérer des charges E/S (Entrée/Sortie) très variables qui proviendront des applications de bases de données virtualisées, mais elle doit également gérer des charges E/S stables mais aléatoires qui découleront de la quantité même de serveurs virtualisés. L infrastructure de stockage doit pouvoir offrir différents types de fonctions d optimisation du stockage afin de réduire les besoins en capacité physique d un environnement virtuel en pleine croissance. Ces fonctions d optimisation comprennent généralement l allocation dynamique d espace de stockage (thin provisioning), les copies instantanées (snapshots), et des techniques qui permettent de gagner de l espace en réduisant la capacité consommée par les données réelles en cours de déploiement (déduplication ou compression). Les fonctions ajoutées au système de stockage et destinées à améliorer l efficacité ne doivent pas avoir un impact négatif sur les performances. Le système de stockage doit s équilibrer judicieusement, entre de hautes performances à apporter et une capacité de stockage à utiliser le plus efficacement possible. Cet équilibre demande une autre approche de la gestion du stockage, pour laquelle de multiples technologies de stockage peuvent être utilisées et qui suppose d employer des technologies rentables, appropriées à chaque cas d utilisation. IBM Storwize V7000 Unified illustre parfaitement ce type de solution de stockage, à la hauteur de la tâche. En tirant parti de la virtualisation du stockage et en appliquant un haut degré d automatisation, ce système supprime le plus gros de la charge de travail de gestion des performances et des coûts. Storwize V7000 Unified est un élément clé dans la stratégie Smarter Storage d IBM, laquelle fait quant à elle partie de la stratégie Smarter Computing d IBM. Storwize V7000 Unified est un système de stockage unifié des blocs et des fichiers. Avec une automatisation atteignant des niveaux élevés et des assistants destinées aux administrateurs, il permet à ces derniers de se concentrer sur d autres questions que le stockage de données. Fournir un stockage performant de manière rentable L environnement cloud a transformé les façons de procéder qui existaient à l époque où l on déployait un serveur unique/une application unique. De nos jours, chaque serveur est chargé de plusieurs machines virtuelles, toutes présentant différents modèles de stockage Entrée/Sortie. Cela se traduit par un flux régulier d E/S très aléatoires, un modèle particulièrement difficile dans le cadre de disques rotatifs standards. En déployant dans l infrastructure cloud des systèmes de stockage hautement performants, souvent basés sur des SSD, le retour sur investissement obtenu à l origine par le projet cloud sera probablement encore plus rapidement épuisé. Il faut donc penser à un déploiement hybride, faisant intervenir la technologie des SSD et celle des disques standards. Cependant, s ils ne sont pas correctement mis en œuvre, ces systèmes de stockage risquent de nécessiter un temps d administration supplémentaire. Ils pourraient même entraîner la création d un poste de «spécialiste des performances» à temps plein, chargé de surveiller l environnement cloud et de déplacer les machines virtuelles vers les différents niveaux de stockage en fonction des besoins en performances. 03/10/2012 Page 2 de 6

3 Le coût du stockage sur disque SSD (Solid State Drive) induit en outre que l investissement dans les disques doit être exploité au maximum, en utilisant toute la capacité de disque disponible. Contrairement au stockage sur un disque dur classique, le disque SSD ne peut pas rester à moitié vide. De plus, il ne s agit pas simplement de stocker n importe quel type de données, pris au hasard, sur le dispositif flash. Il s agit de stocker le maximum de types de données les plus appropriés sur les périphériques flash, pour veiller à exploiter leur capacité totale avec autant d efficacité et de rentabilité que possible. Les données peuvent être déplacées manuellement vers une zone de stockage flash et certains environnements hyperviseurs comme VMware permettent une migration en direct des images de serveurs virtualisés, entre les différents types de stockage sur disque. Cela dit, cette manière de procéder est rarement réalisable en environnement cloud : les ensembles de données sont trop dynamiques, ce qui risque d engendrer de nombreuses occurrences de données erronées, placées au mauvais endroit au mauvais moment. Il faut également penser au coût de gestion d un système distinct qui ne serait pas intégré dans le système de stockage d origine. Nombreux sont les clients susceptibles d acquérir un système autonome auprès d un fournisseur alternatif, en vue de répondre aux exigences de performance. Or ces systèmes ne peuvent pas s intégrer les uns aux autres et de nouveau, tandis que certains hyperviseurs tels que VMware offrent la possibilité de faire migrer des machines virtuelles entre des systèmes disparates, la gestion proactive de ces périphériques indépendants reste problématique. IBM Storwize V7000 Unified traite ces deux problèmes grâce à la technologie IBM Easy Tier et grâce à la virtualisation du stockage. Cette fonction, également disponible dans IBM DS8000 et SAN Volume Controller, surveille automatiquement les données stockées par l hyperviseur. Lorsque la fréquence