WHITE PAPER Datacenter : enjeux et tendances autour des architectures réseaux

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1 WHITE PAPER Datacenter : enjeux et tendances autour des architectures réseaux Sponsorisé par: Juniper Networks, IBM Stéphane Krawczyk novembre 2011 Karim Bahloul INTRODUCTION IDC France, 13 Rue Paul Valéry, Paris, Tél.: Fax: L automatisation des infrastructures IT, l évolution vers un véritable centre de services IT capable de délivrer aux utilisateurs de manière automatisée les services demandés selon des SLA préalablement définis, l intégration au sein des datacenters d une approche Cloud Computing représentent de véritables enjeux de performances pour les entreprises. Cependant, ces éléments de réponses restent souvent vains si le réseau ne peut, lui aussi, prendre facilement en compte ces changements. En effet, avec l augmentation du nombre d applications ou encore l évolution de la législation en matière de conservation des données, le réseau n est plus seulement utilisé pour faire le lien entre l utilisateur et le serveur mais doit également supporter les flux croissants entre les serveurs eux-mêmes ou encore les serveurs et outils de stockage. Cette nouvelle distribution du trafic doit maintenant amener les entreprises à repenser leur réseau de Datacenter où cohabitent des environnements physiques et des serveurs virtuels en quantité croissante.

2 Méthodologie Pour la réalisation de ce document, IDC a mené, au cours du mois d'octobre 2011 une enquête auprès de 83 structures françaises de plus de 1500 salariés issus de différents secteurs d activités (Industrie BTP, Commerce, services et secteur public). L'objectif de cette enquête est de faire un état des lieux des principaux facteurs qui impactent aujourd'hui les datacenters ainsi que leurs principales répercutions sur l'évolution des architectures réseaux. Les entreprises interrogées représentent un volume total de 387 datacenters au niveau mondial, soit une moyenne de 4,7 datacenters par structure, et un volume total de 177 datacenters situés en France ce qui correspond à une moyenne de 2,1 datacenters par structure. Pour 85% des entreprises interrogées, les datacenters sont détenus et gérés par l entreprise. Les répondants à cette enquête étaient tous impliqués dans les décisions de choix d architecture, d achat ou de gestion des équipements destinés aux datacenters. GRAPHE 1 Les structures interrogées par IDC Question :Quel est le nombre d'employés de votre entreprise en France? Question : Quelle est l'activité principale de votre entreprise? 5000 et à % Industrie+ BTP 25% Public 31% Commerce 10% 2000 à % Services 3 2 #FR IDC

3 LE DATACENTER, AU CŒUR DE LA TRANSFORMATION DU SYSTEME D'INFORMATION Le datacenter, un environnement en constante évolution La datacenter n'est pas un environnement figé, statique, bien au contraire. Il est en évolution permanente, devant s'adapter à la fois aux évolutions technologiques (la virtualisation par exemple), aux usages (mobilité, accès distants) mais également aux besoins croissants de l'entreprise en matière de charge applicative et de performance informatique. Socle de la performance informatique de l'entreprise, le Datacenter est au cœur de la transformation du système d'information. GRAPHE 2 Évolution du Datacenter Au sein de votre (vos) datacenter(s) quelle part (en %) de votre infrastructure est : Aucune de 1% à 25% de 26% à 50% de 51% à 75% de 76% à 100% Moyenne Infrastructure standardisée 11% 63% 7 Infrastructure consolidée 16% 47% 65% Infrastructure virtualisée 23% 29% 55% Infrastructure automatisée 33% 9% 23% 38% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Les résultats de l'enquête présentés figure 2 révèlent un niveau de maturité élevé des entreprises interrogées en matière de standardisation et de consolidation de leurs infrastructures informatiques. Alors que 63% d'entreprises ont standardisé plus des trois quarts de leurs infrastructures, elles sont également 63% à avoir consolidé au moins la moitié des infrastructures. Cette maturité élevée est également illustrée par le nombre moyen de datacenters localisés en France : en effet, les entreprises françaises interrogées disposent en moyenne de 2,1 datacenters : elles sont près de la moitié (43%) à ne disposer que d un seul datacenter sur la France. Les résultats révèlent un niveau de maturité moyen sur la virtualisation de leurs infrastructures qui touchent cependant une large majorité des entreprises interrogées. En effet 98% ont déjà initié cette démarche IDC #FR263 3

