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1 Validation de laboratoire Rapport Baies de stockage NetApp E-Series Efficacité et performance des environnements applicatifs consolidés Par Tony Palmer, Analyste de laboratoire senior Mai 2014

2 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 2 Table des matières Introduction... 3 Contexte... 3 NetApp E-Series... 3 Validation du laboratoire ESG... 5 Mise en route... 5 Évolutivité avec des charges de travail mixtes... 8 Pools de disques dynamiques Points forts de la validation du laboratoire ESG Problèmes à prendre en compte Conclusion Annexe Rapports de laboratoire ESG L'objectif des rapports de laboratoire ESG est d'informer les professionnels de l'informatique sur les produits relatifs aux technologies des data centers pour les entreprises de tous types et de toutes tailles. Les rapports de laboratoire ESG ne sont pas conçus pour remplacer le processus d'évaluation à mener avant toute décision d'achat, mais plutôt pour offrir un aperçu de ces technologies émergentes. Notre objectif est de présenter quelques-unes des fonctions de produits les plus intéressantes, montrer comment elles peuvent être utilisées pour résoudre les problèmes réels des clients et identifier tous les points nécessitant des améliorations. La perspective tierce de l'expert du laboratoire ESG est basée sur nos propres tests pratiques, ainsi que sur les entretiens que nous avons eus avec les clients utilisant ces produits dans des environnements de production. Ce rapport de laboratoire ESG a été soutenu par NetApp. Tous les noms de marque sont la propriété de leurs entreprises respectives. Les informations contenues dans cette publication ont été obtenues auprès de sources qu'esg (Enterprise Strategy Group) considère comme fiables, mais pour lesquelles ESG n'apporte aucune garantie. La présente publication peut contenir les opinions d'esg, soumises à modification aléatoire. Elle est protégée par des droits de propriété détenus par The Enterprise Strategy Group, Inc. Toute reproduction ou redistribution de cette publication, en intégralité ou en partie, sous format papier, électronique ou autre à des personnes non autorisées à la recevoir, sans le consentement exprès de The Enterprise Strategy Group, Inc., constitue une violation des lois américaines sur le copyright et fera l'objet de poursuites civiles ou, le cas échéant, pénales. Pour toute question, contactez le service clientèle d'esg au

3 Introduction Validation en laboratoire : NetApp E-Series 3 Ce rapport de validation de laboratoire ESG présente les résultats de l'évaluation et du test pratiques effectués sur les baies de stockage SAN NetApp E-Series dans un environnement d'entreprise à charges de travail mixtes, dans lequel plusieurs applications et serveurs virtualisés partagent une infrastructure de stockage NetApp E- Series consolidée. Le laboratoire ESG s'est concentré sur les performances, l'évolutivité et l'efficacité de la plateforme E-Series. Contexte Les responsables informatiques, les intervenants du secteur d'activité et les cadres dirigeants recherchent toujours des moyens d'améliorer l'utilisation des ressources et le retour sur investissement de l'infrastructure informatique. En outre, le département informatique doit gérer une grande variété de projets, tous importants pour l'entreprise. D'après les recherches menées par ESG, nombre de ces projets impliquent l'utilisation de technologies de virtualisation, comme le montre la Figure 1. Parmi les dix priorités informatiques pour les 12 prochains mois, les personnes interrogées par ESG ont cité une plus grande utilisation de la virtualisation des serveurs, l'amélioration de la sauvegarde et de la restauration, la gestion de la croissance du volume des données (une pratique constante), la virtualisation des postes de travail et la consolidation des data centers. Ces réponses indiquent que le département informatique fait face à une pression de plus en plus forte pour optimiser l'efficacité tout en fournissant un accès et une protection continus au niveau des applications et des données. 1 Figure 1. Priorités informatiques en 2014 Dix principales priorités informatiques pour les douze prochains mois (Pourcentage de participants, N = 562, dix réponses acceptées) Initiatives relatives Information à la sécurité security des informations initiatives Utilisation accrue Increased de la use virtualisation of server virtualization des serveurs Amélioration de la sauvegarde Improve et de data la restauration backup and des données recovery Gestion de la croissance Manage des data données growth Virtualisation Desktop de postes virtualization de travail Utilisation des Use services cloud de l'infrastructure services cloud Initiatives Regulatory de conformité compliance aux initiatives normes Déploiements Major et application mises à niveau deployments majeurs d'applications or upgrades Initiatives Business de veille intelligence/data stratégique/analyse analytics des initiatives données Consolidation Data center du consolidation data center 23 % 23 % 23 % 23 % 22 % 25 % 24 % 29 % 32 % 32 % 00% % 55% % 10% % 15% % 20% % 25% % 30% % 35% % NetApp E-Series Source : Enterprise Strategy Group, Les baies de stockage NetApp E-Series sont conçues pour fournir des téraoctets, voire des pétaoctets, de stockage fiable, extrêmement disponible, évolutif et modulaire. Avec la gamme E-Series, NetApp s'est attaché à créer une solution flexible et modulaire qui permet de définir des configurations personnalisées pouvant être optimisées pour un large éventail d'applications, et de faire évoluer les performances et la capacité en fonction des besoins. Cette baie présente trois types de tiroirs disques/contrôleurs, de nombreux types de lecteurs et de disques SSD et une connectivité hôte via une interface à quatre ports SAS 12 Gbit/s, iscsi 10GbE, Fibre Channel 16 Gbit/s et InfiniBand 40 Gbit/s. 1 Source : rapport de recherche ESG, 2014 IT Spending Intentions Survey, février 2014.

