La configuration du stockage
Les solutions de virtualisation telles que Hyper-V permettent de nombreuses optimisations fantastiques pour l'environnement informatique : les VM peuvent être facilement sauvegardées et restaurées dans leur intégralité, ce qui rend possible la restauration des serveurs et la reprise après sinistre à un prix abordable.
Le traitement des VM peut être réparti sur un nombre illimité d'hôtes, ce qui vous permet de tirer le meilleur parti de votre matériel serveur. Les machines virtuelles elles-mêmes peuvent être déployées rapidement, faire des instantanés et être reconfigurées selon les besoins, ce qui permet d'atteindre des niveaux d'agilité opérationnelle jamais vus auparavant dans l'informatique.
Pourtant, dans le même temps, la virtualisation ajoute des niveaux de complexité à l'environnement informatique. Les notions traditionnelles de « châssis » de serveur physique et de ses connexions indépendantes aux réseaux et au stockage ont disparu.
Cet état d'esprit est remplacé par de nouvelles approches qui exploitent le réseau lui-même comme moyen de transmission du stockage. Avec l'arrivée sur le marché de solutions iSCSI adaptées aux entreprises, les environnements informatiques de toutes tailles peuvent exploiter l'infrastructure réseau qu'elles ont construite au fil du temps pour héberger leur stockage. Cette omniprésence du réseau, associée à la nature dynamique de la virtualisation, fait de l'iSCSI une solution idéale pour les besoins de stockage.
Cependant, le défi consiste à connecter correctement toutes les pièces. Pour vous aider, nous allons examiner les meilleures pratiques en matière de topologies disponibles sur le marché. Nous commencerons par aborder les architectures techniques requises pour créer une infrastructure Hyper-V hautement disponible, puis nous pourrons découvrir le nombre de façons dont la redondance peut être ajoutée à peu de frais à un environnement Hyper-V en utilisant uniquement des outils natifs.
Mais avant de nous plonger dans ces
sujets, nous devons commencer par l'architecture
SAN elle-même. Cette architecture peut sans doute être le
centre de toute votre infrastructure
informatique.
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Criticité du stockage
Il a été dit dans l'industrie que « l'objectif de la disponibilité d'un SAN est de ne pas se tromper ou d'être disponible à 100 % ». C'est absolument vrai dans les environnements où la perte de données ou la non-disponibilité ont un impact frappant sur les résultats.
Si une entreprise perd des milliers d'euros pour chaque seconde où ses données ne sont pas disponibles, il vaut mieux avoir un système de stockage qui ne tombe jamais en panne.
Quelle que soit la société qui construit un SAN, ou le support qu'il utilise pour transférer les données, sa mission principale est de permettre d'avoir plusieurs couches de redondance pouvant être intégrées à son matériel :
Des alimentations multiples, pour qu'aucun câble ou aucune perte de tension ne puisse provoquer une panne.
Des connexions multiples et redondantes entre les serveurs et le stockage, pour garantir qu'une perte de connexion puisse être compensée.
Un cheminement redondant à travers des équipements complètement isolés pour protéger davantage la perte de connexion en fournissant un chemin entièrement séparé dans le cas d'une panne en aval.
Des configurations RAID pour garantir que la perte d'un disque n'entraînera pas la perte d'un volume entier de données.
Des configurations RAID avancées protégeant davantage la perte de disque en garantissant que même plusieurs pannes de disque simultanées n'auront pas d'impact sur la disponibilité.
Une répartition des données entre les nœuds de stockage pour créer une protection ultime en préservant la disponibilité même après la perte totale du matériel SAN.
Fondamental
Toutes ces technologies redondantes sont mises en place parce que les données d'une entreprise constituent son actif le plus critique. Que ces données soient contenues dans des documents Microsoft Office ou des bases de données hautes performances, toute perte de données est fondamentalement critique pour les opérations d'une entreprise.
Pourtant, les données d'une entreprise ne sont qu'une facette de l'environnement informatique. Ces données sont inutiles sans les applications qui les utilisent et qui leur donnent un sens.
Dans un environnement informatique traditionnel, ces applications fonctionnent sur des serveurs physiques individuels, avec des systèmes d'exploitation et des applications souvent installés sur leur propre stockage local à connexion directe.
Remarque
Si les données de ces applications peuvent se trouver dans un SAN hautement disponible, les milliers de fichiers qui composent chaque système d'exploitation et ses applications restent généralement locaux.
Avec la virtualisation, tout change. Le passage de ce même environnement à la virtualisation encapsule le système d'exploitation de chaque serveur et ses applications dans un disque virtuel.
Ce disque virtuel est ensuite stocké dans la même infrastructure SAN que les données professionnelles.
Par conséquent, le passage à la virtualisation confère au système d'exploitation et aux fichiers d'application courants la même importance critique que les données professionnelles.