4 Enfin, ces résultats révèlent un niveau de maturité en devenir pour ce qui concerne l automatisation de leur infrastructure (en moyenne 38% des infrastructures sont automatisées au sein de l'échantillon d'entreprises interrogées) qui constitue le socle de la notion de "Self Provisionning" considérée par IDC comme l'étape ultime de l'évolution vers le Cloud Computing. Il reste cependant dans ce domaine une importante marge de progression puisqu'un tiers des entreprises interrogées n'ont pas encore initié la mise en place de ce type d'outils. Une transformation consommatrice de ressources IT L'étude menée par IDC met en lumière l'importance des datacenters tant en terme d'investissement que de budget de fonctionnement. La figure 3 représente deux vues différentes de la segmentation du budget IT des entreprises par grands domaines fonctionnels. Les coûts associés au datacenter et au réseau représentent en moyenne 40% du budget IT. GRAPHE 3 La place du Datacenter dans le budget informatique des entreprises Logiciels 1 Réseaux 1 Equipements 17% Salaires 35% Services IT 11% Externalisation 9% Infrastructures et Opérations 60% Datacenter 25% Réseaux 15% Environnements distribués : 15% Autres 5% Installations / bâtiments 8% Équipements, stockage et opérations : 17% Applications 40% Développement 20% Maintenance 20% Au delà de cet état des lieux, les résultats de l'enquête menée par IDC indiquent que 80% des entreprises interrogées anticipent que le budget associé au datacenter sera stable ou en augmentation au cours des cinq années à venir. Ce résultat va à l'encontre des idées reçues compte tenu de la baisse constante des prix moyens des matériels informatiques (serveurs, stockage, équipements réseaux) 4 #FR IDC

5 Une transformation engagée, loin d'être finalisée Compte tenu des évolutions permanentes des infrastructures auxquelles doivent faire face les entreprises, la figure 4 présente leurs nombreuses priorités d'investissement associées au datacenter pour les prochains mois et les prochaines années. Au regard de ces résultats, si la sécurité du datacenter est une priorité incontestable, il ressort que ces priorités portent avant tout sur les contraintes immédiatement visibles quotidiennement (stockage, rationalisation/consolidation, virtualisation). Les investissements relatifs aux architectures réseaux se situent dans le TOP 5 des priorités d'investissements des entreprises interrogées. GRAPHE 4 Les priorités d'investissement associées au Datacenter Sur une échelle de 1 à 5 où : 1= peu prioritaire et 5= très prioritaire. Dans le budget dédié aux datacenters Pouvez-vous noter le niveau de priorité des éléments suivants en termes d'investissements? Moyenne La sécurité du datacenter Stockage Rationalisation, consolidation du datacenter Virtualisation 76% 72% 72% 70% 4,0 3,8 3,8 3,8 L'architecture réseau du datacenter Les outils de gestion 53% 60% 3,6 3,3 Automatisation Le système de refroidissement 37% 43% 2,9 2,8 Le cloud (privé, public, hybride) 1 2,2 N = 83 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% Notes 4 & IDC #FR263 5

