Étude de cas sur la consolidation du stockage unifié pour les installations Microsoft Windows

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1 Analysis from The Wikibon Project September 2011 Étude de cas sur la consolidation du stockage unifié pour les installations Microsoft Windows Auteur : David Floyer A Wikibon Reprint

2 Étude de cas sur la consolidation du stockage unifié pour les installations Microsoft Windows Auteur : David Floyer Résumé Le stockage unifié est une infrastructure qui prend en charge plusieurs types de stockage dans une seule et même structure de gestion. Dans l'idéal, l'administrateur est en mesure d'accéder à un ensemble d'outils et de fonctions consolidés, entièrement adaptés au type de stockage utilisé. Durant les 18 à 24 derniers mois, le stockage unifié a été au centre de toutes les discussions dans le domaine du stockage. Ces discussions ont avant tout porté sur les différents fournisseurs de solutions de stockage : qui offre quels produits et fonctionnalités et quel est le degré d'unification véritablement fourni par chacune de ces solutions? Le stockage unifié est particulièrement intéressant dans les installations Microsoft Windows. En effet, ces installations sont assez volumineuses et diversifiées, de sorte à requérir l'utilisation de plusieurs types de stockage (par exemple, blocs et fichiers ou Ethernet et Fibre Channel), sans pour autant justifier ni exiger l'utilisation de silos de stockage. NetApp a introduit le stockage unifié il y a environ dix ans et compte aujourd'hui le plus grand nombre de clients ayant recours à cette solution sur le marché. Actuellement, nous sommes d'avis que la baie de stockage NetApp présente les meilleures caractéristiques du marché, avec une mise en œuvre parfaitement intégrée et des fonctionnalités exhaustives. Dans le cadre d'une enquête sur l'utilité de la consolidation du stockage requis pour prendre en charge des installations Microsoft Windows sur un système de stockage unifié, Wikibon s'est basé sur NetApp pour mener ses recherches. Pour développer l'étude de cas, Wikibon a utilisé sa gamme complète de modèles et de données de terrain, associée à des entrevues approfondies avec des clients NetApp ayant procédé à la consolidation, ou à d'autres types de recherche. Nous en avons conclu que les avantages de la consolidation sont incontestables. La consolidation offre un pool de ressources de stockage unique, qui peut être géré à l'aide d'un seul ensemble d'outils, ce qui optimise l'efficacité de base de l'utilisation et de la gestion du stockage. Il est possible de déployer le type de stockage et le protocole de stockage les mieux adaptés à l'application. La virtualisation permet par ailleurs la mise en œuvre de fonctionnalités avancées, telles que le provisionnement fin et les copies légères. Associée à Microsoft VSS, la technologie Snapshot offre une solution innovante différente pour la gestion des tâches de sauvegarde, de restauration et de réplication à distance, solution qui est à la fois plus économique et plus facile à gérer. Wikibon.org September 2011 Page Number 1 of 10

3 L'étude de cas en question, détaillée ultérieurement, compare un cas standard de plusieurs solutions de stockage à la solution de stockage unifié pour une organisation de référence de Wikibon, avec un chiffre d'affaires de 250 M USD, une équipe de 1000 employés et un budget informatique de 7,5 M USD (3 % du chiffre d'affaires). Les résultats de l'analyse sont illustrés à la Figure 1 ci-après et les détails sont fournis dans la partie «Étude de cas sur le stockage unifié». Les données financières étaient les suivantes : Réduction du budget consacré au stockage et aux dépenses d'exploitation en matière de stockage (4 e année) de «35 %» Bénéfices nets sur 4 ans d'environ 1,1 M USD Valeur actuelle nette (5 %) de USD Taux de rendement interne de 376 % Seuil de rentabilité de 4 mois Figure 1 : Impact sur le budget informatique de la migration vers le stockage unifié, calculé sur 4 ans (pour une organisation avec un chiffre d'affaires de 250 M USD et un budget informatique de 3 % du chiffre d'affaires) Wikibon.org September 2011 Page Number 2 of 10

