PRÉSENTATION ANALYTIQUE DE LA BAIE EMC XTREMIO

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1 PRÉSENTATION ANALYTIQUE DE LA BAIE EMC XTREMIO INFORMATIONS SUR L ENTREPRISE XtremIO développe des systèmes de stockage de données d entreprise entièrement basés sur des supports à accès aléatoire, tels que les disques SSD Flash. Les capacités sousjacentes des supports à accès aléatoire permettent à XtremIO de proposer des niveaux de performance inégalés (centaines de milliers voire millions d E/S par seconde, temps de latence régulièrement inférieurs à une milliseconde, simplicité d utilisation, efficacité opérationnelle, faible encombrement, faible consommation et faible dégagement de chaleur) et des fonctions de baie de stockage avancées, comme la déduplication, le Thin Provisioning et les snapshots, qui constituent des avantages très appréciables par rapport aux implémentations traditionnelles. Mais les systèmes de stockage XtremIO permettent avant tout de réduire considérablement le coût global de l infrastructure informatique sur les serveurs et postes de travail virtuels, dans les bases de données et dans les environnements d analytique et de Business Intelligence en augmentant les taux de consolidation et en améliorant grandement l expérience des utilisateurs au niveau des applications. L entreprise a été fondée en 2009 et rachetée par EMC en mai APERÇU GÉNÉRAL

2 SYSTÈME DE STOCKAGE XtremIO Le système de stockage XtremIO repose sur une architecture scale-out. L entité de base est un module unique appelé «X-Brick». Un module X-Brick est un dispositif de stockage SAN haute disponibilité et hautes performances contenant des disques SSD, des processeurs de stockage redondants, un système d alimentation et de refroidissement redondant, quatre ports hôte Fibre Channel 8 Gbit/s et quatre ports hôte iscsi 10 Gbit/s. Le volume logique de stockage disponible est nettement plus élevé que la mémoire physique Flash du système grâce à la réduction des données à la volée en temps réel. Lorsque le système a besoin de performances ou de capacité supplémentaires, le système de stockage XtremIO évolue. Des modules X-Brick supplémentaires peuvent être ajoutés à un système existant et regroupés sur un backbone de réseau redondant, haute disponibilité et présentant un temps de latence extrêmement faible (fourni par XtremIO). Les performances évoluent ainsi de manière linéaire : deux modules X-Brick fournissent deux fois plus d E/S par seconde, trois modules en fournissent trois fois plus, etc. Et la latence reste basse à mesure que le système grandit. XtremIO : FONCTIONS ET CARACTÉRISTIQUES Les fonctions d XtremIO se distinguent dans cinq aspects : longévité des supports Flash, réduction du coût réel de la capacité Flash, performances et évolutivité, efficacité opérationnelle et fonctionnalités de baie de stockage avancées. Beaucoup de fonctions couvrent simultanément plusieurs de ces aspects, offrant ainsi des avantages dans plusieurs domaines à la fois. LONGÉVITÉ DES SUPPORTS FLASH Contrairement aux disques durs, les supports Flash ont un cycle de vie limité en termes d écritures. De plus, contrairement aux disques durs, les données stockées sur un support Flash ne peuvent pas être écrasées directement. Le support doit d abord être effacé (opération qui demande beaucoup de temps), puis reprogrammé avec les nouvelles données. C est pourquoi il est primordial de concevoir des systèmes de stockage de telle sorte que les supports Flash puissent accompagner la baie tout au long de la durée de vie attendue de celle-ci et supporter des charges de travail d entreprise volumineuses. XtremIO a mis au point plusieurs technologies permettant d assurer au système de stockage une durée de vie d au moins cinq ans dans des conditions de charges de travail continues et à vitesse d écriture maximale.