Exemple
Examinons les multiples façons dont cette nouvelle criticité se manifeste.
L'image suivante illustre une représentation extrêmement simpliste d'un cluster Hyper-V à 2 nœuds.
Dans ce cluster, chaque serveur se connecte via une ou plusieurs interfaces à l'infrastructure réseau de l'environnement. Par le biais de ce réseau, les VM de chaque serveur communiquent avec les clients pour fournir les services qui leur sont attribués.
Remarque
Il est important de noter ici que la haute disponibilité dans Hyper-V, comme dans la plupart des plates-formes de virtualisation, nécessite l'existence d'une forme de stockage partagé sur chaque hôte du cluster.
Ce stockage partagé est l'emplacement où résident les VM d'Hyper-V. En effet, les technologies actuelles de haute disponibilité des VM ne déplacent jamais réellement le fichier disque de la VM. Que le transfert de propriété entre 2 hôtes se produise sous la forme d'une migration en direct avec une VM en cours d'exécution, ou d'une réinstallation après une défaillance de l'hôte physique, le déplacement à haute disponibilité d'une VM ne déplace que le traitement et non le stockage de cette VM.
C'est pour cette raison que le composant de stockage de tout cluster Hyper-V est son élément le plus critique. Chaque VM se trouve dans ce stockage, chaque hôte Hyper-V s'y connecte, et tout le traitement des applications et des données d'un centre de données est centralisé sur ce seul dispositif.
Remarque
Pourtant, ce n'est que la plus simple des façons dont un cluster Hyper-V interagit avec son stockage. Rappelez-vous que l'iSCSI est en fait une encapsulation des commandes SCSI traditionnelles dans des paquets pouvant être acheminés par le réseau. Cette encapsulation signifie que partout où le réseau existe, le stockage peut également exister. Par conséquent, il existe un certain nombre de moyens supplémentaires par lesquels les machines et hôtes virtuels peuvent se connecter au stockage dont ils ont besoin.
Regardons en quelques-uns qui concernent spécifiquement les VM d'Hyper-V. Vous constaterez que toutes les options de connexion des VM au stockage ne sont pas identiques.
Pour créer une nouvelle VM, il faut lui attribuer les ressources nécessaires. Ces ressources comprennent un ou plusieurs processeurs virtuels, une quantité de RAM, des connexions périphériques et les fichiers disque qui contiennent ses données.
Toute VM créée nécessite au minimum un disque dur virtuel (VHD) pour devenir son emplacement de stockage.
Bien qu'un VHD soit le minimum, il est possible d'attacher des VHD supplémentaires à une VM soit pendant sa création, soit à tout moment par la suite. Chaque VHD nouvellement attaché devient un lecteur supplémentaire sur la VM.
Exemple
L'image suivante montre comment un deuxième VHD est attaché à la VM.
Les VHD attachés sont utiles car ils conservent l'encapsulation des fichiers système dans leur unique fichier .VHD. Cette encapsulation les rend portables, leur permettant d'être déconnectés d'une VM et attachés à une autre à tout moment. En tant que VHD, ils peuvent également être sauvegardés en tant que fichier unique à l'aide d'un logiciel de sauvegarde installé sur l'hôte Hyper-V, ce qui rend possible leur restauration en un seul fichier.
Toutefois, les VHD peuvent poser problème lorsque le logiciel de sauvegarde nécessite un accès direct aux disques pour effectuer des sauvegardes correctes ou des restaurations de fichiers et de dossiers individuels. De même, certaines applications exigent une connexion SCSI en bande et non filtrée aux disques connectés. Ces applications, bien que rares, ne fonctionneront pas avec les fichiers VHD attachés.
Enfin, les VHD ne peuvent être connectés ou déconnectés que lorsque les VM sont mises hors tension, ce qui oblige toute modification à impliquer une période d'arrêt du serveur.
Taille des VHD
Les VHD peuvent être créés avec une taille fixe pré-allouée ou peuvent être configurés pour s'étendre dynamiquement à mesure que des données sont ajoutées à la VM. La taille de tous les VHD est limitée à 2040 Go (soit un peu moins de 2 To). L'extension dynamique des VM réduit évidemment la quantité initiale d'espace disque consommée par la VM fraîchement créée. Cependant, il faut faire attention lorsque l'on place plusieurs fichiers VHD à expansion dynamique sur un seul volume, car la combinaison de la taille maximale configurée de chaque VHD sera souvent supérieure à la taille maximale du volume lui-même. Une surveillance proactive doit être mise en place pour surveiller et alerter sur la croissance de la taille du stockage lorsque des VHD à expansion dynamique sont utilisés.
Performance des VHD
Le niveau de performance attendu entre les fichiers VHD fixes et dynamiques n'est que légèrement différent, les disques fixes ayant un niveau de performance légèrement supérieur à ceux créés en dynamique.