4 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 4 La baie NetApp E2700 est destinée aux bureaux distants, aux succursales et aux entreprises de taille moyenne, et peut évoluer jusqu'à 768 To de capacité dans un système unique. La baie E5500 est quant à elle conçue pour les moyennes et grandes entreprises aux exigences plus élevées et peut évoluer jusqu'à 1,54 Po. Ces deux modèles sont conçus pour réduire l'encombrement du data center et pour prendre en charge les bases de données et charges de travail mixtes exigeantes en E/S, les systèmes de fichiers hautes performances et les applications de diffusion en continu qui nécessitent un débit élevé, tout en maintenant une haute disponibilité. Les baies NetApp E-Series exécutent le logiciel de gestion du stockage NetApp SANtricity. Ce dernier fournit des fonctionnalités avancées en termes de stockage, notamment le rééquilibrage dynamique des disques, une gestion RAID et des pools de disques dynamiques, la hiérarchisation du cache et la protection étendue des données (copies Snapshot, réplication à distance et reprise après incident). Figure 2. Gamme NetApp E-Series Les modèles NetApp E2700 et E5500 s'appuient sur la fiabilité éprouvée de l'architecture NetApp E-Series, avec plus de systèmes de stockage déployés dans le monde. Outre la prise en charge d'un débit pouvant atteindre 12 Go/s, la gamme NetApp E-Series présente les caractéristiques suivantes : Fonctionnalités avancées de restauration dont snapshots et copies de volume Fonctionnalités avancées de disponibilité dont contrôleur double et réplication à distance Technologie de protection des données DDP (Dynamic Disk Pools, pools de disques dynamiques), conçue pour simplifier la gestion des RAID traditionnels en distribuant les informations de parité et la capacité disponible au sein d'un grand pool de disques Quatre interfaces hôtes natives avec quatre ports SAS 12 Gbit/s pour le modèle E2700, pouvant s'étendre à huit interfaces au total pour le système E5500 Jusqu'à huit interfaces hôtes iscsi 10GbE supplémentaires Jusqu'à huit interfaces hôtes Fibre Channel 16 Gbit/s supplémentaires Jusqu'à quatre interfaces InfiniBand 40 Gbit/s pour le modèle E5500 Disques SAS ultra-rapides, nearline SAS à prix attractif, auto-cryptés ou SSD : jusqu'à 192 disques dans la baie E2700 et 384 dans le modèle E5500 Jusqu'à 120 disques SSD dans les baies E2700 et E5500 Boîtiers de disque 2,5 et 3,5 pouces Jusqu'à 16 Go de cache dans la baie E2700, et jusqu'à 24 Go dans le modèle E5500 Cette gamme est accompagnée d'un éventail de plug-ins de gestion respectueux des applications. Cet éventail, qui s'élargit progressivement, permet une intégration étroite avec les outils Microsoft, VMware, Oracle et

5 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 5 d'autres fournisseurs. Les plug-ins disponibles simplifient également la gestion du stockage E-Series en intégrant le provisionnement, le contrôle, la gestion des événements et la restauration avancée des données. La gamme propose également les fonctionnalités de stockage avancées suivantes : provisionnement fin, technologie Snapshot, intégration VAAI et pools de disques dynamiques. Validation du laboratoire ESG Le laboratoire ESG a réalisé une évaluation et un test pratiques de la gamme NetApp E-Series, à distance et dans des locaux de NetApp à Boulder, Colorado. Ces tests ont été conçus pour mesurer l'évolutivité transparente et les performances réelles de la plateforme E-Series lorsqu'elle est partagée par plusieurs serveurs virtuels exécutant diverses charges de travail applicatives réelles. Mise en route Le laboratoire ESG a tout d'abord réalisé un banc d'essai préconfiguré, comme le résume la Figure 3. Trois serveurs x86 standard ont été connectés via Fibre Channel 16 Gbit/s à une baie de stockage NetApp E2700 et à une baie E La baie NetApp E2700 a été configurée avec 60 disques SAS de 900 Go à tours/min. La baie NetApp E5500 a été configurée avec 84 disques SAS de 900 Go à tours/min et 12 disques SSD de 800 Go, pour un total de 96 disques. Les serveurs ont été configurés avec VMware vsphere 5.1 et des serveurs virtuels Windows 2008 R2 ont été installés sur chacun d'entre eux. Figure 3. Banc d'essai du laboratoire ESG Tests du laboratoire ESG D'une certaine façon, les tests réalisés sur le système de stockage s'apparentent à l'analyse des performances d'une voiture. Certaines caractéristiques, telles que la puissance ou l'accélération de 0 à 100 km/h, sont des indicateurs valables pour une première évaluation. Même si ces caractéristiques constituent un bon point de départ, de nombreux autres facteurs doivent être pris en considération, notamment l'état de la route, les compétences du conducteur et la consommation de carburant. Et comme pour une voiture, les tests de systèmes de stockage les plus significatifs sont encore ceux qui se déroulent en conditions réelles de trafic. 2 Des informations détaillées sur la configuration sont disponibles dans l'annexe.