3 Réduction des données à la volée : la baie XtremIO déduplique automatiquement les données au fur et à mesure de leur arrivée dans le système. Cela réduit le volume de données écrites sur les supports Flash et prolonge ainsi la durée de vie de ceux-ci. La réduction des données par XtremIO n altère en rien les performances de la baie. L opération est effectuée en temps réel, c est-à-dire qu il ne s agit pas d une opération de post-traitement qui augmenterait le nombre d opérations sur les supports Flash, réduisant ainsi la durée de vie de ceux-ci et diminuant les performances disponibles pour les E/S hôte. Distribution automatique des données : le système XtremIO distribue automatiquement les données sur l ensemble de la baie en utilisant tous les disques SSD de manière équitable, ce qui permet de niveler parfaitement l usure des supports. Même si un ordinateur hôte réécrit la même LBA à plusieurs reprises, chaque écriture est dirigée vers un emplacement différent de la baie XtremIO. Si l hôte écrit les mêmes données plusieurs fois de suite, celles-ci sont dédupliquées et ne génèrent pas d écriture supplémentaire sur les supports Flash. Algorithmes de protection des données optimisés pour Flash : XtremIO a mis au point des algorithmes (en attente de brevet) qui allient l excellente protection des données offerte par RAID 6 avec des performances supérieures à celles de tout algorithme RAID existant, tout en nécessitant moins d écritures sur les supports Flash. Parce qu elle protège les données en effectuant moins d opérations d écriture, la baie XtremIO prolonge la durée de vie des supports Flash. Positionnement statique des données : lorsque des données sont écrites sur la baie XtremIO, leur emplacement sur le disque ne change jamais. En ne déplaçant pas les données, la baie XtremIO réduit le nombre de cycles d écriture sur les supports Flash, ce qui accroît la durée de vie de ces derniers. RÉDUCTION DU COÛT RÉEL DU STOCKAGE FLASH Du point de vue du coût brut par Go, le stockage Flash est plus cher que le stockage sur disque dur. Toutefois, grâce à la capacité d accès aléatoire aux supports Flash et aux performances supérieures inhérentes à ces supports par rapport aux disques durs, les produits XtremIO intègrent plusieurs innovations qui rendent le stockage Flash concurrentiel en termes de coût. Capacité brute/réelle élevée : le système nécessite bien moins de frais supplémentaires de capacité pour la protection des données et le stockage des métadonnées. Les baies XtremIO ne nécessitent pas de disques de secours encombrants et gourmands, utilisés uniquement pour les reconstructions. Les baies XtremIO restent performantes même lorsque le taux d utilisation de la capacité dépasse largement les niveaux auxquels les baies traditionnelles commencent à perdre en efficacité. En outre, XtremIO assure d excellentes performances avec des frais supplémentaires de capacité minimes, sans nécessiter de schémas de mise en miroir (qui impliquent à eux seuls 50 % de frais supplémentaires de capacité). Autre avantage, et non des moindres : la baie XtremIO n entraîne aucune «capacité inutilisée» qui résulterait d un surprovisionnement des disques pour atteindre les niveaux de performance souhaités. L utilisation de la capacité sur la baie XtremIO est constamment élevée.

4 Réduction du volume des données : Grâce à la réduction des données, les capacités réelles du système XtremIO peuvent passer de 5:1 à plus de 30:1. Ainsi, la capacité logique réelle d un seul module X-Brick peut être bien supérieure à sa capacité Flash nominale dans les environnements contenant de nombreuses informations en double, comme dans le cas de la virtualisation. Thin Provisioning : tous les volumes de la baie XtremIO sont alloués de manière dynamique, ce qui permet de différer les achats de capacité en les effectuant lorsque des données sont réellement écrites sur la baie et plus au moment du provisionnement. Cela accroît grandement le taux d utilisation du système de stockage. Snapshots à espace optimisé : l implémentation des snapshots XtremIO repose entièrement sur les métadonnées et fait appel à la fonction de déduplication pour garantir que les données ne seront jamais copiées au sein de la baie. Ainsi, plusieurs snapshots peuvent être conservés sans incidence sur les performances ni consommation d espace. PERFORMANCE ET ÉVOLUTIVITÉ L architecture de la baie XtremIO est spécialement conçue pour fournir des performances Flash optimales, tout en faisant évoluer de manière linéaire les ressources (ex. : CPU, RAM, disques SSD) et les ports hôte. Cette conception équilibrée permet à la baie d atteindre le niveau de performances souhaité en assurant la cohérence indispensable à un comportement prévisible des applications. Conception scale-out : bien qu une baie XtremIO puisse fonctionner avec un seul module X-Brick, il est possible d y ajouter des modules supplémentaires. Lorsque le système s agrandit, l équilibre des ressources est maintenu et les données présentes dans la baie sont distribuées sur l ensemble des modules X-Brick afin de préserver l homogénéité des performances et un niveau d usure équivalent sur tous les supports Flash. Les performances évoluent de manière linéaire à mesure que des modules sont ajoutés et le temps de latence reste faible. Cluster à faible latence : les processeurs de stockage XtremIO communiquent les uns avec les autres via une interconnexion haut débit et à temps de latence extrêmement faible. Cette condition est déterminante pour que le système fonctionne correctement, car elle permet d enregistrer les données à n importe quel emplacement afin d équilibrer correctement la charge et de niveler l usure des supports Flash. Gestion des défaillances des disques Flash : les processeurs de stockage XtremIO peuvent, de façon dynamique, acheminer les données en évitant les disques SSD lents ou défectueux. Lorsqu un processeur de stockage XtremIO détecte une défaillance, il peut enregistrer les données à un autre emplacement et contourner ainsi le problème. Les baies XtremIO fournissent en permanence des performances, une durée de vie des supports Flash et une cohérence inégalées. EFFICACITÉ OPÉRATIONNELLE Une baie de stockage hautes performances n apporte que peu d avantages si elle est difficile à installer, configurer, régler et gérer. Avec la baie de stockage XtremIO, il n en est rien. Elle peut être déployée rapidement, car XtremIO a fait en sorte de faciliter au maximum le travail de l administrateur en rendant les hautes performances facilement accessibles à tous. Simplicité de configuration : pour configurer une baie XtremIO, il suffit de créer des volumes de la taille appropriée et de les mapper aux hôtes. Aucun des paramètres des systèmes de stockage classiques n est requis. Il n est pas nécessaire de définir les disques à associer aux différents groupes RAID, de sélectionner un niveau RAID, de choisir une taille de répartition, de créer un volume agrégé ou toute autre opération du même type. Aucun réglage : la baie de stockage XtremIO est opérationnelle dès sa mise en service. Inutile de réfléchir au nombre d axes nécessaires pour optimiser les performances, de refaire la répartition du stockage, de chercher à éviter les points