d accès de certains ensembles de données augmente, ceux-ci peuvent être automatiquement déplacés vers le niveau de stockage flash. Easy Tier assure le remplissage du niveau flash par les données intensives E/S, pour faire en sorte que celles-ci soient servies à partir du niveau le plus rapide en matière de performances. Le niveau flash étant désormais rempli avec les données les plus appropriées, l investissement en SSD est optimisé. Easy Tier ne s arrête pas, poursuivant l analyse dynamique de toutes les données, pour pouvoir les remplacer au fur et à mesure que les données du disque dur deviennent plus intenses en E/S que celles placées sur le niveau flash. Ce procédé garantit que le stockage flash de qualité supérieure est réservé aux données qui tireront profit de ses hautes performances et ainsi, que cet investissement de premier ordre est pleinement exploité. Divers types de périphériques de stockage peuvent constituer un volume donné, mais l infrastructure cloud et les administrateurs du stockage gèrent une seule entité logique. Storwize V7000 Unified intègre les différents types de supports avec fluidité, de manière transparente. Et le système place les données sur les supports les plus appropriés, en fonction de ses besoins. Le processus d Easy Tier a été conçu pour s exécuter automatiquement en arrière-plan. Le responsable du stockage peut alors se concentrer sur d autres tâches, au lieu de surveiller de près les exigences de performance de machines virtuelles exigeantes. Cette technologie de hiérarchisation par niveau permet de préserver le retour sur investissement qui a été entrepris pour déployer le serveur virtuel. En effet, le système permet de libérer du capital humain et les services d un «spécialiste des performances» deviennent obsolètes puisque Storwize V7000 Unified endosse ce rôle. On peut encore protéger le retour sur investissement de la mise en œuvre du cloud si l on réduit la quantité de stockage SSD, nécessaire pour répondre aux exigences de performance, mais onéreux. Cette automatisation ne se limite pas à préserver le retour sur investissement du cloud, car elle fait en réalité bien plus, en l augmentant. Les technologies automatisées de placement de données permettent également un déploiement encore plus dense de machines virtuelles par hôte, étant donné que le système de stockage réagit et s adapte automatiquement aux charges de travail supplémentaires. Si les performances du stockage doivent être accrues, la technologie Easy Tier fournit les informations qui indiquent le niveau d importance nécessaire au déploiement de stockage SSD, évitant ainsi les dépenses excessives. 03/10/2012 Page 3 de 6

4 Fournir un stockage efficient de manière rentable L analyse de la plupart des environnements cloud montre que la très grande majorité des ensembles de données sont mieux servis à partir d un niveau de disque mécanique, car ils sont rarement consultés. En fait, c est jusqu à 90 % de ces données qui ne sont pas actives au quotidien. La technologie de disque dur est déjà bon marché, mais cela n empêche que cet investissement doit être encore optimisé, pour le pousser bien au-delà. Un stockage plus efficace permet non seulement de sauvegarder le capital investi, mais il permet aussi de faire des économies d espace et de consommation énergétique. Il limite en effet l espace occupé par le data center et le rack, tout comme la consommation d énergie accrue qu un défilé interminable de nouveaux disques durs exigerait. Même si les disques eux-mêmes étaient aujourd hui gratuits, le coût de l hébergement, de l alimentation en énergie et du refroidissement de ces disques serait considérable. Cependant, cette efficacité ne profite pas uniquement à la capacité du disque dur. S il peut être optimisé, le niveau de SSD apporte un retour sur investissement d autant plus grand, puisque le ratio du dollar par Go augmente. En achetant des disques SSD en quantité suffisante pour héberger 20 % des données au lieu de 10 %, les performances sont sensiblement améliorées pour un volume plus grand de données, en supprimant pratiquement l accès aux données qui ne se trouvent pas au niveau SSD: c est ce qu on appelle le «tier miss». La voie de l efficience Un système de stockage tel que Storwize V7000 Unified propose une méthode adaptée aux environnements cloud, en trois phases. D abord, les volumes bénéficient du thin provisioning, ensuite ils sont clonés et enfin, l ensemble de données qui reste doit être optimisé. Dans l idéal, le système de stockage devrait pouvoir offrir une solution complète qui cumulerait ces aptitudes, mais l optimisation de la capacité restante représente la plus importante de ces étapes. Le thin provisioning Bien que l expression thin provisioning soit devenue universelle, elle doit être bien comprise dans les différentes nuances qu elle recouvre. Le thin provisioning est le processus qui permet de faire croire à un hôte physique ou à une machine virtuelle qu il dispose de toute la capacité nécessaire, mais en fait de lui en attribuer uniquement selon ses besoins. En bref, l espace disque est attribué de manière dynamique au fur et à mesure, en fonction des besoins de l hôte ou de la machine virtuelle. Cette opération d écriture dynamique exige que le système de stockage soit suffisamment performant pour attribuer de