6 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 6 Les tests de performances du laboratoire ESG ont commencé par l'évaluation des IOPS de niveau inférieur et un test de caractérisation du débit d'une plateforme E-Series à configuration hybride incluant des disques SSD et disques tours/min, à l'aide de l'utilitaire de génération de charges de travail open source Iometer. Les IOPS (opérations d'entrée/sortie par seconde) mesurent le nombre d'opérations qu'un système de stockage peut exécuter. Lorsqu'un système peut fournir un grand nombre d'iops, il est généralement capable de gérer plus d'applications et d'utilisateurs en parallèle. Le débit est un indicateur de la bande passante disponible et des capacités de déplacement de données d'un système de stockage. Les profils Iometer de lectures aléatoires de 4 Ko et de lectures séquentielles de 512 Ko ont été utilisés pour cette première analyse des capacités globales brutes d'iops et de débit de la plateforme NetApp E-Series. La Figure 4 illustre les IOPS et le débit atteints par la baie hybride NetApp E5500, combinant des disques SSD et des disques durs, testée sur notre banc d'essai. Figure 4. IOPS et débit de lecture de la baie NetApp E5500 Pour appliquer ces résultats à une expérience plus réaliste, le laboratoire ESG a eu recours à l'utilitaire Orion d'oracle afin de générer un trafic de base de données. Orion est un outil léger qui se prête aux mesures des performances du stockage. Il a été créé dans le but d'aider les administrateurs à mieux cerner les performances d'un système de stockage gérant des charges de travail applicatives de base de données courantes. Il leur est ainsi plus facile de découvrir l'origine d'éventuels problèmes de performances ou de dimensionner une nouvelle installation de base de données sans avoir à créer et à exécuter une base de données Oracle. Orion est généralement employé pour mesurer deux types d'activités au niveau des bases de données, la première étant le traitement des transactions en ligne (OLTP), qui est sensible au temps de réponse, la seconde étant le traitement analytique en ligne (OLAP), qui requiert de la bande passante. La Figure 5 illustre les résultats des tests Orion réalisés sur une baie E5500 hybride comprenant seulement 12 disques SSD.

7 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 7 Figure 5. Performances OLTP et OLAP de la baie NetApp E5500 Le Tableau 1 présente les résultats détaillés de ces tests. Tableau 1. Performances détaillées de la baie NetApp E5500 Débit et IOPS des disques de la baie E5500 NetApp E5500 Charge de travail IOPS Temps de Débit Temps de réponse (ms) (Mo/s) réponse (ms) IOPS Lecture aléatoire 4 Ko S/O S/O Débit Lecture séquentielle 512 Ko S/O S/O S/O IOPS OLTP (E/S 8 Ko) ,56 S/O S/O Débit OLAP (E/S 1 Mo) S/O S/O 2361 S/O Signification des nombres Les IOPS mesurent la capacité d'un système de stockage à traiter de petites opérations transactionnelles. Le débit du stockage mesure la bande passante disponible fournie par le système de stockage. Les tests du laboratoire ESG n'ont pas eu pour vocation de déterminer les IOPS maximales que le système de stockage pouvait gérer ; ils ont été conçus pour ne pas respecter le principe de localité, ce afin de mettre à l'épreuve le système de stockage. Le laboratoire ESG a confirmé que la baie E5500 pouvait fournir IOPS aléatoires de blocs de petite taille, ainsi qu'un débit de 12 Go/s pour les lectures séquentielles de blocs volumineux. Ce résultat a été obtenu avec un temps de réponse hôte moyen de seulement 4,4 ms, avec tout juste 84 disques SAS, ce qui est le signe d'un moteur de stockage très efficace. En simulant les E/S de disques d'environnements de bases de données réels à l'aide d'oracle Orion, le laboratoire ESG a confirmé que la baie E5500 pouvait fournir IOPS dans un scénario OLTP, avec des temps de réponse moyens de seulement 0,56 ms et un débit de 2,36 Go/s dans un scénario OLAP. 12 Go/s, cela représente près du double de la bande passante maximale de la gamme NetApp E-Series de la génération précédente.

