Optimisation du stockage pour améliorer le coût total de. possession dans les environnements Oracle

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1 Optimisation du stockage pour améliorer le coût total de possession dans les environnements Oracle Partie 3 : efficacité Si le mot «efficacité» revient souvent dans les discussions portant sur les centres de données, c'est sans doute parce que les centres de données traditionnels pourraient être bien plus efficaces qu'ils ne le sont. Ces dix dernières années, dans les cercles informatiques, une attention toute particulière a été portée à l'efficacité énergétique, donnant lieu à des discussions sur les systèmes à refroidissement par eau et la refonte des centres de données, qui feraient économiser des millions de dollars aux entreprises. Pour rendre les centres de données plus efficaces, il est pourtant inutile d'aller chercher des solutions aussi radicales, particulièrement en ces temps de crise économique qui empêchent nombre d'organisations d'envisager des investissements à grande échelle dans de tout nouveaux centres de données. La virtualisation des serveurs est une tactique utilisée par certains administrateurs pour économiser sur les coûts matériels et logiciels. D'autres ont «bricolé» avec les stratégies de refroidissement existantes ou simplement mis à niveau leurs serveurs vers des modèles plus efficaces. En matière de stockage, l'efficacité se mesure à la capacité à réduire la quantité de données à stocker, aux taux d'utilisation et à la réduction du coût total de possession via l'utilisation de systèmes de stockage à niveaux dans lesquels le modèle de niveau unique de stockage est remplacé par un modèle à plusieurs niveaux, moins coûteux à bien des égards (achat, fonctionnement, consommation électrique, refroidissement et possibilités d'évolution). La gamme de solutions de stockage d'oracle inclut de nombreuses fonctions qui peuvent contribuer à améliorer l'efficacité des centres de données, mais ce n'est pas tout. Oracle conçoit ses produits de stockage afin qu'ils s'intègrent étroitement aux applications et aux bases de données Oracle, ce qui signifie que les entreprises qui utilisent des applications Oracle peuvent exploiter les fonctions des produits de stockage Oracle pour déployer des solutions qui augmentent la productivité et l'efficacité. Ce document examine les avantages offerts, en termes d'efficacité, par l'utilisation du stockage Oracle avec des applications Oracle. Les autres documents de cette série examinent les fonctions qui fournissent des avantages en termes de facilité de gestion (voir la partie 1) et en termes de performances et d'évolutivité (voir la partie 2).

2 Certes, la gamme de stockage Oracle est optimisée pour prendre en charge les environnements logiciels Oracle, mais il est important de noter que ces optimisations viennent en complément de solutions de premier ordre qui prennent en charge des centres de données hétérogènes présentant un large éventail de logiciels, Oracle ou non. La combinaison des produits de stockage Oracle conçus pour les solutions de bases de données, de stockage SAN, NAS et sur bande aide les entreprises à créer une infrastructure informatique capable de gérer les données à tous les stades de leur cycle de vie, depuis leur création jusqu'à leur archivage à long terme, avec la prise en charge des applications de bases de données et de transactions en ligne les plus exigeantes. Les entreprises ayant des environnements matériels et logiciels hétérogènes gagneront à utiliser des produits de stockage Oracle et devraient notamment être intéressées par les avantages que ces produits peuvent apporter à leur environnement informatique d'entreprise en termes d'efficacité. Le portefeuille de stockage Oracle Quelle que soit l'infrastructure de stockage en place, la gamme de solutions de stockage d'oracle inclut des produits conçus pour gérer les données des applications les plus exigeantes, sans sacrifier l'efficacité ni le coût total de possession. La solution Sun ZFS Storage Appliance est principalement conçue pour les E/S NAS (Network Attached Storage). Elle est pensée pour fonctionner avec les technologies de réduction de données comme Hybrid Columnar Compression, l'allocation dynamique et la déduplication, afin de réduire la quantité de données à stocker. Les pools de stockage hybrides inclus à la solution Sun ZFS Storage Appliance améliorent l'utilisation des capacités en dirigeant les données vers le niveau de stockage le plus adapté. Le système de stockage Oracle Pillar Axiom gère les E/S de blocs SAN (Storage Area Network). Il prend également en charge la technologie Hybrid Columnar Compression et adopte une approche d'allocation dynamique unique qui aide à atteindre les meilleurs taux d'utilisation du secteur. Le stockage sur bande Oracle StorageTek aide les entreprises à économiser sur l'archivage à long terme grâce à sa capacité à stocker de grands volumes de données archivées sur un support dont le rendement énergétique est supérieur à celui du stockage sur disque et qui exploite les technologies de réduction de données comme la déduplication.

