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NetApp libère toute la puissance de l'architecture VVOL de VMware
Graham Smith
Responsable produits senior
Nick Howell
Architecte de solutions de virtualisation

Si l'infrastructure de serveur virtuel a considérablement amélioré le data center moderne, elle a également généré de nouveaux défis en termes de stockage de données.

  • Il est difficile de gérer directement les besoins en stockage de données des applications virtualisées individuelles (sans module complémentaire tiers).
  • Même s'ils ne sont pas spécialistes du stockage, les administrateurs sont souvent obligés de bien connaître les systèmes de stockage de données sous-jacents pour répondre à des besoins spécifiques en termes de performance et de disponibilité de l'application.

Ces facteurs peuvent empêcher même les administrateurs les plus chevronnés de libérer tout le potentiel de leur infrastructure de stockage en vue de prendre en charge la virtualisation. Pour résoudre ce problème, VMware propose les Virtual Volumes (VVOL, actuellement intégrés à la version bêta de vSphere). Cet article explore l'architecture VVOL et explique comment NetApp intègre la gestion basée sur des règles aux volumes VVOL afin d'apporter aux utilisateurs VMware tout le potentiel du système d'exploitation du stockage clustered Data ONTAP® (notamment la déduplication, les copies Snapshot™, la réplication et le clonage).

Démontrant notre étroite intégration avec les volumes VVOL, la dernière version de notre application VASA Provider est actuellement disponible en édition bêta avec la nouvelle version de vSphere. Ne tardez pas : c'est le moment idéal pour découvrir le plus important changement dans le stockage virtuel depuis VMFS-3.

Quels sont les problèmes résolus par les volumes VVOL ?

Avant la virtualisation, il était relativement simple de personnaliser le système de stockage, ainsi que les règles de stockage, en fonction des applications. La virtualisation a entraîné l'abstraction du data store, qui est devenu le niveau de granularité sur lequel le système de stockage est géré.

Dans un data store traditionnel, tous les disques virtuels applicatifs (également appelés vDisks ou VMDK) sont traités et gérés de la même façon. Un hôte ESXi ne peut pas déterminer les fonctionnalités que le stockage sous-jacent offre à la virtualisation dans son ensemble. C'est pourquoi il effectue souvent un grand nombre de tâches de stockage, qui devraient plutôt être confiées au système de stockage proprement dit. (Ceci peut être réalisé à l'aide de la norme de déchargement du stockage appelée VAAI, vStorage APIs for Array Integration.)

La virtualisation des serveurs a généré le concept de data store, ce qui a réduit la flexibilité du stockage. Grâce à une gestion du stockage granulaire, les volumes VVOL permettent une plus grande flexibilité et un positionnement automatisé du stockage.

Figure 1) La virtualisation des serveurs a généré le concept de data store, ce qui a réduit la flexibilité du stockage. Grâce à une gestion du stockage granulaire, les volumes VVOL permettent une plus grande flexibilité et un positionnement automatisé du stockage.

Les administrateurs VMware et les administrateurs des applications ont dû développer leurs connaissances en matière de systèmes de stockage sous-jacents (les protocoles utilisés, la planification des sauvegardes, la présence ou absence de réplication) afin de s'assurer que les besoins applicatifs étaient satisfaits.

Les volumes VVOL résolvent ces problèmes de deux manières : d'une part ils permettent aux disques virtuels individuels d'être gérés indépendamment les uns des autres ou indépendamment du serveur virtuel, et d'autre part ils procurent une automatisation supérieure lorsqu'il s'agit de faire correspondre les besoins en stockage des serveurs virtuels aux fonctionnalités du système de stockage sous-jacent.

Les volumes VVOL s'appuient pour cela sur les éléments suivants :

  • Provisionnement basé sur des règles et gestion des data stores et des disques virtuels
  • Capacité à accéder aux data stores VVOL via des solutions SAN et NAS
  • Séparation des chemins de contrôle et d'accès aux données pour la gestion hors bande des ressources de stockage

Les volumes VVOL connectent les administrateurs VMware et du stockage à une plateforme commune et posent ainsi les bases nécessaires à l'adoption d'une approche SDS (Software-Defined Storage) dans le data center.

Comprendre le fonctionnement des volumes VVOL

L'architecture VVOL conserve le concept de data store. Elle offre une nouvelle méthodologie de gestion du stockage, tout en garantissant aux utilisateurs simplicité d'utilisation et compatibilité avec les implémentations précédentes. Cependant, les disques virtuels d'un data store VVOL peuvent avoir différents objectifs de niveau de service et être gérés de façon indépendante. Le data store VVOL est découplé du stockage sous-jacent et expose toutes les fonctionnalités de stockage sous-jacentes à utiliser avec les disques virtuels qu'il contient.