8 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 8 Pourquoi cela est-il important? Un système de stockage a non seulement besoin d'un moteur puissant, mais aussi d'une architecture bien conçue pour assurer des performances prévisibles dans un environnement réel à charges de travail mixtes. La puissance d'un moteur de contrôleur de stockage peut être mesurée grâce à son débit et à ses IOPS maximum. Le laboratoire ESG a confirmé qu'une baie de stockage NetApp E-Series peut gérer plus de IOPS aléatoires de blocs de petite taille et fournir un excellent débit global de lectures séquentielles de blocs volumineux de 12 Go/s. Les performances des bases de données se sont également révélées exceptionnelles, atteignant près de IOPS en environnement OLTP, avec des temps de réponse inférieurs à la milliseconde. De l'expérience du laboratoire ESG, il s'agit là de résultats impressionnants pour un système de stockage modulaire à double contrôleur. Ces résultats suggèrent que la gamme E-Series convient parfaitement aux environnements d'entreprise consolidés comprenant des serveurs hautement virtualisés qui exécutent des opérations de traitement des transactions exigeantes, une charge de travail mixte et des applications à large bande passante telles que l'analytique et la sauvegarde sur disque. Évolutivité avec des charges de travail mixtes En matière de serveurs, les bancs d'essai sont généralement conçus pour mesurer les performances d'une application unique s'exécutant sur un système d'exploitation unique dans un seul ordinateur physique. Comme les bancs d'essai classiques pour serveurs, les bancs d'essai destinés aux systèmes de stockage sont d'ordinaire prévus pour mesurer les performances d'un seul système de stockage exécutant une seule charge de travail applicative. Le banc d'essai SPC-1, développé et géré par le Storage Performance Council, est l'un de ceux-ci. Ce banc d'essai a été créé dans le but d'évaluer les performances d'un système de stockage unique lorsqu'il gère la charge de travail d'une application de base de données interactive en ligne. Comme nous en avons l'exemple dans ces applications de base de données stratégiques, le banc d'essai SPC-1 génère des E/S aléatoires, simulant les requêtes et les mises à jour. Ces bancs d'essai conventionnels, qui se limitent à une charge de travail applicative, ne permettent pas aux responsables informatiques d'appréhender les effets que peut avoir le déploiement de diverses applications sur un stockage partagé dans un environnement de serveurs virtuels. Le banc d'essai axé sur le stockage du laboratoire ESG implique l'utilisation de plusieurs serveurs rattachés à un système de stockage unique. Les bancs d'essai de niveau applicatif qui mettent à l'épreuve l'unité centrale et la mémoire sont remplacés par des bancs d'essai standard qui interviennent au niveau inférieur et mesurent la capacité maximale d'un système de stockage unique avec des charges de travail mixtes. Des outils standard ont été utilisés pour émuler les activités d'e/s de quatre charges de travail applicatives stratégiques courantes : le trafic de stockage des s a été généré à l'aide de l'utilitaire Microsoft Jetstress Simulant l'activité d'utilisateurs Microsoft Exchange types qui envoient et lisent des s, prennent des rendez-vous et gèrent leurs listes de tâches, l'utilitaire Jetstress est recommandé par Microsoft pour vérifier les performances et la stabilité d'un sous-système sur disque avant la mise en production d'un serveur Exchange. Base de données : le trafic de base de données a été généré au moyen de l'utilitaire Orion d'oracle. Orion a été conçu pour aider les administrateurs à cerner les performances d'un système de stockage pour les bases de données sans devoir créer ni exécuter de base de données Oracle. Orion est généralement employé pour mesurer deux types d'activités au niveau des bases de données, la première étant le traitement des transactions en ligne (OLTP), qui est sensible au temps de réponse, la seconde étant le traitement analytique en ligne (OLAP), qui requiert de la bande passante. Services de fichiers : l'utilitaire Iometer standard a été utilisé pour émuler les activités d'e/s d'utilisateurs d'entreprise types accédant à des partages de fichiers. Cette caractérisation d'e/s était composée à 100 % de lectures aléatoires de blocs de tailles variées. À l'origine, le profil de services de fichiers Iometer utilisé dans le cadre de ce test était distribué par Intel, le créateur de l'outil. Depuis, Iometer est devenu un projet open source. 3 3

9 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 9 Lecteur de sauvegarde : le trafic de sauvegarde a été généré par l'outil standard Iometer. Cette caractérisation d'e/s était composée à 20 % d'e/s aléatoires et à 100 % d'e/s de lecture de 64 Ko. Avec ce profil d'e/s, le débit constitue la principale mesure, et le débit total a été calculé en multipliant les IOPS par la taille des blocs d'e/s. Tous les tests ont été effectués sur des disques physiques Windows s'exécutant sur des périphériques VMDK VMware. Tests du laboratoire ESG Le laboratoire ESG a ensuite mesuré les performances des environnements à charges de travail mixtes en générant quatre charges de travail applicatives sur quatre serveurs virtuels, puis huit et enfin seize charges de travail sur seize serveurs virtuels. En utilisant une combinaison d'e/s en lecture et écriture aléatoires et séquentielles, l'objectif n'était pas d'enregistrer le plus grand nombre d'iops possible, mais d'évaluer les performances de la baie NetApp E2700 en cas de consolidation d'une quantité de plus en plus grande d'applications sur un système de stockage unique. L'évolutivité des activités associées aux charges de travail mixtes est illustrée à la Figure 6. Figure 6. Évolutivité des charges de travail mixtes sur la baie NetApp E2700 Comme illustré ci-dessus, les performances évoluent de manière quasi linéaire à mesure que les charges de travail applicatives sont mises en ligne, avec un temps de réponse pratiquement inchangé. Le Tableau 2 présente le détail de ces résultats, notamment le débit OLAP Orion.

