LIVRE BLANC La promesse du stockage virtuel : quand l informatique devient un service

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1 LIVRE BLANC La promesse du stockage virtuel : quand l informatique devient un service Sponsorisé par : EMC Benjamin Woo Mai 2010 RÉSUMÉ ANALYTIQUE Siège Social : 5 Speen Street Framingham, MA États Unis P F Les technologies de l information (TI) sont de plus en plus considérées comme un service, ce qui nécessite, entre autres, une infrastructure virtualisée, plus flexible, où le stockage virtuel complète les serveurs virtuels afin de libérer les informations de leur support physique. Il est maintenant établi que les serveurs virtuels apportent réactivité, efficacité et de nombreux autres avantages. La stratégie d EMC en matière de stockage virtuel, et son exécution initiale (VPLEX), étendent au stockage de nombreux avantages inhérents aux serveurs et au traitement. Au cœur du stockage virtuel se trouve la cohérence de cache distribué d EMC, qui intègre la connaissance des données de toutes les plates-formes (locale, moyenne distance, mondiale et cloud privé). Il est possible de répartir l information à différentes distances et de fédérer ainsi le stockage. les entreprises n ont plus à anticiper chaque problème et à prépositionner ailleurs toutes les données. le stockage virtuel garantit une infrastructure plus dynamique et flexible qui offre généralement de profondes améliorations pour le département informatique et toute l entreprise. PRÉSENTATION DE LA SITUATION Lorsque le concept d abstraction des ressources informatiques est devenu une réalité, les professionnels du domaine ont compris que la virtualisation pouvait s appliquer à de nombreuses ressources informatiques, du matériel aux systèmes d exploitation en passant par les applications. L information était cependant presque toujours liée au support de stockage physique. Aujourd hui, il est possible de fédérer les données à distance afin de les abstraire. Dans un tel contexte, les données peuvent être stockées sur de nombreux emplacements physiques tout en restant visibles et accessibles en tant que ressource unique de stockage virtuel au sein de la plate-forme informatique. La fédération étend la métaphore serveur/traitement au stockage. Les données sont abstraites à partir du matériel physique, ce qui fait perdre aux notions de temps, de lieu et de distance toute pertinence pour les utilisateurs. Plus important encore, l alliance entre la virtualisation et la fédération permet au département informatique d automatiser entièrement le positionnement des données de façon à s adapter à n importe quel scénario d utilisation ou configuration professionnelle. L accès aux données entre les différentes baies de stockage est ainsi indépendant, cohérent et transparent. L utilisation de l information se transforme alors en un véritable atout, jusqu ici à peine imaginable.

2 L évolution de la virtualisation du stockage Il est indéniable que la virtualisation permet de réduire les coûts informatiques et qu elle représente un nouveau modèle d allocation des ressources : un serveur virtuel remplit toutes les exigences énoncées dans la loi Moore relative aux performances de calcul par unité. Pendant longtemps, la virtualisation des données a été considérée comme l élément ultime de la carte virtuelle, puis les professionnels du stockage ont commencé à s intéresser à la possibilité d abstraire le stockage logique à partir du stockage physique. Cela permet de libérer l information en la rendant non seulement indépendante des données mais aussi virtuellement indépendante. Si les ressources de traitement peuvent être réparties et positionnées en fonction des besoins et/ou des applications spécifiques à utiliser, le stockage doit donc être déployé de sorte que les données soient disponibles instantanément, mises à jour et synchronisées en temps réel et entièrement indépendantes spatiotemporellement. Le stockage virtuel signifierait alors que l utilisation des données transcenderait la bande passante, la cohérence du cache et la latence liée à la distance. Quel que soit l endroit où se trouvent l utilisateur et les données, celles-ci sont toujours actuelles, cohérentes et à jour. L utilisateur accède immédiatement aux informations voulues, sans avoir à penser au système ni aux données. Cohérence de cache distribué Depuis l introduction des lecteurs de disque fixes à la fin des années 1950, la gestion du stockage est une activité relativement simple : les données sont stockées de manière démocratique, uniforme et logique, sans grande considération pour leur fréquence d accès ou d utilisation, ou pour leur rapidité d accès. Le problème pour l utilisateur se résumait en un mot : latence. La mise en cache a constitué une avancée rapide, qui a permis d améliorer les temps d accès aux données et d améliorer les performances des anciens et lents lecteurs de disque fixes. Les caches électroniques ne comportent aucun élément mobile, tel que disque ou tête de lecture/écriture. Ils assurent de nombreuses fonctions utiles de stockage, notamment la mise à disponibilité des données fréquemment utilisées, sans distinction ni latence. La mise en cache s est imposée comme la solution à un nouveau problème, suite à la popularité des environnements distribués et des applications client-serveur. La gestion des fichiers et des versions étant cruciale, le cache s est avéré idéal pour ce type de gestion des modifications, sous la forme de cohérence du cache. Avec l avènement de l environnement virtuel, la mise en cache est à nouveau redéfinie en tant que cohérence de cache distribué. Les performances de stockage sont indéniablement améliorées par l utilisation des disques flash, mais encore plus par la distribution dynamique sur tous les types de périphériques de stockage. Dans les deux cas, les données se rapprochent de l utilisateur, et plus elles sont proches, mieux c est. Par «proche», nous entendons que les données sont de l information. La plupart des aspects du traitement de l information (disponibilité élevée, restauration rapide, contrôle de version, sauvegarde et sécurité) sont améliorés grâce à la proximité entre le cache virtuel et l utilisateur. 2 # 2010 IDC