la mémoire et écrire les données entrantes en ayant un impact minimal sur les performances de l application hôte. Storwize V7000 Unified fait partie des systèmes de stockage qui ont cette capacité. Une autre option consiste à exploiter les capacités de l hyperviseur pour effectuer son propre thin provisioning. Le défi réside d une part dans l écriture supplémentaire qu une fonction d allocation dynamique exigera et d autre part, dans la charge de travail additionnelle pour l hyperviseur cloud et son système de fichiers. Mais le plus gros de cette difficulté liée aux performances peut être atténué en ayant recours à un niveau de stockage SSD. Encore une fois, un produit comme IBM Easy Tier permet de résoudre en grande partie ce problème de performances. Clonage / Instantanés inscriptibles La deuxième étape consiste à se servir du clonage ou des instantanés inscriptibles (snapshots). Comme le thin provisioning, cette opération peut s effectuer soit par l intermédiaire du système de stockage, soit à travers l hyperviseur cloud en tenant compte des mêmes problématiques de performances. Cette technique permet de créer une image maître d un serveur virtuel, puis de répéter l utilisation de cette image. Par exemple, prenons un ensemble de serveurs de bases de données qui ont tous le même système d exploitation et les mêmes logiciels de base de données. On peut alors créer une image maître, puis la transformer en instantané et s en servir pour la création de tout serveur ultérieur avec les détails de chaque machine virtuelle, conservés dans la partie inscriptible de chaque instantané. Optimisation de la capacité Le thin provisioning permet de libérer de la capacité qui été attribuée à un certain serveur ou à une certaine machine virtuelle, mais qui reste inutilisée. C est un point important parce que cet espace libre n est exploitable que par cette technique d optimisation de capacité. Le clonage et les instantanés inscriptibles éliminent une grande partie de la redondance constatée dans une infrastructure cloud. L optimisation de la capacité est censée réduire l impact de l ensemble de données restant. 03/10/2012 Page 4 de 6

5 La compression et la déduplication sont deux techniques communes utilisées pour optimiser la capacité. La compression permet d éliminer les informations redondantes à l intérieur d un fichier, alors que la déduplication permet d éliminer les informations redondantes à travers l ensemble des fichiers. La compression fait jouer son efficacité sur chaque fichier, tandis que la déduplication n est synonyme d optimisation qu en cas de correspondance d identifiant entre les fichiers. La déduplication joue un rôle important dans les techniques de sauvegarde d entreprise, où le niveau de redondance des données est délibérément élevé. Il semblerait qu elle compte autant dans l environnement virtuel, hormis lorsqu est utilisé un système de stockage robuste tel que Storwize V7000 Unified. Les systèmes comme Storwize V7000 Unified éliminent déjà une grande partie des données redondantes grâce au clonage et aux instantanés.la plupart des données qui restent sont uniques. Par conséquent, les technologies de compression comme IBM Real-time Compression peuvent offrir un meilleur retour sur investissement car elles agissent sur tous les fichiers et pas seulement sur les fichiers redondants. Real-Time Compression, idéal pour l infrastructure cloud IBM Storwize V7000 Unified offre une version totalement intégrée de la technologie IBM Real-time Compression. Cette technologie a été spécifiquement conçue pour les charges de travail liées au stockage, particulièrement les charges de travail actives à hautes performances. Dans l infrastructure cloud, un vaste ensemble de données actives représente la norme. Étant donné la forte activité des machines virtuelles et de leurs hôtes, idéalement, toute stratégie d optimisation devrait fonctionner sur les données actives et permettre leur optimisation sans nuire aux performances. En général, on estime que la solution IBM Real-time Compression permet de réduire les besoins en stockage de données de 50 %. De récents tests réalisés dans des environnements cloud ont précisément démontré que les taux de compression des systèmes d exploitation Linux Virtual atteignent 70 % et ceux de Windows Virtual, 50 %. Même des documents Microsoft Office préalablement compressés montrent encore un gain supplémentaire de 20 % en efficacité de stockage après la compression par Real-time Compression. La plupart des autres technologies d optimisation du stockage ont un impact sur les performances, impact que les utilisateurs doivent gérer ou bien contourner. Realtime Compression permet aux utilisateurs de diminuer les coûts du stockage, de réduire l espace rack et les besoins en refroidissement, tout en maintenant le niveau de performances requis. Lorsqu elle se fait en temps réel, la compression renforce l efficacité de manière globale. Le niveau SSD évoqué plus haut permet de stocker deux fois plus de données, mais sa taille peut être également réduite, de façon à économiser sur le niveau de stockage le plus cher. Même l efficacité de la bande passante entre les tiroirs de stockage et le contrôleur augmente, parce qu il devient possible de transférer deux fois plus de données sur le même segment. L avantage du temps réel La gestion