VMware vsphere 5 Maîtrisez l exploitation de votre infrastructure virtuelle

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1 212 VMware vsphere 5 Maîtrisez l exploitation de votre infrastructure virtuelle Quoi qu'il en soit, gardez à l esprit que nous n avons pas voulu favoriser une technologie en particulier. Cependant, nous nous sommes permis de valoriser les constructeurs/éditeurs ayant réellement fait avancer le domaine. 2. L architecture interne des baies de stockage et VMware 2.1 Les différents composants Dans un premier temps, nous allons passer en revue les éléments qui constituent toutes les baies de stockage (quels que soient la technologie et le constructeur, il y a des principes qui resteront toujours les mêmes). Tous les constructeurs décomposent leurs baies de la manière suivante : Connectivité externe. Au niveau VMware, on retrouve la fibre optique ou Ethernet. Storage Processors : nous en parlerons juste après, il faut garder à l esprit que c est l élément sur lequel repose le système d exploitation de la baie. Système d exploitation : c est lui qui permet la configuration de la baie et la gestion des E/S. Souvent c est un firmware ou un Linux/BSD embarqué (plus rarement un Windows Embedded). C est ce même système qui permet une bonne communication avec VMware. La mémoire cache : chaque baie possède forcément une mémoire cache qui peut varier d un constructeur à l autre. Cela permet principalement de diminuer les latences et d augmenter les performances d E/S, surtout en Burst. Le cache peut être volatile ou non. Lorsque le cache ou une partie de ce dernier est volative, une coupure électrique revient à une perte de données. Il faut donc bien vérifier cela avant toute chose. Les disques : les disques supportés par la baie permettent d absorber les E/S (on parle alors d IOPS). Ils peuvent être SATA, SAS, FC, SCSI, et maintenant SSD. Editions ENI - All rights reserved

2 Le stockage Chapitre Ce qui fait réellement la valeur ajoutée des baies désormais n est plus forcément l architecture interne physique, bien que cela reste un élément important. En effet, on observe une standardisation des composants internes. Par exemple : Les constructeurs de disques sont très peu nombreux sur le marché et les constructeurs de baies s approvisionnent donc tous chez ces derniers. Les Storage Processors sont de plus en plus basés sur une architecture X86. Les cartes fibres ou Ethernet (pour la connectivité externe) sont elles aussi assez standard. Ce qui fait vraiment la différence se situe réellement dans le système d exploitation interne. C est ici que l enjeu est réel et c est pourquoi aujourd hui, connaître un constructeur de baie de stockage ne signifie absolument pas maîtriser les autres... Les constructeurs proposent par exemple de plus en plus de plug-ins ou d add-on, permettant ainsi une intégration plus fine avec les serveurs, systèmes d exploitation ou encore applications. Petite remarque pour la suite du livre, vous entendez souvent le mot «Contrôleur». Ceci désigne en fait : Un Storage Processor Le cache associé Le système d exploitation La connectique externe On trouve également les mots «tête», «nœud» ou encore «moteur» pour désigner un contrôleur. Une baie double contrôleur possède donc réellement un double système d exploitation. C est un net avantage, car la haute disponibilité est alors totale (seuls les disques ne sont pas doublés au niveau de composants, mais le RAID permet de pallier ce problème).

3 214 VMware vsphere 5 Maîtrisez l exploitation de votre infrastructure virtuelle Cependant, cela introduit également des contraintes : Si le système est stocké sur disque, il faut alors potentiellement doubler le nombre de disque pour accueillir le système (pas forcément vrai pour tous les constructeurs). Les disques sont forcément rattachés à un système d exploitation. Or, si on souhaite assurer une haute disponibilité dans le cas où un contrôleur crashe, cela exige la présence d un mécanisme de rattachement des disques (qui diffère suivant les constructeurs). Le cache étant présent sur un contrôleur, il faut que ce dernier soit synchronisé avec le cache de l autre contrôleur. Cela demande des mécanismes complexes au niveau du système d exploitation. 2.2 Ce que voit l hyperviseur Lorsqu on regarde une baie de stockage depuis l hyperviseur, on se rend compte que tout ce qui a été vu auparavant n est pas ou peu réellement compris par l hyperviseur. Dans les premières versions de VMware, l hyperviseur ne voyait qu un ou plusieurs LUN (on parlera souvent de «Datastore»). Puis, par la suite, la communication de l hyperviseur avec le système d exploitation des baies de stockage s est accentuée afin : D assurer la haute disponibilité des chemins d accès à un LUN. D augmenter les performances (algorithme de load balancing et gestion avancée du multipathing). De connaître les performances d un LUN en fonction de sa connectique externe et des disques présents qui constituent ce dernier. De provisionner des LUN ou des volumes depuis l interface de VMware. De sauvegarder et d assurer l intégrité des données et applications depuis l interface de VMware. Editions ENI - All rights reserved