4 Le principal inconvénient du stockage unifié est le degré de dépendance envers un seul fournisseur de logiciels et de matériel de stockage. Ce degré de dépendance est estimé à 10 % et inclus dans l'analyse précédente. Le stockage unifié ne couvrira pas tous les besoins en matière de stockage. Certaines applications exigeant de hauts niveaux de disponibilité ou de performances d'e/s peuvent requérir des solutions de stockage autonomes. Wikibon recommande vivement l'acquisition d'une stratégie de stockage unifié pour toutes les infrastructures dotées essentiellement d'un environnement Microsoft Windows. Caractéristiques de l'installation Microsoft Windows Un certain nombre de petites ou moyennes entreprises disposent d'infrastructures informatiques composées essentiellement de logiciels Microsoft. Ces logiciels incluent : Le système d'exploitation Microsoft Windows Des hyperviseurs de virtualisation, en général VMware et plus rarement Hyper-V Des outils de messagerie, de productivité et de communication, tels qu'exchange et SharePoint Des applications de bases de données basées principalement sur SQL Server (et un peu sur Oracle) Un logiciel de gestion réseau Microsoft, y compris Active Directory Des services de fichiers/d'impression complémentaires aux applications client Microsoft Office En général, les logiciels d'applications reposent fondamentalement sur des offres commerciales de fournisseurs indépendants ou des offres de productivité Microsoft. L'infrastructure IT des installations Microsoft est prise en charge par des équipes restreintes d'informaticiens généralistes qui s'occupent de tous les composants de l'infrastructure, notamment les serveurs, le stockage et le réseau. Pour obtenir une assistance spécialisée ou relative à la conception de l'infrastructure, il faut demander conseil auprès des revendeurs de matériel, des consultants locaux (souvent propres à un secteur) et de Microsoft. L'assistance relative aux applications est assurée par un petit groupe interne de support en matière d'applications, avec la contribution de fournisseurs de logiciels indépendants et de Microsoft. Wikibon.org September 2011 Page Number 3 of 10

5 Besoins en stockage des installations Microsoft Wikibon a analysé en profondeur trois installations de ce type et a effectué des recherches poussées dans un certain nombre d'autres sources de données. Wikibon en a conclu que pour prendre en charge des installations Microsoft, l'efficacité et la simplicité sont les critères clés de toute solution de stockage. Les composants de l'infrastructure de stockage les plus exigeants en E/S prennent généralement en charge les applications d'échange et SQL Server, qui utilisent souvent des disques Fibre Channel (FC). Ces applications sont les plus visibles auprès des équipes de direction. iscsi était le protocole prédominant dans les installations Microsoft. Toutes les installations analysées par Wikibon exécutaient un réseau distinct pour le stockage iscsi. Les applications exigeantes en E/S étaient généralement exécutées sur le stockage DAS (Direct Attached Storage) ou Fibre Channel. Les protocoles NAS CIFS prennent en charge le stockage de fichiers/impressions et les applications Web, tandis que le protocole NAS NFS est essentiellement destiné à la prise en charge de l'informatique technique. Définition du stockage unifié Le stockage unifié consiste en une seule infrastructure de stockage intégrée, prenant en charge à la fois les protocoles de données Fibre Channel (FC), Fibre Channel over Ethernet (FCoE), IP Storage Area Network (iscsi) et Network Attached Storage (NAS). Cette solution est également connue sous le nom de NUS (Network Unified Storage). Pionnier dans le domaine du stockage unifié, NetApp propose un système d'exploitation de stockage unique intitulé ONTAP, ainsi qu'un seul système de fichiers nommé WAFL, qui virtualise l'ensemble du stockage et le gère dans des blocs de 4 Ko. Grâce à son architecture, NetApp a transformé le filer NAS d'origine en une baie de stockage hautement fonctionnelle, capable de prendre en charge les protocoles suivants : NAS (CIFS et NFS) [stockage basé sur les fichiers, accessible via Ethernet] iscsi (stockage basé sur les blocs, accessible via Ethernet) Fibre Channel [stockage basé sur les blocs, accessible via Fibre Channel (FC) ou Fibre Channel over Ethernet (FCoE)] Les fonctions ajoutées par NetApp à ce système de stockage virtualisé sont les suivantes : Provisionnement fin (FlexVol) Dimensionnement dynamique de la taille des volumes Copies Snapshot compactes (FlexClone) Version cohérente de SnapManager for Microsoft Exchange, Oracle, SQL Server et VMware SnapMirror Mise en miroir synchrone et asynchrone à distance Accès bidirectionnel aux fichiers entre protocoles CIFS et NFS Déduplication grâce à l'identification à la volée de blocs de 4 Ko communs et réduction du volume des lots Compression à l'aide de la technologie LZO Stockage Flash sous forme de SSD ou sous forme de cache en lecture seule Wikibon.org September 2011 Page Number 4 of 10