5 sensibles, de prévoir une mise en cache ou une hiérarchisation des données, ou toute autre pratique courante destinée à assurer des performances applicatives constantes. Densité hautes performances : la baie XtremIO offre un nombre élevé d IOPS par unité de rack et un faible encombrement dans le datacenter. Faible consommation : les disques SSD consomment beaucoup moins d électricité que les disques durs tout en assurant des performances nettement supérieures. Un seul module X- Brick XtremIO permet de fournir des centaines de milliers d E/S par seconde, pour une consommation de 750 W. FONCTIONNALITÉS AVANCÉES DE LA BAIE DE STOCKAGE XtremIO a étudié en détail tous les aspects de la conception de systèmes de stockage pour pouvoir proposer de nouvelles fonctionnalités en s appuyant sur la caractéristique d accès aléatoire du stockage Flash. Thin Provisioning : la baie de stockage XtremIO repose sur l allocation dynamique native, en utilisant des blocs de petite taille. Ceci permet d affiner la résolution de l espace alloué depuis le pool Capacité à allocation dynamique aux volumes hôte et d éviter les problèmes de «dérive» de l allocation dynamique et de fragmentation des volumes au fil du temps. Qui plus est, du point de vue du système de fichiers sur l hôte, la fragmentation ne constitue pas un problème pour la baie XtremIO, car l accès aléatoire n est pas pénalisé. En fait, il n est jamais nécessaire d exécuter des utilitaires de défragmentation sur la baie XtremIO. Les performances fournies par un volume XtremIO alloué de manière dynamique restent élevées au fil du temps. Snapshots : traditionnellement, les snapshots de baie de stockage sont issus de clones de volumes source, ou d algorithmes COW (Copy-on-write) ou ROW (Redirecton-write). Chaque technologie présente des limites en matière d espace réservé requis, de compromis sur les performances en lecture ou écriture et de métadonnées supplémentaires qui risquent d entraîner une diminution des performances avec le temps. Avec XtremIO, les snapshots ne nécessitent aucun espace réservé, permettent de créer des copies inaltérables et/ou des clones accessibles en écriture du volume source, sont créés instantanément et n ont aucune incidence sur leurs propres performances ou sur celles du volume source. Intégration avec VMware VAAI : la baie XtremIO est totalement compatible avec VAAI (vsphere Storage APIs for Array Integration), ce qui lui permet de communiquer directement avec vsphere et d accélérer les fonctionnalités Storage vmotion, de provisionnement de machine virtuelle et d allocation dynamique. Par exemple, XtremIO permet de cloner une image de machine virtuelle de manière instantanée (voire à plusieurs reprises). APPLICATIONS CIBLES ET EXEMPLES D UTILISATION La baie XtremIO convient à toutes les applications nécessitant des niveaux élevés de performance IOPS et/ou des temps de latence faibles : analytique, Business Intelligence, bases de données, calcul hautes performances et virtualisation. Elle est cependant particulièrement adaptée aux applications ci-dessous, pour lesquelles elle offre un retour sur investissement très intéressant. Bases de données, analytique, développement et test de bases de données : dans les environnements Oracle et SQL Server, il est courant de créer plusieurs copies d une même base de données afin que chaque programmeur dispose d un sandbox de développement. Cette pratique augmente le volume de stockage nécessaire et impose une charge d E/S très élevée au système de stockage. Par exemple, une base de données de 2 To copiée 15 fois exige 30 To d espace de stockage utile, qui équivalent à au moins 60 To de capacité requise. Avec la baie XtremIO, la base de données de 2 To et ses 15 copies occupent à peine plus de 2 To. Les copies peuvent être créées instantanément à l aide de snapshots XtremIO (plutôt qu en effectuant des copies complètes, une opération qui prend du temps).