10 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 10 Tableau 2. Performances détaillées de la baie NetApp E2700 NetApp E2700 Services de fichiers 4 utilisateurs 8 utilisateurs 16 utilisateurs Temps de réponse (ms) Temps de réponse (ms) Performances Performances Performances Temps de réponse (ms) 505 IOPS 31, IOPS 27, IOPS 30,5 Sauvegarde 169 IOPS 424 IOPS 1158 IOPS S/O S/O 11 Mo/sec 28 Mo/sec 74 Mo/sec S/O OLTP 714 IOPS 7, IOPS IOPS 7 OLAP 138 Mo/sec 325 Mo/sec 493 Mo/sec Messagerie 1759 IOPS 13, IOPS 15, IOPS 18,5 Temps de réponse moyen S/O 17,5 S/O 16,5 S/O 18,7 IOPS par disque 262 IOPS S/O 272 IOPS S/O 257 IOPS S/O Signification des nombres Les tests du laboratoire ESG sur les charges de travail mixtes n'ont pas eu pour vocation de déterminer les IOPS ou le débit maximum que le système de stockage pouvait gérer ; ils ont été conçus pour ne pas respecter le principe de localité, ce afin de mettre à l'épreuve le système de stockage. La charge de travail représente une combinaison standard observée dans nombre d'environnements d'entreprise. Les performances réelles peuvent varier en fonction des caractéristiques spécifiques des applications et de l'environnement. Un principe de localité mieux respecté permettrait par exemple d'obtenir de meilleurs taux d'accès au cache et des performances supérieures. La baie NetApp E2700 est passée sans heurt de 4 à 16 charges de travail applicatives et a pris en charge un environnement virtualisé mixte avec simulations de base de données OLTP, base de données OLAP, Microsoft Exchange, services de fichiers et sauvegarde, pour un temps de réponse pratiquement inchangé au niveau de l'hôte, ce qui suggère qu'il reste des réserves au système pour évoluer encore. La baie NetApp E2700 a fourni des IOPS élevées constantes par disque à mesure que des charges de travail et des disques ont été ajoutés. La Figure 7 présente les résultats Microsoft Exchange enregistrés avec d'autres charges de travail s'exécutant simultanément sur la baie E2700.

11 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 11 Figure 7. Évolutivité Exchange dans un environnement à charges de travail mixtes Le laboratoire ESG a étudié plus précisément le composant de messagerie de nos tests et a découvert qu'une baie E2700 dédiée de seulement 48 disques SAS utilisant la même configuration que notre système testé pouvait sans difficulté évoluer jusqu'à prendre en charge près de messageries Exchange de 1 Go, avec des temps de réponse inférieurs à 20 ms. Gestion efficace des pics de débit Ainsi qu'il a pu être constaté lors de la surveillance des IOPS, les pics d'activité au niveau du débit peuvent être mis en corrélation avec le comportement périodique des applications réelles. Pendant les sessions de test Jetstress, un pic de débit global a été observé au moment de la vérification de la cohérence de la base de données Jetstress. Un aperçu VMware vsphere des performances avec des charges de travail mixtes sur l'un des serveurs est fourni en Figure 8.

12 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 12 Figure 8. Pic de débit - Vérification de la cohérence de la base de données Jetstress À mesure de l'intensification du débit pendant la vérification de la cohérence de la base de données Jetstress, l'utilisation de la bande passante pour les autres charges de travail s'exécutant en parallèle est restée stable. Pourquoi cela est-il important? Les recherches menées par ESG montrent que la virtualisation des postes de travail et des serveurs fait partie des priorités informatiques les plus citées par les entreprises interrogées par ESG. 4 L'évolution prévisible des performances est un paramètre essentiel lorsque plusieurs systèmes exécutant diverses applications partagent un système de stockage. Un pic d'activité d'e/s au niveau d'une application peut entraîner des temps de réponse médiocres et une perte de productivité pour les autres utilisateurs. Un environnement de serveurs hautement virtualisé présente l'une des combinaisons les plus variées et complexes en termes de types d'application et de modèles d'accès d'e/s à un système de stockage. Le respect des niveaux de services pour les applications stratégiques constitue un véritable défi pour le personnel informatique, en particulier pour les déploiements de messageries et OLTP exigeants en E/S, avec des exigences strictes en termes de temps de réponse. Les baies de stockage NetApp E-Series offrent des performances évolutives cohérentes avec des temps de réponse bas dans les scénarios types de charges de travail mixtes de nombreux environnements d'entreprise virtualisés actuels. Les tests du laboratoire ESG ont confirmé que les performances équilibrées des baies NetApp E-Series évoluent parallèlement à la croissance du nombre d'applications consolidées dans un environnement de serveurs virtuels. L'évolutivité des performances est cohérente et prévisible, ce qui permet au personnel informatique de planifier et d'étendre l'environnement de stockage en fonction de l'évolution des besoins de l'entreprise. 4 Source : Rapport de recherche ESG, 2014 IT Spending Intentions Survey, février 2014.