6 Compellent, Dell, Dot Hill, EMC, FalconStor, HP, IBM, Microsoft, Oracle (Sun), Reldata et d'autres fournisseurs proposent également des produits de stockage unifié. Toutes les fonctionnalités répertoriées ci-dessus sont disponibles sur l'un ou l'autre des produits de stockage unifié d'autres fournisseurs. Certains produits proposent par ailleurs d'autres fonctionnalités, notamment dans le domaine de la gestion de Flash Cache. NetApp propose la gamme de fonctionnalités la plus exhaustive, l'installation de base la plus complète et la meilleure intégration de fonctionnalités du marché. C'est pourquoi Wikibon s'est basé sur NetApp pour établir les comparaisons et l'étude de cas ci-après. Étude de cas sur le stockage unifié Cette étude de cas se fonde sur le modèle de référence pour les entreprises standard de Wikibon (Wikibon Standard Company Reference Model), adapté aux plus petites entreprises, où l'on retrouve en général des infrastructures Microsoft Windows. Les caractéristiques de l'entreprise sont les suivantes : Chiffre d'affaires : 250 M USD Employés : 1000 Budget informatique : 7,5 M USD (3 % du chiffre d'affaires) La composition du budget informatique est présentée à la Figure 2. Allocation du budget de 7,5 M USD (3 % du chiffre d'affaires) Logiciels % Gestion % Équipement % Infrastructure réseau % Matériel et logiciels de stockage % Infrastructure de serveur % Ordinateurs équipés des logiciels de base % Développement % Exploitation % Figure 2 : Budget informatique de référence Wikibon (pour une organisation avec un chiffre d'affaires de 250 M USD et un budget informatique de 3 % du chiffre d'affaires) Le poste du budget consacré au stockage de USD couvre les coûts d'amortissement/de leasing du matériel et des logiciels liés au stockage, ainsi que les coûts de maintenance matérielle et logicielle. Toutefois, certains éléments d'autres Wikibon.org September 2011 Page Number 5 of 10

7 postes doivent être inclus dans la présentation des coûts totaux de stockage. Le Tableau 1 répertorie l'ensemble des postes de stockage concernés par les décisions en matière de stockage. Le budget total pour le stockage et les éléments relatifs au stockage s'élève à 1,25 M USD. Postes relatifs au stockage Amortissement/leasing et maintenance du matériel de stockage Amortissement/leasing et maintenance du logiciel de stockage Coûts d'exploitation liés au stockage (40 % du budget opérationnel, sauvegarde/restauration comprises) Logiciels de sauvegarde/de restauration/d'archivage (7 % du budget consacré aux logiciels) Équipement (composants du stockage, proportionnel) Réseau (25 % du budget consacré au réseau pour le réseau de stockage, la réplication, etc.) Gestion (proportionnel) Total Budget annuel USD USD USD USD USD USD USD USD Tableau 1 : Budget annuel pour les postes relatifs au stockage (pour une organisation avec un chiffre d'affaires de 250 M USD et un budget informatique de 3 % du chiffre d'affaires) Le stockage unifié promet des avantages considérables pour l'infrastructure IT. Les estimations et prévisions quant à ces avantages sont reprises dans le Tableau 2. Les commentaires ci-dessous décrivent plus amplement les opinions et justifications appuyant ces estimations. Pénalité pour fournisseur de stockage unique : Wikibon a posé cette question à un grand nombre de cadres informatiques pour de nombreuses technologies. La fourchette des réponses se situe entre 5 % et 20 %. Wikibon a choisi la moyenne de 10 % comme mesure représentative. Coûts de la mise en œuvre d'une stratégie de stockage unifié : Wikibon estime que l'effort investi pour la mise en œuvre initiale d'une stratégie de stockage unifié est moindre, car cet effort consiste en majeure partie à simplifier les procédures existantes. Ces simplifications peuvent être réalisées peu à peu, sur un laps de temps prédéfini, étant donné que le volume du stockage unifié augmente progressivement sur quatre années. Augmentation du budget informatique : Wikibon ne s'attend pas à une augmentation du budget dans un futur proche. Optimisation de l'utilisation : Wikibon a abordé cet aspect avec des clients ayant mis en œuvre une stratégie de stockage unifié. La liste des fonctions disponibles dans cet environnement est importante. Toutes ces fonctions sont également disponibles dans d'autres solutions. Toutefois, les commentaires généraux que Wikibon a pu retirer de ses différentes entrevues laissent sousentendre que la mise en œuvre de fonctions supplémentaires dans un seul système de gestion et une seule baie est nettement plus simple que celles réalisées sur plusieurs baies ou systèmes de gestion du stockage ou systèmes de stockage basés sur des serveurs. De plus, le stockage peut être partagé à travers tous les protocoles et l'espace disponible peut être réalloué sans contraintes. Wikibon estime qu'une réduction de 35 % est tout à fait raisonnable et serait envisageable sans effort excessif. Wikibon.org September 2011 Page Number 6 of 10