6 VIRTUALISATION ET CLOUD : LA NECESSAIRE EVOLUTION DES ARCHITECTURES RESEAU Le réseau est-il adapté aux évolutions des datacenters et aux nouveaux modèles applicatifs? L'évolution des architectures applicatives change de manière fondamentale les modèles de trafic au sein du Datacenter : plutôt que d'avoir des flux partant d'un serveur vers l'utilisateur final, les flux se complexifient progressivement pour intégrer les ressources provenant de plusieurs serveurs et ressources de stockage avant de transiter vers l'utilisateur final. En conséquence, les exigences de bande passante pour chacun des serveurs physiques impliqués dans la transaction est d'autant plus important que les communications entre chaque serveur se multiplient. Un modèle d'autant plus complexe que les mouvements associés aux machines virtuelles au sein du Datacenter rendent le trafic réseau de plus en plus difficile à anticiper. La consolidation n'est pas le seul vecteur de changement. L'évolution progressive des datacenters vers un modèle automatisé permettant de réaffecter dynamiquement les charges applicatives d'un serveur physique vers un autre pour faire face aux besoins de ressources et aux exigences de qualité de service est un levier important de changement. La virtualisation des ressources informatiques est au cœur de ce modèle. GRAPHE 5 Transformation du datacenter : des impacts significatifs sur le réseau Selon vous, quels sont les principaux facteurs d'évolution ou de transformation qui impacteront vos datacenters dans les années à venir? (Réponses multiples) Virtualisation Rationalisation, consolidation 77% 75% Impacts sur le réseau L'augmentation du nombre d'applications L'explosion du nombre de terminaux communicants La migration vers le Cloud (privé, public) Le développement des solutions de communications unifiées / collaboration L'utilisation de la vidéo en entreprise 60% 5 49% 41% 39% Autres 2% N = 83 0% 25% 50% 75% 100% 6 #FR IDC

7 Alors que les entreprises envisagent de plus en plus souvent l'utilisation de services cloud (public ou privé), pour bénéficier pleinement des avantages de ce modèle (meilleur alignement des ressources avec les besoins, diminution des coûts associés au serveur, stockage, réseau) le réseau doit être suffisamment flexible pour supporter les évolutions d'architecture tout en simplifiant sa gestion et permettre d'avoir de la visibilité sur les charges applicatives virtualisées. Le réseau doit être à même de fournir la même qualité de services aux serveurs virtualisés que celle qui est fournie actuellement aux serveurs physiques. Malgré tous ces facteurs de transformation susceptibles d'impacter le datacenter, la figure 6 montrent que la majorité des entreprises interrogées déclarent, à priori, que leur réseau est aujourd'hui adapté aux changements et aux évolutions de leur Datacenter (66% des entreprises.) Elles sont cependant nombreuses à identifier des sources d'amélioration importantes qui, pour certaines d'entre- elles, sont particulièrement essentielles dans le cadre de leur activité. En effet, les principales critiques formulées à l'encontre du réseau dans son état actuel sont liées au manque d'évolutivité, au manque de flexibilité du réseau, à la complexité de sa gestion. GRAPHE 6 Un réseau peu adapté aux évolutions du Datacenter Question : Parmi les propositions suivantes, quelle est celle qui correspond le mieux à l'état actuel du réseau mis en place au sein de vos Datacenters? Question : Parmi les propositions suivantes quelles sont celles qui expliquent le manque d'adaptation du réseau aux changements et aux évolutions de vos Datacenters? Adapté aux changements et évolutions des datacenters 65% moyennement adapté 31% Un manque d'évolutivité Un manque de flexibilité La complexité de sa gestion La rigidité du protocole Spanning Tree (STP) Des temps de latence sont trop élevés 12% 8% 28% 32% 48% Un manque de sécurité pas du tout adapté aux changements et évolutions des datacenters Réseau vieillissant et sousdimensionné par rapport au besoin Manque de solution de supervision pour permettre l'industrialisation Manque de budget Le débit 0% 20% 40% 60% 2011 IDC #FR263 7

8 Lorsque l'on interroge les entreprises sur leurs besoins associés au réseau de leur datacenter, les résultats présentés figure 7 sont révélateurs du niveau de besoins élevés concernant notamment la fiabilité, le support à la qualité de service, l'interopérabilité avec les systèmes existants ou encore la virtualisation de serveurs. Pour IDC, ces niveaux de besoins élevés malgré une adaptation relative du réseau aux transformations du datacenter illustre le fait que ces entreprises ne savent pas comment adresser ces besoins. GRAPHE 7 Les besoins associés au réseau du datacenter Quelles est l importance des besoins suivants associés au réseau de vos datacenters? Fiabilité 92% 4,4 Support à la qualité de service 88% 4,2 Interopérabilité avec les systèmes existants 86% 4,0 Supporter la virtualisation de serveurs 8 4,2 Consolider les équipements 76% 4,0 Evolutivité de la bande passante 76% 3,9 Respecter les standards 75% 4,0 Prendre en en charge les transactions Délivrer des services réseaux intégrés (QoS, sécurité, rapidité) Réduire la complexité du réseau 43% 69% 63% 3,7 3,7 3,3 0% 25% 50% 75% 100% Notes 4 & 5 8 #FR IDC