Les fichiers VHD dynamiques subissent une surcharge lors des opérations d'écriture qui augmentent la taille du VHD, ce qui entraîne une légère réduction des performances par rapport aux disques fixes.
Complément
Les tests de Microsoft suggèrent que les performances des VHD fixes sont égales à celles des disques natifs lorsqu'ils sont exécutés sur Hyper-V.
Les disques dynamiques présentent des performances comprises entre 85 % et 94 % des performances natives, en fonction du type d'opérations d'écriture effectuées au sein de la VM.
La décision d'utiliser des VHD fixes ou dynamiques dépendra des besoins de performances légèrement supérieures par rapport à la quantité de stockage disponible. Le stockage consommé, cependant, représente un coût. La capacité d'allocation fine de l'espace de stockage de la VM l'emporte souvent sur les légères améliorations de performances.
Disques pass-through
Une approche alternative pour ajouter des disques supplémentaires dans une VM est la création d'un disque pass-through. Avec cette approche, un disque iSCSI est exposé à l'hôte Hyper-V, puis transmis par l'hôte à une VM résidente.
En faisant passer le disque plutôt que de l'encapsuler dans un VHD, son contenu reste dans son format natif. Cela permet à certains types de logiciels de sauvegarde, et autres, de conserver un accès direct au disque à l'aide de commandes SCSI natives.
En tant que mappages essentiellement bruts, les disques pass-through éliminent également la limitation de taille de 2040 Go des VHD, ce qui peut poser problème pour les magasins de fichiers ou les bases de données très volumineux.
Microsoft suggère que les disques pass-through atteignent des niveaux de performance équivalents à ceux des fichiers VHD connectés. Les disques pass-through peuvent également être exploités dans des scénarios Hyper-V en cluster, en créant le disque en tant que ressource du cluster après l'avoir assigné à une VM.
Parce qu'ils ne sont pas encapsulés dans des VHD, les disques pass-through ne peuvent pas être snapshotés par Hyper-V. Cependant, comme les fichiers résident sur le disque dans un format natif, votre solution de stockage peut être en mesure de réaliser le snapshot de son propre point de vue. Cet instantané au niveau du stockage peut permettre des fonctions de gestion avancées au niveau du stockage telles que :
La réplication,
La sauvegarde et la restauration,
Le clonage au niveau du volume.
Les disques pass-through peuvent être un choix évident lorsque les applications exigent ce mappage direct. Cependant, la création de disques pass-through ajoute une couche de complexité qui n'est pas nécessaire lorsqu'il n'y a pas d'exigences spécifiques de l'application. Une troisième option qui convient à la plupart des environnements est le raccordement direct des volumes iSCSI à la VM. Ce processus utilise l'initiateur iSCSI de la VM pour créer et gérer les connexions aux disques iSCSI.
Étant donné que l'attachement direct utilise l'initiateur iSCSI de la VM, ce processus ne fonctionne que lorsqu'il est utilisé avec un SAN iSCSI. Les environnements qui utilisent des SAN Fibre Channel ne peuvent pas bénéficier de cet avantage et doivent se contenter d'utiliser des disques pass-through.
L'attachement direct iSCSI permet les plus hauts niveaux de portabilité pour les disques connectés au réseau, en conservant toutes les capacités souhaitées, mais sans leurs limitations. Les disques peuvent être connectés et déconnectés à volonté sans qu'il soit nécessaire de redémarrer la VM.
Comme avec les VHD, les disques d'une VM peuvent être facilement attachés à une autre en cas de besoin ; et comme pour les disques pass-through, les données contenues dans le disque restent dans leur format natif.
Sauvegardes SAN et ressources VM
Lorsque vous envisagez d'utiliser un SAN pour un environnement virtualisé, prêtez une attention particulière à ses fonctions de sauvegarde. L'une d'entre elles, très précieuse, est la possibilité de sauvegarder directement les disques sans avoir besoin d'agents de sauvegarde dans la VM. Les agents installés dans la VM ont tendance à consommer de grandes quantités de ressources pendant le processus de sauvegarde, ce qui peut avoir un impact négatif sur les performances globales de l'environnement virtuel.
En sauvegardant les données du SAN directement à partir du SAN, les machines virtuelles ne doivent pas être affectées par les opérations de sauvegarde. Cette capacité représente un autre avantage de l'utilisation de disques iSCSI à accès direct.
Bien qu'utile pour les environnements de toutes tailles, le stockage basé sur iSCSI est particulièrement adapté à ceux des petites et moyennes entreprises. Ces dernières ont l'équipement réseau et la capacité nécessaires pour faire passer le trafic de stockage avec de bonnes performances.
Avec maintenant une compréhension poussée des notions relatives au stockage que vous venez de voir, vous trouverez avec le lien suivant la méthode pour ajouter du stockage à des hôtes Hyper V.