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Retour aux notions de base : provisionnement fin NetApp

Nous sommes ravis de vous annoncer l'ajout d'un nouvel article intitulé « Retour aux notions de base » dans la lettre d'information Tech OnTap. Dans cet article et les prochains numéros, nous aborderons les concepts fondamentaux de diverses technologies NetApp populaires, comme la déduplication, Snapshot®, FlexClone®, FlexCache® et le cache Flash. Notre objectif est de vous aider à mieux comprendre ces technologies et à les utiliser plus rapidement.

Il est fréquent de se retrouver à allouer de grandes quantités de stockage, qui au bout du compte, resteront inutilisées pendant de longues périodes. Ce fut le cas par exemple d'une université technique, qui avait estimé avoir besoin de 27,5 To uniquement destinés aux allocations de stockage de ses étudiants et du corps enseignant. En fin de compte, la plupart n'utilise pas ou très peu ce stockage.

Toutefois, en utilisant le provisionnement fin sur son stockage NetApp, elle a pu leur allouer cet espace avec seulement 3,5 To de stockage physique, en atteignant un taux d'utilisation de 80 % (soit un rapport de surallocation de plus de 8:1). L'achat de stockage additionnel aurait occasionné des dépenses supplémentaires de plus de 90 000 USD, ce qui a pu être évité grâce au provisionnement fin.

Le provisionnement fin NetApp est conçu pour vous permettre de mettre à la disposition des hôtes ou utilisateurs une quantité de stockage logique supérieure au stockage effectivement présent dans votre pool physique. De cette façon, il n'est pas nécessaire d'affecter de l'espace de stockage en amont, puisque celui-ci est alloué dynamiquement à chaque volume ou LUN à mesure que les données sont écrites. En outre, dans la plupart des configurations, de l'espace libre est transféré vers le pool de stockage commun lorsque des données du volume ou de la LUN sont supprimées (et ne sont pas retenues par des copies Snapshot).

Cette approche du provisionnement du stockage présente de nombreux avantages :

  • Comme le suggère l'exemple cité précédemment, elle vous évite de disposer d'une grande quantité de stockage alloué mais inoccupé.
  • Il en résulte un taux d'utilisation accru qui réduit la capacité de stockage nécessaire et, ainsi, les dépenses d'investissement directes.
  • Les dépenses d'exploitation sont réduites elles aussi puisque le stockage occupe un espace moindre dans le data center, consomme moins d'électricité et nécessite moins de refroidissement.
  • Et, avec la poursuite de la baisse des prix du stockage, lorsque vous devez véritablement acquérir de la capacité supplémentaire, celle-ci se révèlera moins chère que si vous l'aviez achetée dès le départ.
  • En outre, la planification de la capacité est simplifiée étant donné que le stockage libre est géré sous la forme d'un pool unique. Plusieurs applications ou utilisateurs peuvent allouer du stockage à partir du même pool, ce qui évite des situations où certains volumes n'ont pas suffisamment de capacité de stockage alors que d'autres disposent d'une capacité excédentaire.
  • Votre environnement de stockage est plus souple et réagit plus facilement aux changements.

Provisionnement traditionnel et provisionnement fin NetApp.

Figure 1) Provisionnement traditionnel et provisionnement fin NetApp.

La section suivante de cet article « Retour aux notions de base » explique comment le provisionnement fin NetApp est mis en œuvre et décrit, entre autres, les cas d'utilisation les plus courants ainsi que diverses pratiques d'implémentation du provisionnement fin dans les environnements SAN et NAS.

Mise en œuvre du provisionnement fin dans Data ONTAP


Le système d'exploitation NetApp Data ONTAP® combine des disques physiques en groupes RAID constitués de disques de données et de disques de parité. Les groupes RAID sont réunis au sein d'un pool de stockage appelé agrégat. Un agrégat est un ensemble de groupes RAID.

Des volumes FlexVol® sont créés dans les agrégats. Il s'agit des conteneurs logiques qui stockent les données. Les hôtes qui utilisent des protocoles NAS accèdent aux données et les stockent directement dans les volumes FlexVol. Pour les environnements SAN, les LUN sont créées à l'intérieur des volumes FlexVol et les hôtes accèdent aux LUN. Les volumes FlexVol ne sont pas directement associés à des disques sous-jacents spécifiques de l'agrégat. Cette approche permet une abstraction des conteneurs de stockage de données logiques par rapport aux conteneurs de stockage physiques sous-jacents, ce qui offre la flexibilité nécessaire pour la mise en œuvre du provisionnement fin et d'autres fonctionnalités de stockage NetApp.

Les volumes FlexVol vous permettent d'utiliser l'allocation logicielle afin d'affecter par provisionnement fin une quantité d'espace supérieure à l'espace disponible dans l'agrégat physique.

Figure 2) Les volumes FlexVol vous permettent d'utiliser l'allocation logicielle afin d'affecter par provisionnement fin une quantité d'espace supérieure à l'espace disponible dans l'agrégat physique.