13 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 13 Pools de disques dynamiques La technologie de pools de disques dynamiques (DDP) NetApp est une solution de protection des données conçue pour apporter une simplicité, une flexibilité et une disponibilité supérieures à celles des RAID traditionnels. La technologie DDP distribue les données, les informations de parité et la capacité disponible au sein d'un pool de disques, définissant les disques utilisés pour un segment afin de garantir la protection intégrale des données. Les pools de disques peuvent être dimensionnés de manière flexible, de 11 à 384 disques, afin d'optimiser l'utilisation de pratiquement toutes les configurations. La technologie DDP est conçue pour fournir et maintenir des performances élevées pendant la restauration en cas de panne disque. La Figure 9 illustre la configuration possible d'un système de stockage de 24 disques à l'aide d'un RAID traditionnel. Un RAID traditionnel peut protéger le système contre les défaillances simples ou doubles de disques et utiliser les disques de rechange à chaud pour faciliter la reconstruction des disques défaillants sans attendre le remplacement, mais cela implique certains compromis. Figure 9. Disposition de groupes RAID traditionnels Comme le montre la Figure 9, dans le cas d'un RAID traditionnel, un administrateur doit allouer des disques aux groupes RAID et désigner des disques dédiés comme unités de rechange à chaud, qui restent inactifs jusqu'à ce qu'ils interviennent en cas de panne disque. Dans ce cas, les disques restants du groupe RAID doivent reconstruire les données du disque défaillant tout en gérant les E/S des applications. Ce processus peut prendre des heures, voire des jours, en fonction de la taille des disques et de l'activité des serveurs accédant aux volumes du groupe RAID. Avec la technologie DDP, tous les disques sont utilisés dans un pool, avec des volumes répartis sur tous les disques sur une base aléatoire de 10 disques (8+2) par segment, comme illustré à la Figure 10. Notez que la capacité disponible de chaque disque peut être allouée dans un nouveau pool ou utilisée lors de la reconstruction d'un disque défaillant. Pour l'essentiel, chaque disque d'un pool est une «unité de rechange à chaud» et tous les disques sont partagés lors de la reconstruction. Autre avantage des pools de disques dynamiques : seules les données de volume réelles doivent être reconstruites après une panne disque.

14 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 14 Figure 10. Disposition des pools de disques dynamiques NetApp Tests du laboratoire ESG Le laboratoire ESG a d'abord testé les performances d'iops d'une baie E2700 configurée avec des pools de disques dynamiques et un RAID traditionnel. La configuration RAID traditionnelle contenait une combinaison de volumes RAID5, RAID1 et RAID10, basée sur les meilleures pratiques des applications. La configuration DDP présentait 48 disques dans un seul pool de disques dynamiques, tous les volumes applicatifs étant extraits de ce pool unique. La capacité et les tailles de volume allouées étaient identiques dans les deux configurations. Figure 11. Impact des pools de disques dynamiques sur les performances Comme le montre la Figure 11, les performances étaient presque identiques, avec moins de 100 IOPS de différence entre les deux configurations. Ensuite, le laboratoire ESG a simulé une panne disque pendant les heures de production en exécutant une simulation Jetstress Exchange de deux heures pour messageries, ainsi qu'une charge de travail OLAP Oracle, pendant la récupération d'un disque. La Figure 12 illustre la génération d'une charge de travail de stockage mixte par les serveurs virtuels de la console vsphere. Il est important de noter que la charge de travail Exchange est restée stable, même lorsque la charge de travail OLAP a décollé avec des E/S séquentielles de blocs volumineux.

15 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 15 Figure 12. Graphique des performances VMware vsphere Comme le montre la Figure 13, les performances de la configuration DDP n'ont pratiquement pas été affectées, avec des temps de réponse augmentés de seulement 4,9 %. La restauration du disque défaillant dans la configuration RAID a quant à elle entraîné une augmentation du temps de réponse de 9,1 %. Figure 13. Impact de la restauration d'un disque défaillant avec un pool de disques dynamiques Comme le montre le Tableau 3, la restauration du disque défaillant s'est terminée en deux heures avec la configuration DDP, mais a nécessité près de cinq heures avec un groupe RAID traditionnel.

16 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 16 Tableau 3. Impact de la restauration NetApp d'un disque Exchange défaillant avec pools de disques dynamiques E2700 (48 disques) DDP E2700 (48 disques) RAID Messageries Temps de réponse Fonctionnement normal Restauration des disques défaillants Fonctionnement normal Restauration des disques défaillants % de modifications ,7 19,7 4,9 % ,1 18,7 9,1 % RAID traditionnel Pools de disques dynamiques Délai de restauration des disques défaillants de 900 Go 5 heures 2 heures Pourquoi cela est-il important? Plus les environnements de stockage gagnent en volume et en complexité, plus l'impact des défaillances de données est important. ESG a interrogé des entreprises sur leur tolérance en matière de temps d'indisponibilité de leurs données de niveau 1. Plus de la moitié (53 %) des entreprises participantes a indiqué que l'accès à leurs données de niveau 1 ne pouvait pas être interrompu pendant plus d'une heure sans avoir une incidence négative sur leur activité. De plus, presque un cinquième (17 %) des entreprises ont indiqué que les temps d'indisponibilité étaient inacceptables pour leurs données de niveau 1. 5 Étant donné que l'indisponibilité des applications peut avoir de multiples conséquences néfastes (opportunités commerciales manquées, baisse de productivité, perte de revenus, clients insatisfaits, atteinte à la réputation de l'entreprise, et même une responsabilité juridique), il est logique que la continuité de l'activité et le maintien de l'accès aux données jouent un rôle crucial dans la productivité de l'entreprise. Les opérations à l'échelle mondiale exigent un accès aux données 24h/24, 7j/7, ne laissant aucune fenêtre pour les temps d'indisponibilité planifiés ou non. La consolidation des serveurs et du stockage augmente les besoins en matière de haute disponibilité et de fiabilité, car une panne matérielle affecte nombre de systèmes et applications, pas seulement un ou une. Le laboratoire ESG a confirmé que les pools de disques dynamiques NetApp mis en œuvre dans les baies NetApp E-Series pouvaient assurer le même niveau d'iops aléatoires de blocs de petite taille qu'une configuration RAID plus traditionnelle. Il a également confirmé la capacité des pools de disques dynamiques à réduire significativement à la fois les temps de réponse et les délais de restauration des disques défaillants. 5 Source : rapport de recherche ESG, Trends in Data Protection Modernization, août 2012.