3 Il est établi que le cache répond à deux problèmes importants. Le premier est évidemment la rapidité d accès. Le second concerne la capacité à hiérarchiser les demandes d accès aux données. Un disque fixe ne possède pas cette intelligence, alors que les données fréquemment utilisées ou réutilisées stockées dans le cache sont accessibles rapidement. Avec le stockage virtuel, le cache virtuel devient en outre un cache distribué et améliore considérablement la rapidité et l accès aux données. Par ailleurs, la cohérence de cache distribué, par nature indépendante de la distance, fait appel à de nouveaux algorithmes destinés à garantir l intégrité des données et le contrôle des versions. Les éléments suivants ont été identifiés comme essentiels au fonctionnement de la cohérence de cache distribué : Transparence des baies de stockage au sein du système, quelle que soit la distance Accès virtuel à tout moment, partout et à n importe quel système Suivi du mouvement des données pour la gestion des fichiers et des versions Évolutivité pour s adapter aux attentes de l entreprise ou des individus, ou aux besoins liés à la situation géographique ou au groupe de travail Gestion de la capacité groupée à travers les périphériques physiques et virtuels Mise en miroir des applications et des données indépendamment de la plate-forme Ces éléments ne semblent pas nouveaux et ne présentent a priori pas de difficultés insurmontables. Toutefois, si l on tient compte de la question du regroupement et de ce que suppose la mise en œuvre d une fédération de stockage globale, la résolution des problèmes se fait plus complexe. Si l on veut mettre en place des systèmes informatiques véritablement virtuels, l objectif consiste à créer un pool de données dynamiques global de ressources d informations et les applications nécessaires pour travailler avec ces informations de sorte que chacun accède aux données facilement et rapidement, que ce soit à partir de son poste de travail ou de n importe quel autre endroit. Les avantages sont présents à tous les niveaux : temps, réduction des coûts, productivité et compétitivité. D un point de vue technologique, la fédération produit une ressource cohérente au niveau global pour permettre un accès aux informations, en faisant appel au cache et aux ressources de stockage à des niveaux de performance élevés. La cohérence de cache distribué rend chaque tâche plus rapide et plus intelligente, tout en garantissant une intégrité élevée des données. L approche la plus pratique semble être de commencer localement, puis de s étendre vers l espace global et au-delà. Prise en considération de charges de travail variables Des applications et groupes de travail différents ont différentes charges de travail dans le temps et dans l espace. Les serveurs distribués ont commencé à traiter ces questions, mais ne pouvaient pas traiter les données stockées sur divers sites distants. L une des premières solutions était pour l utilisateur de stocker sur son propre ordinateur les données dont il se servait le plus fréquemment IDC # 3