Terminaux PE

Les serveurs ESXi sont connectés aux disques virtuels dans un data store VVOL via un terminal PE (Protocol Endpoint), dont le fonctionnement dépend du protocole de stockage utilisé. (Les protocoles NFS, iSCSI, Fibre Channel et FCoE sont tous entièrement pris en charge.) En ce qui concerne le protocole NFS, le terminal PE est simplement un point de fixation NFS, et les disques virtuels correspondent à des fichiers en dessous de ce point.

Pour les protocoles SAN, le terminal PE est un LUN proxy. vSphere ne prend en charge que 256 connexions LUN directes par hôte ESXi. Le LUN proxy fait office de multiplexeur, permettant à chaque hôte ESXi de gérer des milliers de LUN sous-jacents dotés chacun d'un identifiant unique. Chaque LUN correspond à un disque virtuel.

L'architecture VVOL utilise des terminaux PE pour offrir un accès homogène au stockage SAN et NAS.

Figure 2) L'architecture VVOL utilise des terminaux PE pour offrir un accès homogène au stockage SAN et NAS.

Ainsi, le provisionnement des disques virtuels n'est plus lié explicitement à un protocole ou à un autre. Le data store VVOL est installé en tant qu'entité abstraite, et les data stores traditionnels ne sont plus que des volumes au sein de ce container logique.

Chemins de contrôle et d'accès aux données distincts

Au niveau de la gestion, les chemins de contrôle et d'accès aux données sont séparés de façon logique, et les applications VASA (vSphere APIs for Storage Awareness) sont utilisées pour offrir une gestion basée sur des règles. Les systèmes de stockage utilisent une application VASA Vendor Provider distincte qui annonce les fonctionnalités de stockage disponibles au vCenter via l'API VASA. Les requêtes de provisionnement sont automatiquement associées au meilleur stockage sous-jacent afin de satisfaire les objectifs de niveau de service déclarés.

L'architecture VVOL présente des chemins de contrôle et d'accès aux données distincts.

Figure 3) L'architecture VVOL présente des chemins de contrôle et d'accès aux données distincts.

Par exemple, comme sur la Figure 3, clustered Data ONTAP dispose d'une application VASA Vendor Provider gérée par NetApp Virtual Storage Console (VSC), le plugin de gestion éprouvé de NetApp pour vCenter. L'application Vendor Provider permet à clustered Data ONTAP d'activer toutes ses fonctionnalités, y compris plusieurs types de supports, divers protocoles de stockage et des fonctions de gestion des données telles que la création, Snapshot, le clonage et la réplication. Il suffit de créer un data store VVOL via l'interface vCenter, d'ajouter des volumes de stockage et de créer des règles dans les profils de stockage de serveur virtuel décrivant les fonctionnalités de stockage disponibles. Les flux de travail seront connus de ceux qui ont utilisé les data stores traditionnels, ce qui simplifie l'adoption de l'architecture VVOL.

Lorsque les besoins en stockage augmentent, les serveurs virtuels sont provisionnés en fonction des profils de stockage de serveur virtuel. Le demandeur doit simplement connaître les fonctionnalités requises. Il est possible de créer des profils de stockage de serveur virtuel implémentant des règles spécifiques. Il peut s'agir par exemple de règles connues Bronze, Silver et Gold, ou de règles aux noms significatifs tels qu'Exchange, Base de données ou Serveur Web. Les règles sont définies au préalable par un expert en architecture ou en applications.

L'administrateur VMware a juste à choisir la règle adéquate, sans connaître obligatoirement les systèmes de stockage physique sous-jacents. Le stockage peut être provisionné directement via vCenter ou par l'intermédiaire d'outils de gestion du cloud. Lorsqu'une requête est réceptionnée, vSphere provisionne automatiquement les ressources de stockage depuis le data store VVOL.

NetApp et les volumes VVOL

Chez NetApp, nous avons détecté très tôt le besoin d'une gestion du stockage plus granulaire pour les serveurs virtuels. Cela fait donc plusieurs années que nous avançons dans cette direction. Le lancement de VSC 5.0 en avril 2014 fut une étape importante, et nous nous réjouissons des améliorations que permettent les volumes VVOL.

Nous nous sommes engagés à offrir dès que possible une prise en charge des volumes VVOL. NetApp est un partenaire de conception et de référence pour la technologie VVOL, ce qui fait de notre implémentation la norme en vigueur. De plus, nous sommes le seul fournisseur à offrir une prise en charge des protocoles NFS et SAN depuis une plateforme unique.

Nous disposons actuellement d'une solution fonctionnelle en version bêta qui implémente toutes les fonctionnalités présentées dans le Tableau 1 pour les protocoles SAN et NFS.