3 Avantages de la réduction de la quantité de données à stocker en termes d'efficacité Parce que les systèmes de stockage Oracle s'intègrent facilement aux logiciels Oracle, il est possible de les utiliser de différentes façons pour accroître les taux d'utilisation du stockage dans les environnements SAN ou NAS : dans le cadre d'un projet de consolidation du stockage, pour sauvegarder des bases de données Oracle ou pour fournir un environnement de stockage flexible et efficace, sans goulot d'étranglement, pour un projet de virtualisation évolutive sur la plate-forme Oracle. Le premier avantage fourni par les produits de stockage Oracle en termes d'efficacité est celui de la réduction de la quantité de données à stocker. Plusieurs produits de stockage Oracle exploitent en effet les techniques de réduction de données comme la compression, la déduplication et l'allocation dynamique. Ces techniques peuvent être utilisées indépendamment ou, dans certains cas, conjointement pour réduire davantage encore la quantité de stockage que les organisations doivent acquérir. Dans les environnements Oracle Database, la compression est la clé de voûte de l'amélioration de l'efficacité du stockage car elle peut avoir un impact considérable. Hybrid Columnar Compression est une fonction d'oracle Database 11g R2 Enterprise Edition introduite avec le logiciel Oracle Exadata Storage Server utilisé par les solutions Oracle Exadata Database Machine et SPARC SuperCluster. Oracle prend désormais aussi en charge Hybrid Columnar Compression sur ses solutions Pillar Axiom et Sun ZFS Storage Appliance pour le stockage SAN et NAS. Chaque base de données étant différente et donnant des taux de compression différents, Hybrid Columnar Compression pourra compresser les données de 10 à 50 fois pour les bases de données ou partitions de bases de données en lecture seule ou aux rares écritures qui se trouvent dans des entrepôts de données et des archives internes. Un taux de compression de 10 à 15 est entre 3 et 5 fois supérieur à ce qui est généralement obtenu de ces ensembles de données lorsqu'ils sont compressés avec l'advanced Compression Option ou la compression basée sur le stockage (solutions toujours disponibles pour les partitions de bases de données faisant l'objet d'écritures fréquentes). Les solutions Pillar Axiom et Sun ZFS Storage Appliance sont les seules plates-formes SAN et NAS à prendre en charge la fonction Hybrid Columnar Compression et à pouvoir la fournir à des serveurs Oracle ou non Oracle. Les clients ayant 250 To qui s'exécutent sur un serveur IBM Power Series avec 100 To de stockage SAN EMC n'ont ainsi besoin d'acheter qu'entre 17 To et 25 To de stockage Pillar Axiom pour contenir le même ensemble de données.

4 La déduplication améliore l'efficacité des infrastructures de stockage car elle permet de réduire la quantité des données à stocker en identifiant les copies identiques des mêmes données et en ne conservant qu'une seule copie sur disque. Bien souvent, la déduplication est une fonction inhérente aux environnements de bases de données, ce qui fait que les appliances matérielles ou logicielles de déduplication ne leur sont généralement d'aucune utilité. Toutefois, la déduplication commence à être utilisée dans les environnements de stockage principal pour les données hors bases de données car elle peut reconnaître la même image, la même présentation ou le même message électronique dans une série de répertoires racine et éliminer les copies supplémentaires. Oracle propose la déduplication du stockage principal dans sa solution Sun ZFS Storage Appliance, et les capacités d'instantanés et de clonage des solutions Pillar Axiom et Sun ZFS Storage Appliance présentent certains des avantages de la déduplication du stockage principal car chaque clone partage les mêmes blocs de données jusqu'à ce qu'un ou plusieurs de ces blocs soient modifiés, c'est alors que seuls les blocs modifiés sont stockés. Cette capacité est importante pour la gestion efficace des ensembles de données et des environnements de serveurs virtualisés lors des phases de développement et de test. L'allocation dynamique permet aux administrateurs du stockage d'allouer des capacités de stockage à partir d'un pool commun de stockage partagé, en fonction de leurs besoins futurs. L'administrateur crée un numéro d'unité logique ou un système de fichiers de la taille de son choix, mais n'engage pas la capacité au moment de sa création. Chaque application semble disposer de toute la capacité de stockage dont elle a besoin pour fonctionner. L'allocation dynamique est l'un des nombreux services de données enrichis disponibles sur la solution Sun ZFS Storage Appliance. Les systèmes Pillar Axiom d'oracle étendent le concept d'allocation dynamique en le déployant parallèlement aux capacités de qualité de service (QoS). Plutôt que d'effectuer l'allocation dynamique sur le stockage générique avec un seul profil de performances, les administrateurs Pillar Axiom peuvent définir des niveaux de performances pour les diverses applications et fournir des systèmes de fichiers et des numéros d'unités logiques dynamiquement alloués, avec des caractéristiques appropriées à chaque application utilisant le système. Avec plusieurs applications utilisant un même pool de stockage, les silos de stockage isolés sont éliminés et les taux d'utilisation augmentent. Avantages de l'augmentation de l'utilisation des capacités en termes d'efficacité Toute personne qui a envisagé la virtualisation évolutive des serveurs le sait bien : l'époque où chaque application disposait de son propre serveur et de son propre stockage est bientôt révolue. En effet, lorsqu'elles ajoutaient des serveurs et du stockage pour chaque application, les entreprises payaient pour des capacités qu'elles n'utilisaient pas. Les produits de stockage NAS et SAN d'oracle sont conçus