4 Au fil du temps, des parcs locaux de disques ou d unités de stockage ont essayé de gérer des données pour des groupes définis géographiquement. Grâce aux serveurs virtuels, il a été possible de traiter les problèmes de gestion de données en rendant les données distantes disponibles et en facilitant l adaptation de la charge de travail. Cependant, les utilisateurs étaient souvent obligés d utiliser le même ensemble restreint de données locales. Si d autres avaient besoin de ces données, elles étaient répliquées pour un autre datacenter localisé. Dès lors, les problèmes de redondance, de gestion de fichier et de contrôle de version étaient amplifiés. Les départements informatiques qui ont réussi la transition des serveurs autonomes aux serveurs virtuels conviennent que cette transition était révolutionnaire, et cette même évolution est désormais possible avec le stockage. Très tôt, les outils de virtualisation VMware et le Symmetrix VPLEX d EMC ont démontré ce qui pouvait être accompli : VMware utilise des technologies qui permettent à plusieurs systèmes d exploitation de fonctionner simultanément et indépendamment sur le même serveur ou poste de travail standard que les machines virtuelles. On peut accéder à des applications actives ou les déployer au travers de plusieurs systèmes sans interruption de service. Les serveurs virtuels de VMware permettaient aux utilisateurs de voir des ressources d information distantes comme si elles étaient locales. Ils ont représenté une étape cruciale dans la compréhension de la nécessité du stockage virtuel. Le Symmetrix VPLEX d EMC, tirant parti du datacenter virtuel, fournit des niveaux de stockage performants, jusqu à 2 pétaoctets et offre une consolidation de la charge de travail et une évolution des performances des applications. Fondé sur la plate-forme de stockage Symmetrix, ce produit répondait au besoin plus important de disponibilité et de performance de stockage pour les applications critiques sur les serveurs physiques et virtuels rendus possibles par VMware. Une autre révélation dans la compréhension des systèmes virtuels a été le fait que les serveurs tombent souvent en panne, mais que les périphériques de stockage continuent généralement à fonctionner lorsque le cas se produit. Ainsi, en plus d améliorer la réponse du système et de rendre l information plus disponible, la fédération de la virtualisation du stockage et l intégration de la cohérence du cache distribué pourraient rediriger les données vers un serveur en ligne, sans interruption de service. Un tel système est non seulement plus fiable et productif, mais il réduit aussi de façon importante les objectifs de point et de temps de récupération (RPO et RTO). Alors que de la mise en cache de données peut paraître simple et pratique, leur déplacement à distance demeure l un des problèmes informatiques les plus déroutants. VPLEX : l émergence du stockage de données fédérées La mise en cache des serveurs et des applications était auparavant simple et pratique, mais elle était basée sur la proximité locale. Il a toujours été beaucoup plus facile de déplacer des serveurs, ou de disperser des applications, que de distribuer des données à distance. La résolution du problème exigeait de repenser le modèle informatique fondamental. 4 # 2010 IDC

5 Pendant qu EMC explorait le concept de fédération et commençait à développer une plus grande compréhension des problèmes liés à la bande passante, la latence et la cohérence du cache distribué, de nouvelles perspectives ont émergé : Penser à l informatique en tant que service, de la même manière que pour les autres services distribués Construire des datacenters communs qui répliquent des machines et des processus identiques Créer des modèles de stockage virtuel fondés sur des modèles de serveurs virtuels Résoudre le problème de la distribution des données à distance (DaaD) Libérer l information de son support physique Fédérer les systèmes en les rendant entièrement cohérents, de l échelle locale à l échelle globale Alors que ces solutions prenaient forme, il devenait évident que l ancienne terminologie de virtualisation, la «virtualisation du stockage», ne correspondait pas au nouveau modèle pour le stockage de données fédérées. Cependant, le nouveau terme «stockage virtuel» a donné naissance à une définition plus exacte : Stockage virtuel : gestion de la cohérence du cache distribué à distance. EMC a désormais présenté sa vision complète du stockage virtuel. Ce produit, c est VPLEX. Il s agit d une plate-forme matérielle et logicielle destinée aux parcs de données utilisant des baies EMC, Hitachi, IBM et autres. Tout comme les serveurs peuvent être fédérés, VPLEX peut fédérer les périphériques de stockage pour créer la cohérence du cache ou les «Données à distance». Les données, qu il s agisse de mégaoctets ou de pétaoctets, sont présentées à l utilisateur comme des données locales. Le stockage de données fédérées locales, mondiales ou de cloud privé, signifie une réduction, et bien souvent une suppression totale, des problèmes de latence et de bande passante. À la place, il crée une cohérence de cache distribué. Plusieurs environnements informatiques, où qu ils se trouvent sur la planète, voient un pool partagé de données et d informations accessibles depuis n importe quel serveur et sur l ensemble des applications. Des utilisateurs situés dans différentes régions du globe peuvent accéder simultanément à des informations identiques et les utiliser, tandis que le fichier maître reste synchronisé. VPLEX rend possible la conceptualisation d un nouveau modèle d environnement informatique virtualisé en appliquant au stockage virtuel les principes de l évolution des serveurs virtuels. Vu de l écran de l utilisateur, l environnement informatique est un périphérique indépendant et cohérent, même s il ne l est pas réellement. L utilisateur a appris à ne pas se soucier de l emplacement des ressources de traitement ou de l application hôte. Il peut désormais travailler avec ces informations comme si elles étaient stockées sur son propre ordinateur, indépendamment du lieu où elles sont stockées physiquement. VPLEX s appuie 2010 IDC # 5