8 Les plus grandes économies peuvent sans doute être réalisées au niveau des efforts requis pour la gestion du stockage. La simplicité de gestion, le système d'exploitation de stockage unique, l'automatisation des fonctions répétitives et la facilité des tâches de sauvegarde et de restauration pour les logiciels de l'infrastructure Microsoft : tous ces éléments dépassent largement tout ce que d'autres combinaisons de stockage DAS ou un certain nombre d'autres baies peuvent réaliser. Suite aux résultats de ses analyses et aux discussions avec d'autres utilisateurs, Wikibon estime qu'il est possible de réduire de 50 % les coûts d'exploitation. Les fonctionnalités plus récentes de sauvegarde, de restauration et de réplication à distance offertes par le système de stockage unifié associent les propriétés Snapshot standard de la baie aux fonctionnalités VSS de Microsoft, afin d'assurer ainsi la création de copies cohérentes. Seules les données modifiées sont sauvegardées et peuvent être transmises à distance. La restauration sophistiquée proposée par les nouveaux systèmes de restauration de sauvegarde, tels que Syncsort Integrated Backup, est plus efficace et moins chère que les systèmes de sauvegarde traditionnels. Wikibon estime qu'avec une stratégie de stockage unifié, il est possible de réaliser des économies de 25 % en termes de logiciels de sauvegarde et d'archivage. Les réductions pouvant être atteintes en termes de coûts liés à l'équipement sont estimées à 35 % pour la partie stockage, au même titre que les réductions en termes de stockage en soi. D'autres réductions peuvent être réalisées en termes de coûts liés au réseau, toujours pour la partie stockage. Grâce à une baie unique pouvant prendre en charge les protocoles Fibre Channel, iscsi et FCoE natifs en tant que points de terminaison, la gestion et les ports du réseau de stockage gagnent considérablement en simplicité. Wikibon estime qu'il est possible d'atteindre des économies de 25 %. Les réductions en termes de coûts de gestion sont proportionnelles aux économies réalisées dans les autres domaines. Estimations pour la comparaison entre une stratégie de stockage traditionnel (DAS et SAN, en fonction du projet) et une stratégie de stockage unifié Pénalité pour fournisseur de stockage unique 10 % Coûts de la mise en œuvre d'une stratégie de stockage unifié USD Nombre d'années pour l'analyse financière 4 Augmentation du budget informatique 0 % Optimisation de l'utilisation du nouvel équipement de stockage grâce au stockage unifié 35 % Réduction des coûts de maintenance du stockage avec le nouvel équipement 35 % Amélioration du budget opérationnel du nouvel équipement 50 % Réduction des coûts liés aux logiciels de sauvegarde/ de restauration/d'archivage pour le nouvel équipement 25 % Réduction des coûts liés aux installations du nouvel équipement 35 % Réduction des coûts liés au réseau pour le nouvel équipement 25 % Réduction des coûts de gestion sur toutes les économies 5 % Tableau 2 : Budget annuel pour les postes relatifs au stockage (pour une organisation avec un chiffre d'affaires de 250 M USD et un budget informatique de 3 % du chiffre d'affaires) Wikibon.org September 2011 Page Number 7 of 10