9 Vers une nouvelle architecture réseau du Datacenter? Si les résultats de l'enquête présentés figure 8 montrent que 61% des entreprises n'ont pas de projets d'évolution de leur architecture réseau, la principale raison évoquée est la complexité des messages véhiculés actuellement par les fournisseurs d'équipements. Cependant, ce n'est pas la seule. En effet, la base installée d'équipements réseaux et l'hétérogénéité des outils de gestion qui en découle sont également largement plébiscitées. Enfin, le modèle traditionnel d'organisation IT en silos (équipes différentes pour les domaines serveurs, stockage, réseau, applications) est identifié comme un frein pour près d'un tiers des entreprises interrogées n'ayant pas de projets d'évolution. Parallèlement, lorsque les entreprises interrogées prévoient de faire évoluer l'architecture réseau de leur datacenter pour répondre à leurs besoins (39%), ces projets s'inscrivent pour 48% d'entre elles dans une approche de refonte totale de l'architecture réseau qui impacte nécessairement la sécurité, pour 45% d'entre elles dans une approche d'augmentation de bande passante et pour un peu moins d'un tiers d'entre elles dans une approche de renouvellement des équipements. GRAPHE 8 L'évolution de l'architecture réseau Question : Avez-vous prévu de faire évoluer l'architecture réseau de vos datacenters? Question : Quelle est l'importance des freins dans une démarche de transformation du réseau de vos datacenters? Non, pas de projet 61% Oui, le projet est en cours 19% Oui, dans les 6 mois 5% Oui, dans les 12 mois 15% Question : De quelle manière? La complexité des messages véhiculés actuellement par les fournisseurs d'équipements 45% Refonte totale de l'architecture réseau 48% La base installée de vos équipements réseaux L'hétérogénéité de vos outils gestion Votre modèle d'organisation IT en silos (les équipes serveur, stockage, réseau, applications sont différentes) 43% 40% 32% Augmentation de la bande passante Renouvellement des équipements par des équipements de nouvelle génération Migration d'une architecture hiérarchisée 3 vers une architecture à plat de type "fabric" Migration d'une architecture 3 couches vers une 2 couches 10% 10% 32% 45% 0% 20% 40% 60% 0% 20% 40% 60% 2011 IDC #FR263 9