6 sur la flexibilité dynamique de la technologie FAST (Fully Automated Storage Tiering), grâce à laquelle les informations et les données se trouvent au bon endroit et au bon moment (en l occurrence, dans la cohérence du cache). Pour résumer, VPLEX est l ensemble d outils fondamental pour mettre en place un système virtuel d informations fédérées (matériel, logiciels et réseau) en tant que cloud privé capable de couvrir n importe quelle distance, grande ou petite. Il apporte les avantages suivants : La mise en miroir mondiale d un environnement maître signifie que certaines ressources physiques redondantes peuvent être supprimées et remplacées par des périphériques virtuels. La réplication des données pour résoudre les contraintes liées à la distance appartient au passé. Les économies liées à la réduction de taille permettent au département informatique de fonctionner de manière plus fluide, plus rapide et moins chère. Puisque les ressources physiques sont rassemblées et fondées sur un modèle virtuel, il n importe plus de savoir où se situe le datacenter. Par conséquent, il devient pratique de déplacer les opérations vers des environnements moins coûteux. À l avenir VPLEX est une solution conçue en fonction des exigences actuelles et futures. De nombreux départements informatiques ne se sont pas encore dotés de fonctions virtuelles et VPLEX leur montre la voie. Sa présence à l horizon présente aux pionniers un argumentaire intéressant et une solution complète à des problèmes variés et constants, que d autres pourraient bien suivre. VPLEX est une solution fondée sur des blocs, initialement fournie sous la forme de deux produits : VPLEX Local et Metro. Metro optimise les fonctionnalités décrites ci-dessus sur une distance synchrone, jusqu à 100 km. On peut imaginer de nombreux exemples d utilisation potentielle une fois les données libérées, notamment : Partage et équilibrage transparents des ressources au sein des datacenters physiques et entre ceux-ci Équilibrage de la charge Déplacement des charges vers des sites à faible coût d énergie Prise en charge des environnements VMware Accès aux données en temps réel pour les utilisateurs distants Accès en lecture/écriture simultané aux données de plusieurs hôtes Accès aux données de datacenters physiques distants sans stockage local 6 # 2010 IDC

7 Mise en miroir distribuée sur des plates-formes mixtes Résilience et disponibilité accrues Exécution des applications en continu Capacité de pooling et d agrégation Augmentation du taux d utilisation du stockage Au départ, VPLEX devrait être plus adapté aux applications demandant de nombreuses opérations de lecture. Pour les applications faisant appel à de nombreuses opérations d écriture, les technologies de serveurs et les environnements applicatifs, tels que le traitement des données, ont du retard à rattraper. Malgré cela, la perspective d un datacenter fédéré et mondial est fascinante et concrétise la vision actuellement en pleine effervescence du cloud computing privé. Un fait reste clair : un cloud computing privé ou public a besoin d une couche de virtualisation pour gérer toutes les ressources technologiques comme un système intégré unique. À l intérieur du cloud privé, les utilisateurs peuvent désormais se servir de toutes les ressources (serveurs, applications, informations et connexions réseau diverses) comme si elles se trouvaient sur leur propre ordinateur. C est la solution informatique que les utilisateurs attendent depuis quarante ans. Les économies effectuées par le département informatique sont encore plus importantes. La fédération dans un datacenter virtuel est indépendante des fournisseurs et unifie les plates-formes sur les serveurs et les parcs de stockage. Cela signifie que les données sont entièrement transparentes et disponibles 24 heures sur 24. Les capacités de stockage et les charges de travail sont réparties dans le cloud par l utilisation de la cohérence du cache. La redondance des serveurs et des périphériques de stockage est réduite ou complètement éliminée, en particulier lorsque le modèle du datacenter principal est cloné et transmis via le cloud. Il est tout à fait possible de multiplier par six l efficacité moyenne. Au cours de ce processus, le département informatique se rapproche considérablement du rôle de société de service. Le stockage virtuel fédéré promet une avancée majeure dans l évolution de l informatique. Les professionnels confirmés trouveront de nombreuses manières et de nombreux moyens de mettre en œuvre et d appliquer cette nouvelle technologie révolutionnaire. En écologie, l une des principales maximes populaires est «Penser localement, agir globalement». Au niveau local, l utilisateur observera une solution simple à son workflow. Au niveau du cloud, la fédération change tout car les ressources disparates sont totalement intégrées et donc agrégées, ou peuvent le devenir. L objectif de VPLEX est donc de mettre en œuvre un environnement informatique fédéré offrant une vue mondiale transparente du stockage qui peut être distribuée dans le cache avec une cohérence dans l environnement de cloud privé. Il est désormais possible pour plusieurs rédacteurs de travailler avec les mêmes informations avec des niveaux d intégrité correspondants à un environnement d entreprise. Lorsque la mise en œuvre est effectuée au niveau d abstraction approprié, presque tous les employés peuvent en observer les nombreux avantages, quelle que soit leur perspective IDC # 7