17 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 17 Points forts de la validation du laboratoire ESG Le laboratoire ESG a confirmé qu'une baie de stockage NetApp E5500 hybride dotée de 84 disques SAS à tours/min et de 12 disques SSD pouvait maintenir un excellent débit global de blocs volumineux de 12 Go/s. Cette même baie hybride NetApp E5500 peut fournir plus de IOPS aléatoires de blocs de petite taille avec le même nombre de disques SAS à tours/min et disques SSD. Le modèle NetApp E2700 a fourni des IOPS par disque élevées cohérentes à mesure que des charges de travail et des disques ont été ajoutés, témoignant d'une utilisation efficace du stockage interne pour satisfaire les demandes des applications. Les tests menés par le laboratoire ESG ont confirmé que les performances équilibrées de la gamme NetApp E-Series évoluaient de manière prévisible parallèlement à la consolidation d'un nombre croissant d'applications dans un environnement de serveurs virtuels. Le laboratoire ESG a également confirmé que les pools de disques dynamiques NetApp pouvaient fournir le même niveau d'iops aléatoires de blocs de petite taille qu'une configuration RAID plus traditionnelle, avec la possibilité de réduire sensiblement les délais de reconstruction des disques. Problèmes à prendre en compte Les tests ont été réalisés en s'appuyant sur les meilleures pratiques reconnues et la plupart des réglages par défaut de VMware et de NetApp E-Series. Comme attendu après tout banc d'essai de cette envergure, une analyse approfondie des résultats indique qu'un ajustement des réglages déboucherait probablement sur des résultats légèrement supérieurs. Dans la mesure où l'objectif de ces tests n'était pas d'obtenir des valeurs maximales, le laboratoire ESG considère que les résultats présentés dans ce rapport suffisent à l'ambition initiale, à savoir évaluer la réactivité et l'évolutivité des performances lorsqu'un nombre croissant de serveurs virtuels partageant un même pool consolidé de stockage NetApp E-Series. Les données et résultats des tests fournis dans ce document reposent sur des bancs d'essai standard de l'industrie déployés au sein d'un environnement contrôlé. Compte tenu du nombre de variables qui entrent en jeu dans l'environnement d'un data center de production, la planification de la capacité demeure impérative au même titre que les tests dans l'environnement réel qui permettent de valider la configuration du système de stockage.

18 Conclusion Validation en laboratoire : NetApp E-Series 18 La virtualisation des serveurs gagne du terrain dans les entreprises qui cherchent à réduire les coûts, améliorer l'utilisation des ressources, fournir des mises à niveau sans interruption et augmenter la disponibilité. Des objectifs qui peuvent fondamentalement être atteints en séparant les serveurs, les applications et les données des ressources physiques spécifiques. La virtualisation du stockage offre tous ces avantages et les étend des serveurs au domaine de stockage sous-jacent, rapprochant les entreprises informatiques de leur rêve d'une infrastructure IT entièrement virtualisée. Même si les responsables informatiques sont pleinement conscients de l'intérêt que présente une infrastructure entièrement virtualisée, les performances et la gestion restent deux préoccupations majeures. Les administrateurs en charge des serveurs, du stockage et des applications cherchent des réponses à bon nombre de questions. Pouvons-nous remplir nos contrats de niveau de service sur le plan des performances avec des applications stratégiques mixtes? Le système de stockage est-il suffisamment puissant pour gérer des applications réelles mixtes? Le système de stockage peut-il évoluer pour rester en phase avec les consolidations et développements futurs? Avec une capacité de stockage interne à large bande passante pouvant atteindre 1,54 Po et une combinaison flexible d'options de connectivité hôte nouvelle génération SAS 12 Gbit/s, iscsi 10GbE, Fibre Channel 16Gbit/s et InfiniBand 40 Gbit/s, la gamme NetApp E-Series est la solution idéale pour la consolidation et la virtualisation dans les moyennes entreprises, les environnements intermédiaires et les sites distants. Le laboratoire ESG a pu constater que les performances et l'évolutivité de la gamme NetApp E-Series conviennent parfaitement à des applications mixtes s'exécutant dans un environnement consolidé de serveurs virtuels d'entreprise. Une seule baie NetApp E2700 a pris en charge simultanément messageries Exchange 2013 simulées, 3070 E/S de bases de données par seconde pour les petits systèmes avec Oracle Orion, 493 Mo/s de débit pour les gros systèmes OLAP avec Oracle Orion et 2106 E/S simulées de serveur de fichiers par seconde, tout en procurant des temps de réponse courts et prévisibles. La baie hybride NetApp E5500 a pu fournir IOPS en lecture de 4 Ko, avec des temps de réponse de 4,4 ms et un débit de diffusion en continu de 12 Go/s. Avec une charge de travail plus réaliste, la baie E5500 a pris en charge E/S de bases de données de 8 Ko par seconde avec des temps de réponse moyens de moins d'une milliseconde et un débit de 2,36 Go/sec pour les analyses en ligne. Ces résultats prouvent l'adéquation de la plateforme E-Series avec les environnements d'entreprise exigeants et traitant une grande variété de charges de travail stratégiques. En évaluant les plug-ins respectueux des applications, disponibles gratuitement avec les baies NetApp E-Series, le laboratoire ESG a pu observer que cette gamme s'enrichit progressivement et que ces différents plug-ins permettent de provisionner et de gérer aussi bien les données que le stockage au niveau applicatif. Le plug-in pour VMware vcenter facilite la surveillance et le provisionnement du stockage à partir d'une console d'administration des serveurs virtuels VMware. L'adaptateur de reprise sur site pour VMware Site Recovery Manager offre la possibilité de définir, d'automatiser et de tester aisément la reprise à distance des applications qui fonctionnent sur les serveurs virtuels. Les plug-ins de structures de gestion pour Oracle Enterprise Manager et Microsoft System Center Operation Manager (SCOM) facilitent le contrôle et la gestion du stockage au niveau de l'infrastructure. Ces fonctionnalités, avec la gamme grandissante d'outils spécifiques aux applications proposant des clusters FailOver et des snapshots, offrent une gestion du stockage plus simple via un écran unique que les administrateurs connaissent bien. Le laboratoire ESG en est donc arrivé à la conclusion que la gamme NetApp E-Series combine simplicité, efficacité, hautes performances constantes, flexibilité modulaire et haute densité, ainsi que des fonctionnalités avancées telles que le provisionnement fin, des copies Snapshot améliorées, une prise en charge VAAI et des pools de disques dynamiques. Les baies NetApp E-Series sont parfaitement adaptées aux applications d'entreprise réelles et mixtes s'exécutant au sein d'une infrastructure de serveurs virtuels hautement consolidée ; elles sont suffisamment modulaires pour les moyennes entreprises, et suffisamment évolutives pour les grandes entreprises.