9 Les résultats des estimations fournies ci-dessus sont fournis dans le Tableau 3. Analyse des avantages financiers du stockage unifié Dépenses d'investissement Budget 1re 1re année année Budget 2e Budget 3e Budget 4e Prévision des coûts de la stratégie de stockage actuelle année année année Budget total Nouveau logiciel/matériel de stockage USD USD USD USD USD USD Leasing/amortissement des logiciels/matériel de stockage existants USD USD USD USD USD Maintenance (20 % du prix d'achat) 20 % USD USD USD USD USD Coûts d'exploitation liés au stockage (40 % du budget opérationnel, sauvegarde/restauration comprises) 40 % USD USD USD USD USD Logiciels de sauvegarde/de restauration/d'archivage (7 % du budget consacré aux logiciels) 7 % USD USD USD USD USD Équipement (composants du stockage, proportionnel) 29 % USD USD USD USD USD Réseau (25 % du budget consacré au réseau pour le réseau de stockage, la réplication, etc.) 25 % USD USD USD USD USD Gestion (proportionnel) 5 % USD USD USD USD USD Budget total consacré au stockage actuel et aux dépenses d'exploitation en matière de stockage USD USD USD USD USD Prévision des coûts de la stratégie de stockage unifié Fournisseur unique de matériel/logiciels (10 %) 10 % USD 5208 USD USD USD USD USD Coûts liés à la mise en œuvre du projet de stockage unifié USD USD USD Frais de gestion du projet de stockage unifié 5 % 1000 USD 1000 USD Coûts totaux du projet de stockage unifié USD USD USD USD USD USD Prévision des bénéfices pour la stratégie de stockage unifié Optimisation de l'utilisation du nouvel équipement de stockage unifié 35 % USD USD USD USD USD Réduction de la maintenance du nouvel équipement 35 % USD USD USD USD USD Amélioration du budget opérationnel pour le nouvel équipement 50 % USD USD USD USD USD Réduction des coûts liés aux logiciels de sauvegarde/de restauration/d'archivage 25 % 8203 USD USD USD USD USD Réduction des coûts liés à l'équipement 35 % USD USD USD USD USD Réduction des coûts liés au réseau 25 % 4688 USD 9375 USD USD USD USD Réduction des coûts de gestion 5 % 5469 USD USD USD USD USD Avantages totaux USD USD USD USD USD Avantages nets ( USD) USD USD USD USD USD Budget révisé consacré au stockage unifié et aux dépenses d'exploitation en matière de stockage USD USD USD USD USD Données financières Réduction du budget consacré au stockage et aux dépenses d'exploitation en matière de stockage 7 % 18 % 26 % 35 % Marge bénéficiaire brute ( USD) USD USD USD USD USD Valeur actuelle nette (5 %) USD Taux de rendement interne (TRI) 376 % Rentabilité (mois) 4 Tableau 3 : Analyses des avantages financiers du stockage unifié La Figure 3 se compose de trois parties. La première partie consiste en un budget consacré aux dépenses d'exploitation sur quatre ans, où les postes relatifs aux dépenses d'investissement sont exprimés en termes de coûts de leasing/d'amortissement dans le budget informatique. Les actifs relatifs au stockage pour la 1 re année sont affichés sous forme de colonne. La première partie représente le cas de figure de base pour une solution de stockage existante, où l'on a utilisé un stockage DAS et des baies de stockage distinctes pour les volumes NAS, les blocs hautes performances (FC) et les blocs standard (iscsi). L'analyse inclut des postes relatifs au stockage et au budget. Le budget total consacré aux dépenses relatives au stockage sur quatre ans s'élève à 5 M USD. Les coûts d'exploitation (principalement en matière de personnel) liés au stockage représentent le poste le plus important, avec une part de 36 % du total. La deuxième partie de l'analyse (Tableau 3) fournit les coûts et économies supplémentaires au budget de base, qui se verraient augmenter par l'installation d'une stratégie de stockage unifié sur quatre ans. Le stockage unifié est censé être introduit progressivement sur une période de quatre ans. En effet, chaque année un certain budget consacré au stockage supplémentaire est débloqué et l'ancien stockage, devenu obsolète, est remplacé peu à peu. Cette stratégie à faible risque reflète les habitudes des entreprises que nous avons interrogées. Les économies nettes du projet sont estimées à environ 1,1 M USD et les économies les plus importantes peuvent être réalisées sur le plan de l'exploitation (0,56 M USD). Les lignes en bleu des sections 1 et 2 comparent le budget global du cas de base à celui du cas du stockage unifié. Wikibon.org September 2011 Page Number 8 of 10