des données est facilitée lorsque l optimisation du stockage telle que la compression se fait en temps réel. Le responsable du stockage n a pas besoin de faire la distinction entre les zones de stockage optimisées et celles non optimisées. Il n a pas non plus besoin de fixer un moment spécifique pour exécuter l optimisation du stockage. Enfin, la capacité nette disponible est toujours donnée avec précision jusqu au moment d exécuter l optimisation. Il n est donc plus nécessaire de faire le «calcul approximatif» de la capacité «réelle» qui sera disponible après avoir lancé le processus de compression. Non seulement IBM Real-time Compression est plus efficace que la déduplication dans un environnement cloud, mais il montre également de meilleures performances que les algorithmes de compression traditionnels. Ceux-ci sont tous basés sur des segments de taille fixe qui sont compressés pour produire un résultat de taille variable. La taille du segment aura un impact soit sur les performances, soit sur les taux de compression. Par exemple, si de larges segments sont utilisés, il est plus probable de trouver une opportunité de compression mais les performances E/S s en trouveront affectées parce que c est un segment entier qui doit être traité, même pour une petite E/S. À l inverse, si les données sont divisées en segments plus petits, alors les performances E/S seront moins affectées, mais le taux de compression sera réduit. Par ailleurs, IBM Real-time Compression utilise une entrée de taille variable, ce qui lui permet de s adapter aux charges de travail en ne compressant que les données écrites. Ce système contribue à améliorer les performances des charges de travail actives, qui impliquent souvent des écritures de petite taille. Real-time Compression permet aussi de regrouper plusieurs E/S. Ainsi, les données consultées en même temps sont compressées ensemble. Cette approche permet de meilleurs taux de compression tout en réduisant les E/S de disque, et en activant l accès aléatoire aux données pour des applications telles que les bases de données et les s. 03/10/2012 Page 5 de 6

6 L intégration de Storwize V7000 Unified L intégration de Real-time Compression dans IBM Storwize V7000 Unified fait de la compression une option facile à activer. Lorsqu un volume est créé, une option propose la compression de celui-ci. Une fois cette option sélectionnée, le travail du responsable du stockage est terminé. Ni mise au point ni programmation des tâches d optimisation ne sont nécessaires. Cette fonction plaira sans doute aux responsables du stockage surchargés de travail. Il est aussi simple de convertir des volumes non compressés en volumes compressés que de créer le volume compressé puis de mirrorer l ancien volume vers lui, pour ensuite casser le volume mirroré avec le nouveau volume compressé, qui deviendra alors le stockage cible principal. Enfin, parce que Storwize V7000 Unified permet de virtualiser à la fois le stockage interne avec lequel il est fourni et le stockage tiers externe qui lui est rattaché, la durée de vie des anciennes baies peut être prolongée grâce à la compression. Non seulement Storwize V7000 Unified simplifie leur gestion, mais il permet également de doubler leur capacité. Conclusion L infrastructure cloud représente un poids bien spécifique pour le stockage qui le prend en charge, un fardeau qui exige de très hautes performances E/S et une utilisation extrêmement efficace. La plupart des systèmes de stockage ont tendance à se concentrer sur l une d elles (les performances ou l efficacité), mais pas les deux. Le système de stockage doit être en mesure d offrir à la fois la performance et l efficacité requises pour pouvoir maintenir le retour sur investissement et même l améliorer, avec le système approprié. IBM Storwize V7000 Unified (grâce à son stockage automatisé multi-niveaux, associé à des fonctionnalités destinées à améliorer l efficacité) fournit la réponse combinée qu exige le système de stockage, tout en conservant la facilité de gestion nécessaire. Easy Tier est un système automatisé simple, qui permet d exploiter pleinement un investissement SSD. Son offre unique de compression en temps réel simplifie le processus d efficacité du stockage.les performances automatisées et simplifiées, l efficacité qu offre Storwize V7000 Unified lui permettent d améliorer le retour sur investissement de l infrastructure cloud. Au fur et à mesure que le nombre d instances virtuelles au sein de l infrastructure cloud continue d augmenter, le stockage devient également de plus en plus complexe à mettre en place pour relever les nouveaux défis. Les systèmes de stockage doivent fournir des niveaux élevés d automatisation et être toujours plus intelligents pour pouvoir préserver le retour sur investissement. La stratégie Smarter Computing d IBM (et son sous-ensemble, Smarter Storage) sont d excellents exemples de la façon dont la technologie peut permettre cette expansion. Le présent document a été élaboré grâce au financement d IBM. Même si le document utilise des informations publiques mises à disposition par différents fournisseurs, dont IBM, il ne reflète pas forcément la position de ces fournisseurs sur les problématiques traitées dans le présent document. 03/10/2012 Page 6 de 6

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