Tableau 1. Opérations de gestion des serveurs virtuels NetApp pour les data stores traditionnels et les volumes VVOL

 TraditionnelVVOL
FonctionnalitéSAN NFSSANNFS
Clonage vDisk
(allégé)
LenteurRapiditéRapiditéRapidité
Snapshots des data storesOuiOuiOuiOui
Snapshots vDisk
(allégé)
NonLimitéeOuiOui
QoS des data storesOuiOuiOuiOui
QoS vDisk NonOuiOuiOui
Déplacement en direct des data storesOuiOuiOuiOui
Déplacement en direct de vDiskONTAP
(nœud)
HôteONTAP
(cluster)
ONTAP (cluster)
Réplication des data storesOuiOuiOuiOui
Réplication de vDiskHôteFuturFuturFutur
Vérification de conformité des objectifs de niveau de service pour vDiskOuiOuiOuiOui
Résolution de la conformité des objectifs de niveau de service pour vDiskManuelManuelAutomatiqueAutomatique
Positionnement de vDiskSemi-automatiqueSemi-automatiqueAutomatiqueAutomatique

Contrôle et correction de la conformité VVOL

Veuillez noter que l'implémentation VVOL de NetApp inclut à la fois la vérification et la résolution de la conformité des objectifs de niveau de service. Pour la première opération, on vérifie que les disques virtuels répondent aux objectifs de niveau de service requis. Pour la conformité, on va un peu plus loin en corrigeant les problèmes de conformité lorsque cela est possible. Les étapes de correction peuvent inclure des modifications des paramètres de qualité de service, des augmentations de la fréquence de réplication et le déplacement d'un volume VVOL.

Participation à un test bêta NetApp pour les volumes VVOL

NetApp est actuellement le seul fournisseur de stockage à avoir lancé un test bêta pour les volumes VVOL parallèlement à la version bêta de VMware vSphere. Si vous êtes client (ou partenaire) NetApp, vous pouvez vous inscrire et commencer à vous familiariser dès maintenant avec cette nouvelle technologie.

Pour obtenir les versions adéquates de vSphere et vCenter, vous devez vous inscrire au programme VMware vSphere bêta.

Pour utiliser les volumes VVOL sur les systèmes de stockage NetApp, vous devez également télécharger deux logiciels NetApp :

  • VSC 5.0.1 bêta
  • VASA Provider 6.0 pour clustered Data ONTAP bêta

Voici quelques conseils pour bien démarrer :

  • Vous avez besoin de clustered Data ONTAP 8.2.1 ou version ultérieure. Simulate ONTAP, le simulateur NetApp, prend également en charge cette fonctionnalité à des fins de test et de développement.
  • Une lecture consciencieuse du fichier README et du guide de démarrage rapide vous servira d'introduction aux volumes VVOL sur le système de stockage NetApp.

VMworld 2014

En participant à VMworld, vous disposez d'une opportunité unique d'essayer les volumes VVOL sur le système de stockage NetApp :

  • Ateliers pratiques – HOL-PRT-1471 : présentation technique de la gestion basée sur des règles et des volumes VVOL
  • Démonstrations en direct au stand NetApp (Solutions Exchange)
  • Disponibilité du personnel technique et des développeurs pour répondre à toutes vos questions

Vos commentaires nous sont précieux. Toutes les activités de NetApp au salon VMworld sont détaillées ici.

 Vous avez des commentaires sur les volumes VVOL ?

Posez vos questions, échangez des idées et partagez vos points de vue directement en ligne via les communautés NetApp.

Par Graham Smith, Responsable produits senior, et Nick Howell, Architecte de solutions de virtualisation

Graham Smith est spécialiste en solutions de virtualisation des serveurs VMware pour NetApp. Sa principale activité est la gestion des produits, mais il s'efforce de rester en contact avec la technologie et les problèmes stratégiques qu'elle peut résoudre. Tout au long de sa carrière, il s'est intéressé aux innovations et a informé les utilisateurs sur les avantages qu'elles peuvent apporter.

Avant de rejoindre NetApp en 2010, il a travaillé dans des start-ups spécialisées en E/S et en gestion de réseau. Il a également occupé des postes dans le marketing et la R&D dans le service UNIX de HP.

Nick Howell s'est lancé dans l'informatique dans les années 2000 en se concentrant sur l'administration des serveurs après avoir obtenu ses diplômes CCNA et MCSE 2000. Il a découvert la virtualisation et le stockage partagé en 2007, ce qui lui a valu de les implémenter sur son lieu de travail. Nick Howell est un fervent adepte de la « virtualisation universelle ». Chez NetApp, il aide les entreprises à concevoir et déployer des solutions avancées de virtualisation, en se concentrant sur les méthodes de gestion, la sauvegarde/restauration et d'autres technologies qui facilitent le quotidien des administrateurs.

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Octobre 2014

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Découvrez les volumes VVOL chez NetApp au salon VMworld 2014

En participant à l'édition 2014 de ce salon, vous disposez d'une opportunité unique d'essayer les volumes VVOL sur le système de stockage NetApp :

  • Ateliers pratiques – HOL-PRT-1471 : présentation technique de la gestion basée sur des règles et des volumes VVOL
  • Démonstrations en direct au stand NetApp (Solutions Exchange)
  • Disponibilité du personnel technique et des développeurs pour répondre à toutes vos questions

Toutes les activités de NetApp à au salon VMworld sont détaillées ici.

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