6 Chaque copie peut bénéficier des performances complètes de la baie XtremIO. En outre, aucune planification ni réglage n est nécessaire pour que la base de données ou ses copies snapshot fonctionnent correctement. Serveurs virtuels : les environnements de serveurs virtuels créent des niveaux élevés d E/S aléatoires difficiles à gérer. Les applications sensibles aux performances sont par ailleurs rarement virtualisées, ce qui empêche les entreprises de les optimiser de la même manière que d autres applications. Avec la baie XtremIO, même les applications sensibles aux performances peuvent être virtualisées. Les environnements VMware à grande échelle sont plus efficaces avec l intégration VAAI de la baie XtremIO. Qui plus est, la réduction des données en temps réel qu offre la baie XtremIO consolide le stockage de façon si efficace que les baies Flash XtremIO peuvent être déployées à des coûts raisonnables. VDI (Virtual Desktop Infrastructure) : l infrastructure VDI impose des charges particulièrement élevées aux systèmes de stockage dans la mesure où les E/S des postes de travail virtuels sont agrégées et randomisées par l imbrication des demandes. Tout ceci crée une situation idéale pour les baies XtremIO : des volumes élevés de petites demandes d E/S aléatoires. De plus, chaque image de poste de travail est hautement redondante, ce qui donne des taux de déduplication élevés faisant de la baie XtremIO une solution particulièrement économique. Outres les avantages qu elle apporte à l infrastructure VDI en termes de performances, la baie XtremIO comporte de nombreuses fonctions permettant d améliorer le déploiement global de l infrastructure. Les performances élevées de la baie XtremIO permettent aux postes de travail de suspendre et reprendre rapidement des opérations. Cette fonction est généralement désactivée dans les déploiements VDI, car le stockage sous-jacent ne peut pas répondre aux fortes demandes que de telles opérations impliquent. Avec la baie XtremIO, les opérations de suspension et de reprise s effectuent en quelques secondes, même lorsque des centaines de postes de travail les exécutent en même temps. Cette fonctionnalité permet de déployer un nombre moins important de serveurs physiques, car à tout moment, 20 à 40 % des opérations sur les postes de travail sont suspendues en raison de l absence de l utilisateur (congés, réunions, pauses, etc.). Les performances élevées et le faible temps de latence de la baie XtremIO permettent de réduire la quantité de mémoire allouée à chaque poste de travail virtuel, car les opérations liées aux fichiers d échange peuvent être prises en charge sur le réseau SAN. Ceci permet donc de réduire le coût de chaque serveur physique ou d obtenir des taux de consolidation plus élevés. La baie XtremIO améliore l expérience des utilisateurs en matière de déploiements VDI en offrant en moyenne 100 E/S par seconde ou plus sur chaque poste de travail, avec en outre la possibilité pour chacun d atteindre plusieurs milliers d E/S par seconde en cas de besoin. Les déploiements VDI traditionnels offrent uniquement 12 E/S par seconde et par poste de travail. L intégration de la baie XtremIO avec VMware VAAI permet de provisionner et de déployer immédiatement des copies des postes de travail. La baie XtremIO est tout aussi efficace avec les modèles de déploiement à postes de travail persistants et non persistants, et à clones associés et complets.

7 RÉSUMÉ La baie de stockage d entreprise scale-out 100 % Flash XtremIO offre non seulement des performances et une évolutivité de haut niveau, mais simplifie également l utilisation du stockage SAN tout en proposant des fonctionnalités jusqu ici inenvisageables. Le tout pour un coût de possession compétitifs. L architecture du produit répond à toutes les exigences du stockage Flash : longévité des supports, réduction du coût effectif de la capacité Flash, performances et évolutivité, efficacité opérationnelle et fonctionnalités avancées de la baie de stockage. XtremIO apporte une valeur ajoutée aux environnements sensibles aux performances et se révèle particulièrement utile pour le stockage sur base de données, sur serveur ou sur poste de travail virtuel. Enfin, aussi étonnant que cela puisse paraître, XtremIO s avère être la solution la plus économique, permettant à l entreprise de profiter des performances de la technologie Flash sans alourdir son budget.

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