5 pour accroître les taux d'utilisation des capacités et constituent une excellente plate-forme pour les projets de consolidation du stockage qui permettent de réduire les coûts et aident les entreprises à tirer le meilleur parti de leurs projets de virtualisation de serveurs. La solution Sun ZFS Storage Appliance utilise les pools de stockage hybrides pour aider à améliorer les taux d'utilisation des capacités et à optimiser les performances. Les pools de stockage hybrides gèrent la mémoire, les disques Flash optimisés en lecture et en écriture, les disques hautes performances et les disques de grande capacité en toute transparence. En reconnaissant automatiquement les différents modèles d'e/s, les pools de stockage hybrides décident de placer les données sur le support de stockage qui fournit les meilleures performances. L'écriture Flash est utilisée pour accélérer les opérations d'écriture synchrones, tandis que la lecture Flash améliore considérablement le temps d'accès aux fichiers pour les données fréquemment et récemment sollicitées. Les pools de stockage hybrides gèrent cette classification des données de façon transparente. L'application compose avec le système de fichiers ZFS comme si elle gérait un seul pool de disques intégré. En faisant correspondre les bonnes données au bon niveau, les pools de stockage hybrides utilisent au mieux les capacités de stockage et évitent aux entreprises d'avoir à ajouter des capacités en raison de la latence qui affecte les applications stratégiques. Grâce à l'efficacité du système de fichiers ZFS et à l'architecture orientée performances, les clients peuvent s'attendre à voir des performances de pointe dépasser les 80 % d'utilisation des capacités, ce qui réduit considérablement les exigences en matière d'espace de stockage global. Dans un environnement SAN, les systèmes de stockage Oracle Pillar Axiom fonctionnent de la même façon et fournissent des taux d'utilisation atteignant les 80 % alors que Gartner estime la moyenne du secteur autour des 30 à 40 %. Les entreprises peuvent consolider leurs silos de stockage isolés en un seul système Oracle Pillar Axiom afin d'accroître leurs taux d'utilisation, sans rencontrer de problèmes de latence inacceptables pour les applications stratégiques car la qualité de service (QoS) est intégrée aux systèmes Pillar Axiom. En offrant un stockage capable de reconnaître les applications, les systèmes Pillar Axiom gèrent les E/S de façon à ce que les applications stratégiques obtiennent la priorité par rapport à celles qui le sont moins. Ils peuvent également empêcher les données des différentes applications de se mélanger afin de satisfaire les exigences de conformité et de sécurité. Enfin, pour maximiser l'utilisation du stockage, la méthode par excellence consiste peut-être à passer à un environnement de stockage à niveaux activement géré. Le logiciel Sun Storage Archive Manager (SAM) d'oracle fournit un environnement de ce type, comme l'explique la deuxième partie de cette série de documents. Il s'agit d'un environnement piloté par des stratégies, qui déplace les données les