8 Avec VM et VPLEX, EMC crée une nouvelle définition de la virtualisation. Ensemble, ils ont créé un outil concurrentiel du XXI e siècle et un environnement informatique orienté service. DÉFIS ET OPPORTUNITÉS Les opportunités sont importantes pour EMC en raison de sa présence mondiale et de son acceptation généralisée dans les plus grandes entreprises. Les organisations de toutes tailles cherchent depuis longtemps à résoudre le problème de la distance. Avec la mondialisation, la mobilité et les attentes du «toujours disponible» des utilisateurs, des entreprises et de leurs clients, la disponibilité de données cohérentes et mises à jour partout dans le monde fournira à EMC un niveau de leadership technologique qui obligera ses concurrents à trouver des solutions (ou mieux, à en développer) pour égaler sa promesse. Cependant, même si EMC pense que VPLEX va résoudre le problème de distance, il est probable que le scepticisme sera important, car le problème existe depuis très longtemps et de nombreuses entreprises s y sont attaquées par le passé. En outre, VPLEX n est pas le remède miracle aux problèmes de distance. Il ne constituera une solution que pour certains environnements. Les utilisateurs ne doivent pas s attendre à ce que VPLEX résolve tous les problèmes de distance qu ils rencontrent. Par exemple, les applications fortement transactionnelles, sensibles à la latence, ne sont pas des candidats pour VPLEX. (Pour être honnête, EMC ne promouvra pas VPLEX en tant que solution pour ces applications). VPLEX aura besoin de services associés pour pouvoir tenir ses promesses. Cela inclut les conseils avant-vente, la prise en charge après-vente et la maintenance à long terme pour assurer que la solution fonctionne de manière optimale. Enfin, EMC devra aider les utilisateurs à faire la différence entre les fonctions de diffusion des données à grande échelle d EMC Atmos et celles proposées par VPLEX. 8 # 2010 IDC

9 CONCLUSION VPLEX, ainsi que la vision et les plans d évolution qu il apporte, offre une amélioration au problème de distance et une solution nécessaire pour la cohérence de cache distribué. IDC s attend à ce qu EMC continue à ajouter des solutions supplémentaires à son plan d évolution. Les utilisateurs et les clients potentiels de VPLEX doivent travailler en étroite collaboration avec les équipes EMC pour tirer le meilleur parti de la solution. Ils doivent se projeter au-delà des frontières habituelles des datacenters et rechercher de manière créative différentes opportunités d optimiser leur investissement. Globalement, VPLEX représente une approche unique et surtout intégrée pour faire face au problème permanent de intégration des datacenters distribués et pour rendre plus petit le monde informatique. Copyright Publication externe d IDC L utilisation de toute information IDC dans des publicités, des communiqués de presse ou des matériels de promotion est soumise à l accord écrit préalable du vice-président ou d un directeur régional d IDC. Un exemplaire du document proposé doit accompagner la demande. IDC se réserve le droit de refuser l utilisation externe pour quelque raison que ce soit. Copyright 2010 IDC. La reproduction sans accord écrit est strictement interdite IDC # 9