4 Le stockage Chapitre L hyperviseur n est capable de voir que : Le nombre de chemins pour accéder à un LUN (sur la baie, cela dépend du nombre d interfaces Ethernet ou Fibre, mais également de la configuration réseau mise en place). L accessibilité d un LUN en mode actif-actif ou actif-passif. En actif-actif, VMware perçoit un LUN via un ensemble de liens. Ces derniers sont tous en actifs. En actif-passif, un seul contrôleur agit. Les autres contrôleurs sont en backup. Ils peuvent alors gérer d autre LUN, ou reprendre les E/S du LUN en question. La possibilité de gérer les priorités de chemins avec un LUN. C est ce qu on appelle généralement ALUA (Asymmetric Logical Unit Access). La plupart des baies possèdent un canal (ou interconnexion) permettant de relier les deux Storage Processors. Par principe, un LUN appartient à un instant T, à un seul Storage Processor (LUN Ownership). Cependant, il peut arriver qu un Storage Processor transfère les E/S vers le second Storage Processor (pour plusieurs raisons, la plupart du temps, cela est dû à la charge). Dans ce cas, il y a apparition de ce qu on appelle un chemin non optimal, car il y a dégradation des performances. Si vous activez l ALUA côté baie de stockage, ainsi que du côté VMware, l hyperviseur sera capable de déterminer le chemin optimal pour toutes les E/S. Ainsi, les performances seront maximales. Le support d un «port virtuel» (uniquement en iscsi). Le «port virtuel» permet ce qu on appelle communément un «transparent failover». Tout comme dans le monde des réseaux avec le Virtual Port Channel, si un port tombe, il n y a aucun impact. La principale confusion qui existe est la suivante : VMware utilise un modèle de Multipathing. Cependant l hyperviseur, bien qu il puisse «parler» avec un LUN via plusieurs chemins, ne sait absolument pas si ces différents chemins vont vers un seul ou plusieurs Storage Processor. Seule la baie a cette connaissance, et c est pourquoi l ALUA permet à la baie de communiquer à l hyperviseur les chemins optimums afin d utiliser le meilleur chemin/contrôleur.

5 216 VMware vsphere 5 Maîtrisez l exploitation de votre infrastructure virtuelle 3. Optimisation du stockage Quel que soit le constructeur, il est primordial de s assurer que la gestion du stockage par l hyperviseur soit parfaitement optimisée. On peut le dire : c est loin d être simple. Gardez à l esprit que les performances au niveau du stockage sont liées à trois paramètres : THROUGHPUT : c est la gestion des E/S par seconde (mesurable en IOPS). BANDWIDTH : la bande passante, c'est-à-dire la largeur du tuyau par lequel on passe (mesurable en Gbits par seconde). LATENCY : ce sont les temps de réponse (mesurable en millisecondes). 3.1 Gestion des IOPS La gestion des IOPS est clairement l élément le plus important à considérer lorsqu on souhaite optimiser le stockage. C est malheureusement aussi le plus compliqué. La plupart des constructeurs ont d ailleurs beaucoup de difficultés à communiquer sur le sujet, et ceci, pour plusieurs raisons : La gestion des IOPS n est pas totalement liée uniquement au hardware. Elle est liée au nombre d axe, donc aux disques. Hors les disques sont souvent les mêmes, quels que soient les constructeurs. Par ailleurs, aucun client aujourd hui n arrive à atteindre, dans 99 % des cas, le nombre de disques maximal pour une baie. Il est donc difficile de se comparer à la concurrence car tout le monde joue avec les mêmes pièces fondamentales (les disques en l occurrence). Editions ENI - All rights reserved

6 Le stockage Chapitre La difficulté technique de calcul suivant les constructeurs. Contrairement au réseau où les standards sont bien souvent présents (bien que certains veulent imposer leurs standards), les constructeurs de baies de stockage n ont pas imposé de modèle unique de gestion du stockage, et ne réfléchissent pas forcément à une interopérabilité parfaite. Comment comparer un constructeur qui propose tout type de RAID, alors qu un autre impose le RAID 6 par exemple? Que mesure-t-on : le taux d écriture, de lecture, les deux, dans quelle proportion, etc? Les possibilités de détourner le problème via ce qu on pourrait appeler des «Add-Ons». Par exemple, des cartes Flash qui peuvent absorber les IOPS, la gestion du Tiering, des Appliance SSD, etc. Ceci dit, comment calculer les IOPS de manière générique? Voici les éléments à prendre en compte : Nombre de disques présents dans la baie. Type de RAID présent. Répartition en LUN. Nombre de SP (Storage Processor). Connectique externe. 3.2 Nombre de disques La technologie disque est extrêmement importante lorsqu on souhaite augmenter fortement le nombre d IOPS. Il existe actuellement plusieurs types de technologies, certaines classiques (disque magnétique) et d autres qui sont en train de remplacer le standard du marché (SSD). Voici un récapitulatif (non exhaustif) pour mieux vous aiguiller : 7200 RPM SATA drives : ~90 IOPS 10 krpm Serial Attached SCSI drives : ~ 140 IOPS 15 krpm Serial Attached SCSI drives : ~180 IOPS Simple SLC SSD : ~400 IOPS Intel X25-E (2009) : ~5000 IOPS

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