6 plus anciennes et les moins sollicitées (ou d'autres mesures pilotées par des stratégies et définies par l'administrateur du stockage) vers des bandes ou disques de stockage plus lents et moins onéreux, ce qui libère de l'espace pour les données plus récentes ou plus usitées. Ce type d'environnement peut être utilisé pour maximiser les performances lors de l'accès à un ensemble de données ou pour optimiser l'utilisation des capacités. L'une des principales caractéristiques d'un environnement SAM est sa capacité à créer plusieurs copies de données sur différents supports de stockage (y compris des systèmes de stockage distants) et ainsi à automatiser le processus de reprise sur sinistre. Autre caractéristique clé : dans un environnement SAM, les administrateurs peuvent définir des taux minimum et maximum d'utilisation sur les principaux périphériques de stockage et prétransférer des copies de données vers le support du niveau inférieur afin que, lorsque l'utilisation maximale est atteinte, SAM libère rapidement et automatiquement de l'espace. Si une application a besoin d'accéder aux données qui se trouvent sur un niveau de stockage inférieur (bande, par exemple), SAM les déplace vers leur niveau d'accès approprié et l'application les utilise comme si elles avaient toujours été stockées sur disque. Ainsi, les administrateurs bénéficient de l'évolutivité pratiquement illimitée offerte par le stockage sur bande et de la commodité de l'accès aux données via la sémantique sur disque. Une autre façon de maximiser l'utilisation du stockage consiste à utiliser un environnement de sauvegarde D2D2T (disk-to-disk-to-tape) soit à l'aide d'une solution Sun ZFS Storage Appliance comme cible RMAN basée sur le stockage NAS, soit à l'aide d'un système de stockage Pillar Axiom comme cible basée sur le stockage SAN. Dans ce cas, les utilisateurs n'ont qu'à créer une nouvelle sauvegarde RMAN sur disque, puis à utiliser Oracle Secure Backup pour écrire chaque image de sauvegarde RMAN, ou une sélection périodique de cette image, sur bande. Passé un certain temps, les sauvegardes sur disque les plus anciennes peuvent ensuite être supprimées, et l'archive sur bande peut être utilisée pour satisfaire les exigences en matière de gouvernance, de réglementation et de conformité. Avantages de l'amélioration de l'efficacité en termes de coût total de possession Dans un environnement Oracle, les avantages de l'amélioration de l'efficacité en termes de coût total de possession se traduisent de trois façons : réduction de la quantité de stockage en ligne à acheter, augmentation de la productivité des administrateurs du stockage et réduction du nombre de soussystèmes de stockage autonomes à gérer et, pour finir, réduction de l'encombrement, de l'alimentation et du refroidissement associés au stockage. La réduction de la quantité de stockage à acheter s'explique par la réduction de la quantité de données à stocker par les entreprises et par l'accroissement de l'efficacité du stockage dans un environnement consolidé. Par exemple, une entreprise disposant de plusieurs entrepôts de données SAN, qui passerait

7 de plusieurs îlots de stockage SAN autonomes à un système Pillar Axiom qui consoliderait ces silos sur une seule et même ressource, pourrait voir sa quantité de données à stocker divisée par 5 et l'utilisation de ses capacités multipliée par 2, soit une division par 10 de la quantité de stockage à acheter. Bien entendu, acheter moins de stockage signifie que les administrateurs ont également moins de périphériques à gérer, ce qui entraîne une baisse directe des dépenses d'exploitation. Par ailleurs, cette réduction peut également être démultipliée par l'utilisation d'outils de gestion avancés qui améliorent la productivité des administrateurs système. L'environnement Pillar Axiom MaxMan et l'alliance entre les analyses DTrace et la gestion avec interface utilisateur graphique sur la solution Sun ZFS Storage Appliance font que les administrateurs du stockage peuvent effectuer les activités routinières de débogage, d'ajustement, de configuration et de maintenance des performances plus rapidement et plus facilement, ce qui leur permet de se concentrer sur les problèmes métier et sur l'accroissement des résultats financiers. Pour illustrer la façon dont tous ces éléments fonctionnent ensemble, nous pouvons prendre l'exemple d'un environnement de stockage à niveaux dans lequel le remplacement d'un seul niveau de disques hautes performances par une combinaison de disques Flash, disques hautes performances et disques et bandes aux capacités optimisées peut diviser les coûts totaux par 4 ou plus. Si cet environnement est activement géré par un système automatisé tel que Sun Storage Archive Manager, les fichiers anciens peuvent automatiquement être relégués vers des supports moins performants et moins onéreux, puis restaurés vers le support rapide, lorsque cela est nécessaire. Dans cet environnement automatisé et activement géré, qui inclut la bande, l'utilisation des capacités peut être prédéfinie, avec des niveaux minimal et maximal, ce qui signifie que les entreprises ne manqueront jamais de capacités de stockage. En effet, les administrateurs remplacent des disques en ligne qui consomment de l'énergie et ont un cycle de remplacement de trois à cinq ans par des cartouches de bande peu coûteuses, qui ne consomment rien et ont une durée de vie de 30 ans. Dans une analyse récente faite par The Clipper Group, il a été estimé qu'une archive sur disque utilisait plus de 200 fois plus d'énergie qu'un niveau final sur bande et que le coût total de la solution sur disque pour 10 ans représentait plus de 15 fois celui du niveau d'archive sur bande (voir «A la recherche de la solution d'archivage à long terme : la bande offre un meilleur coût total de possession que le disque» [In Search of the Long Term Archiving Solution Tape Delivers Significant TCO Advantage Over Disk]).