19 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 19 Annexe Tableau 4. Présentation du banc d'essai NetApp E2700 NetApp E5500 Trois serveurs Dell R420 Stockage 60 disques SAS de 900 Go à tr/min Connectivité hôte Fibre Channel 16 Gbit/s 84 disques SAS de 900 Go à tr/min 12 disques SSD de 800 Go Connectivité hôte Fibre Channel 16 Gbit/s Serveurs Processeurs Intel E double cœur hexa-core, 48 Go de RAM Adaptateurs bus hôte HBA double port Fibre Channel 16 Gbit/s Logiciel de virtualisation et systèmes d'exploitation «Guest» Virtualisation des serveurs VMware vsphere ESXi 5.1 OS «Guest» Windows Server 2008 R2 Enterprise 64 bits Configuration des machines virtuelles et des disques La capacité des disques de la baie NetApp E-Series a servi pour tout ce qui exigeait du stockage, dont les fichiers de disques virtuels VMware (VMDK), les images du système d'exploitation Windows Server 2008 R2, les exécutables et les données d'application. Les images du système d'exploitation ont été installées sur des volumes VMDK. Les volumes des journaux et des données d'application ont été configurés comme des volumes RAID-1. Les volumes des systèmes d'exploitation invités ont été configurés en utilisant des volumes RAID-5. Un équilibrage des volumes a été réalisé entre les doubles contrôleurs, ainsi qu'une répartition équitable sur six interfaces hôtes. Les volumes ont été répartis de manière égale sur deux groupes hôte VMware avec une règle MRU multivoie.

20 Validation en laboratoire : NetApp E-Series 20 Tableau 5. Générateurs de charges de travail/utilitaires du banc d'essai Caractérisation Iometer, version Les clients Dynamo ont été lancés pour les analyses sur les 16 VM invités s'exécutant sur trois serveurs Dell R420 dotés de Windows Server 2012 comme système d'exploitation invité. Les tests ont porté sur les 48 LUN construites sur les 48 disques SAS. Chaque LUN a été testée en tant que disque physique sur volumes RDM dans un environnement VMware vsphere (ESX 5.1). Les serveurs ont fonctionné en parallèle pour accéder aux baies NetApp E2700 et E5500 via six interfaces Fibre Channel négociées à 16 Gbit/s. Le débit maximal a été mesuré en utilisant des lectures séquentielles de 512 Ko. Un utilisateur, 16 E/S en attente par disque physique. Microsoft Jetstress, version Messageries : 5000 Taille des messageries : 180 Mo IOPS par boîte 0,12 Thread : 32 Mémoire tampon du journal : 9000 Cache min. pour la BdD : 64 Mo Cache max. pour la BdD : 512 Mo Opérations d'insertion : 40 % Opérations de suppression : 30 % Opérations de remplacement : 5 % Opérations de lecture : 25 % Validations différées : 55 % Générateur de charges de travail type base de données Oracle Orion, version E/S de taille réduite : 8 Ko E/S de taille importante : 1024 Ko Types d'e/s : aléatoires peu volumineuses, aléatoires très volumineuses Type de baie simulé : RAID 0 Nombre de disques : 3 par instance Profondeur de bande : 1024 Ko Écriture : 30 % Durée de chaque point de données : 150 secondes Serveur de fichiers Iometer, version Quatre utilisateurs, quatre E/S en attente par disque physique Lectures 100 % aléatoires, tailles de blocs hétérogènes Lecteur de sauvegarde Iometer, version Un utilisateur, une E/S en attente par disque physique 80 % de lectures séquentielles, taille de bloc de 64 Ko

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