10 La troisième partie du Tableau 3 indique les données financières de l'analyse. Les réductions en termes de stockage et de budget consacré au stockage augmentent progressivement pour atteindre 35 % au cours de la 4 e année, alors que le stockage obsolète est remplacé. Avec un taux d'intérêt de 5 %, la valeur actuelle nette du projet est de 0,88 M USD, avec un bénéfice croissant d'année en année, à mesure que le stockage obsolète est remplacé. Le taux de rendement interne (défini comme le taux d'intérêt qui générera une valeur actuelle nette de 0 USD) est de 376 %, ce qui dépasse largement tout taux visé pour des projets à risques plus élevés au sein d'une entreprise. Même si les avantages financiers du projet ne sont pas perceptibles directement, le seuil de rentabilité est de 4 mois uniquement, étant donné que l'investissement initial est modéré ( USD). Conclusions et recommandations Le Tableau 4 fournit un récapitulatif des données financières de l'analyse. Données financières relatives à la mise en œuvre du stockage unifié Réduction du budget consacré au stockage et aux dépenses d'exploitation en matière de stockage (4 e année) 35 % Avantages nets sur 4 ans USD Valeur actuelle nette (5 %) USD Taux de rendement interne (TRI) 376 % Rentabilité (mois) 4 Tableau 4 : Récapitulatif des données financières de l'analyse du stockage unifié Toutes les données financières sont très positives et insensibles aux modifications auxquelles ces estimations sont sujettes. Les estimations à tester dans tous les cas seraient le montant du budget opérationnel. Les prévisions de réduction les plus importantes concernent les postes relatifs au stockage (réduction estimée à 40 %) et la diminution des efforts en général, estimée à 50 % sur toute cette période de quatre ans. Certains de ces bénéfices seraient générés par la réduction des coûts généraux, d'autres par la réduction des coûts relatifs aux services de conseils externes. Selon Wikibon, la période de quatre ans permet de garantir que ces bénéfices pourraient être réalisés dans la plupart des environnements Microsoft Windows. Wikibon est convaincu que le fait d'éviter le déploiement ou l'embauche de spécialistes en stockage est une ligne stratégique importante pour les petites installations informatiques. Wikibon a par ailleurs observé que dans toutes les installations dotées d'un système de stockage unifié, une équipe d'informaticiens généralistes participait et était dédiée à tous les aspects de l'installation. L'une des améliorations importantes offertes par l'approche unifiée est l'abandon du modèle traditionnel de sauvegarde, consistant en une sauvegarde quotidienne ou incrémentielle et une sauvegarde complète hebdomadaire. Le remplacement de cette méthode par des copies Snapshot continues et asynchrones vers des cibles locales et/ou à distance permet de construire un système de restauration plus fin, sur lequel il est possible de réajuster les ressources en fonction des objectifs RPO et RTO de l'entreprise, pour chaque suite d'applications. Cette approche permet de réduire les coûts liés aux logiciels, au personnel et au réseau. Wikibon.org September 2011 Page Number 9 of 10

11 Mesure à prendre : Wikibon recommande aux équipes informatiques dirigeantes, en charge d'environnements essentiellement Microsoft Windows sans applications très exigeantes en E/S et/ou sans objectifs RPO/RTO extrêmes, d'acquérir et de mettre en œuvre une stratégie de stockage unifié. Cette stratégie fournira un niveau de stockage et une efficacité de prise en charge optimisés, tout en permettant d'adapter de manière flexible le protocole de stockage à chaque charge de travail. Wikibon recommande aux organisations d'utiliser les technologies Snapshot compactes, afin de concevoir et d'adopter une approche plus moderne de la sauvegarde, de la restauration, de la réplication à distance et de l'archivage, pour migrer ensuite progressivement vers ce nouveau modèle. Wikibon.org September 2011 Page Number 10 of 10