8 Pleins feux sur l'efficacité : duplication de bases de données Oracle à des fins de développement et de tests Les entreprises qui innovent et améliorent leurs produits en permanence ont besoin d'effectuer des activités de développement et de test pratiquement en continu. Ces activités utilisent plusieurs copies de grands systèmes de production tels que les bases de données. La solution Sun ZFS Storage Appliance peut permettre aux administrateurs de créer, de façon efficace et économique, des copies pratiquement illimitées de leurs bases de données de production pour les activités de développement et de test. Les solutions Sun ZFS Storage Appliance sont conçues pour s'intégrer facilement aux environnements Oracle existants, avec très peu de changements procéduraux, et peuvent même prendre en charge le développement et les tests d'entrepôts de données pour tirer parti de la technologie Hybrid Columnar Compression. Ces solutions sont à la fois très performantes et très simples, et coûtent jusqu'à 30 % moins cher que les solutions traditionnelles ; et les économies peuvent être encore plus élevées dans les environnements Hybrid Columnar Compression. Lors de l'utilisation d'une solution Sun ZFS Storage Appliance, le processus de clonage peut être automatisé par des scripts et des workflows prédéfinis. Les méthodes traditionnelles de création de copies de bases de données de production pour les activités de développement et de test requièrent que chaque copie occupe autant de place que la base de données d'origine. Par conséquent, avec des bases de données faisant plusieurs téraoctets et des dizaines ou des centaines de développeurs, les capacités de stockage nécessaires peuvent augmenter de façon exponentielle. Les solutions Sun ZFS Storage Appliance et Pillar Axiom permettent, quant à elles, de créer des clones inscriptibles à faible encombrement, qui ne requièrent de l'espace supplémentaire que lorsque de nouvelles données y sont écrites. Cela permet non seulement d'économiser des capacités, mais aussi de réduire les coûts d'exploitation, notamment en termes de consommation énergétique et de refroidissement. Les entreprises ayant besoin de cloner une base de données de production Oracle pour des activités de développement et de test, et utilisant déjà Oracle Data Guard pour la haute disponibilité et la reprise sur sinistre, peuvent exploiter ces systèmes en ajoutant une solution Sun ZFS Storage Appliance ou Pillar Axiom à leur configuration Data Guard afin d'obtenir une solution efficace pour les instantanés et les clones.

9 Celles qui n'utilisent pas Oracle Data Guard avec leur base de données Oracle peuvent également recourir à une solution Sun ZFS Storage Appliance pour le clonage. La fonction de fusion incrémentielle de RMAN peut sauvegarder une Oracle Database sur un stockage connecté NAS ou SAN, où les fonctions d'instantané et de clonage des solutions Pillar Axiom et Sun ZFS Storage Appliance sont ensuite utilisées pour créer des copies non destructrices de la base de données, qui peuvent être utilisées et mises au rebut plusieurs fois au cours du développement et des tests. Conclusion Les produits de stockage d'oracle fournissent une réelle efficacité en termes de taux d'utilisation, d'énergie et de capacités. Ils utilisent un certain nombre de fonctions innovantes et de technologies de réduction des données pour aider les entreprises à contrôler leur coût total de possession et à éviter de surdimensionner les ressources de stockage. Les produits de stockage d'oracle sont conçus pour fonctionner avec les applications, les bases de données et les serveurs Oracle, ce qui signifie que les entreprises peuvent les intégrer facilement à leurs infrastructures Oracle existantes, sans grande intervention manuelle des administrateurs ni intégrations personnalisées coûteuses.