10 Traditionnellement, les réseaux des datacenters ont été conçus pour prendre en charge les flux de trafic serveurs vers utilisateurs. La conception de réseau de nouvelle génération doit maintenant inclure les contraintes générées par l'augmentation des flux de trafic serveurs vers serveurs et serveurs vers ressources de stockage. La mise en place de fabric réseau au sein de l'ensemble des ressources applicatives, de puissance de calcul et de capacité de stockage fait référence à un réseau dit "à plat" permettant de connecter l'ensemble de ces ressources. L'objectif est de minimiser le nombre de traitements afin de réduire les temps de latences et ainsi améliorer la performance des applications tout en maximisant la taille, la performance et l'utilisation de ces ressources. Avec la multiplication des interconnexions entre les applications, les datacenters doivent maintenant implémenter des applications à plusieurs niveaux, de sorte que le serveur Web, le serveur d'applications et le serveur de base de données soient à même de fonctionner sur des machines virtuelles ou sur différents serveurs physiques. Par conséquent, avant qu'une application atteigne l'utilisateur, le trafic a déjà réalisé plusieurs interactions, touchant au moins trois serveurs différents. Si le datacenter d'une entreprise met véritablement en place des fonctions de provisioning dynamique de nouvelles ressources applicatives, les interactions entre les différentes machines virtuelles deviennent beaucoup plus complexes. Non pas que les interactions entre les serveurs et les terminaux soient imprévisibles, mais il y a simplement beaucoup plus de variables. Le concept de fabric unique est naturellement extensible à un pool de calcul de plus en plus important Nous pouvons comparer cela avec le modèle HPC distribué, qui relie de nombreuses ressources pour effectuer des tâches complexes. En utilisant cette approche avec les applications distribuées actuelles, le datacenter s'émancipe progressivement d'une architecture hiérarchique 3 couches (cœur, agrégation, accès) pour aller vers un environnement dans lequel les systèmes sont pris en compte de manière plus égalitaires. Avec ce modèle, puisque les serveurs, les ressources de stockage, les applications sont tous au même niveau, le réseau doit être architecturé afin de pouvoir traiter les flux de manière égalitaire et refléter correctement les flux de trafic. Les acteurs de la transformation Comme nous avons pu l'évoquer précédemment, la migration d'un réseau touche le cœur du datacenter. Avec l'arrivée de nouvelles technologies telles que la Fabric, les modes de connections des différentes ressources, les architectures, les équipes informatiques traditionnelles "en silos" sont remis en cause. Pour faire face à ces transformations, et s'adapter à ces nouveaux environnements, les entreprises ont de plus en plus besoins d'être accompagné dans leur démarche. En effet, les résultats de l'enquête révèlent qu'une large majorité des entreprises interrogées (7) prévoit de faire évoluer l'architecture réseau avec l'aide d'un partenaire. Pour IDC, cette tendance devrait s'amplifier dans les années à venir avec la pénétration de ces nouvelles technologies. Tout comme les changements technologiques, l'adaptation des équipes informatique à l'évolution de ces nouveaux environnements, le métier d'intégrateur réseau évolue en sortant du pré carré du seul savoir faire réseau pour aller vers des compétences pluridisciplinaires alliant à la fois réseau, système, stockage, sécurité, bases de données, applications. Les principaux critères de choix d'un prestataire assurant l'intégration de ces différents composants étant avant tout la qualité de services et les services de support proposés pour accompagner ces migrations sans oublier la notoriété ou la stabilité financière de celui-ci; 10 #FR IDC

11 CONCLUSION Pour IDC, les fabrics réseaux émergent pour répondre aux besoins holistiques associés aux nouvelles charges applicatives du Datacenter. Les Fabrics Ethernet permettent aux différentes ressources de se déplacer librement à travers le Datacenter tout en réduisant la complexité et les coûts associés. Les fabrics réseaux apportent les caractéristiques suivantes au réseau: La capacité de dimensionner les besoins de bande passante sur la base des évolutions des diverses charges applicatives La possibilité d'aligner les politiques associées au réseau avec les exigences applicatives. Une étroite intégration des systèmes de contrôle Une intégration des services de provisioning avec la gestion coordonnée des ressources En outre, IDC estime que les besoins d'analyse de gros volume de données (Big data) combinée à l'explosion des contenus et du nombre de fichiers, indiquent que les besoins en matière de stockage vont définir le cycle de mise à niveau du réseau des futurs Datacenters, tout en augmentant propension des entreprises à migrer progressivement vers le 10GbE et le 40 GbE. Poussé par le besoin de soutenir le cloud computing, les infrastructures convergentes virtualisés (serveurs, stockage, réseau), et les besoins d'analyse sur de gros volumes de données, les entreprises font évoluer leurs réseaux des topologies client serveurs rigides centrées sur les données vers des réseaux dynamiques orientés par les applications. Les architectures réseaux s'aplanissent, les besoins de bande passante augmentent, et les entreprises mettent en place plus de flexibilité au sein de leurs réseaux. Tout ceci pour répondre au mieux aux évolutions rapides des exigences métiers. Copyright Notice External Publication of IDC Information and Data Any IDC information that is to be used in advertising, press releases, or promotional materials requires prior written approval from the appropriate IDC Vice President or Country Manager. A draft of the proposed document should accompany any such request. IDC reserves the right to deny approval of external usage for any reason. Copyright 2011 IDC. Reproduction without written permission is completely forbidden IDC #FR263 11