Data ONTAP met en œuvre le provisionnement fin au niveau du volume FlexVol et de la LUN. Dans les environnements SAN, vous pouvez créer des LUN à provisionnement fin au sein de volumes FlexVol à provisionnement fin. Une option de stockage simple détermine si un volume ou une LUN donné(e) est pourvu(e) en espace physique à partir de l'agrégat de disque. En d'autres termes, si vous n'utilisez pas le provisionnement fin, vous pouvez l'activer sur vos volumes et LUN existants simplement en modifiant une option et ce, sans interrompre les opérations en cours.

Cas d'utilisation courants du provisionnement fin


En général, le provisionnement fin procure des avantages optimaux dans les environnements constitués de très nombreux serveurs et applications. Ainsi, il est particulièrement préconisé dans les environnements de serveurs virtualisés et les environnements de prestataires de services où du stockage doit être alloué à un grand nombre d'utilisateurs. Cette technologie convient également très bien pour le provisionnement de stockage pour des partages de fichiers et des home directories, pour la sauvegarde de disque à disque, pour les environnements d'hébergement Web et de services Internet (y compris le stockage de photos et les comptes de messagerie), ainsi que les services d'information.

Les exemples ci-dessous illustrent différents avantages que peut offrir le provisionnement fin dans des environnements applicatifs spécifiques, cette liste n'étant pas exhaustive.

Home directories. Pour de nombreuses entreprises, les besoins en capacité associés aux home directories varient considérablement d'un utilisateur à l'autre. C'est là que le provisionnement fin prend tout son sens. Grâce au provisionnement fin des volumes FlexVol qui stockent les home directories, vous pouvez facilement répondre aux besoins des gros consommateurs d'espace sans pour autant gaspiller de l'espace disque précieux pour des utilisateurs aux besoins modestes en la matière.

Une société qui utilise le provisionnement fin pour les home directories alloue à chacun de ses 4 500 utilisateurs jusqu'à 1 Go de stockage de fichiers en réseau. Avec le provisionnement traditionnel, cela exigerait 4,5 To de stockage physique, alors qu'avec le provisionnement fin, seuls 600 Go sont nécessaires.

Sauvegarde de disque à disque. Le provisionnement destiné à la sauvegarde de disque à disque peut se révéler plus compliqué que l'allocation d'espace pour les besoins en termes de stockage primaire. Il nécessite non seulement de disposer d'une estimation de la croissance du stockage primaire, mais aussi de connaître le taux de fluctuation dans chaque volume. Une société qui vend des services de sauvegarde à ses clients internes a obtenu de bons résultats en appliquant le provisionnement fin à du stockage secondaire aux fins de sauvegarde de disque à disque. En l'espace d'un an, le client a pu accroître sa capacité de stockage primaire de 500 To à 900 To sans que cela ne nécessite du stockage secondaire supplémentaire.

Précédemment, le data center de la société était constamment sous pression, ses besoins en surface au sol, en électricité et en refroidissement ne cessant d'augmenter. Il est donc clair qu'une telle économie en termes de stockage présente des avantages significatifs qui ne se limitent pas à une réduction des dépenses d'investissement. Grâce au provisionnement fin, la société a pu reporter d'un an l'achat de stockage secondaire supplémentaire. L'utilisation du stockage a augmenté considérablement, passant de moins de 40 % (ce taux faible était principalement dû à des volumes pour la plupart insuffisamment utilisés) à près de 70 %.

Environnements de bureaux et de serveurs virtuels. Les environnements de virtualisation se prêtent eux aussi admirablement au provisionnement fin. Pour chaque ordinateur virtuel, il est courant d'allouer un espace disque oscillant entre 10 et 20 Go. Toutefois, la plupart des déploiements d'ordinateurs virtuels ne consomment qu'une fraction de cet espace. Le provisionnement fin des volumes correspondants permet d'économiser un espace de stockage substantiel.

Utilisation du provisionnement fin NetApp


L'activation du provisionnement fin sur du stockage NetApp s'effectue par le paramétrage de l'option adéquate sur un volume ou une LUN. Il est possible d'appliquer le provisionnement fin à un volume en paramétrant l'option « guarantee » sur « none ». Dans le cas d'une LUN, il faut modifier la réservation sur la LUN. Ces paramètres peuvent être définis à l'aide d'outils de gestion NetApp tels que NetApp Operations Manager et NetApp Provisioning Manager ou en entrant les commandes suivantes :

Volume : vol options "targetvol" guarantee none

LUN : lun set reservation "/vol/targetvol/targetlun" disable

Le changement est instantané et ne perturbe d'aucune façon les activités en cours.

Nouvelles installations. Pour créer un nouveau volume à provisionnement fin, paramétrez l'option « guarantee » sur « none » lors de la création du volume à partir de la ligne de commande. Si vous utilisez Provisioning Manager, vous pouvez sélectionner un profil de provisionnement qui inclut le provisionnement fin et laisser l'outil provisionner le système de stockage.

La figure 3 illustre les options de provisionnement fin d'un volume NAS dans Provisioning Manager. Comme l'indique la figure, vous devez d'abord créer une règle qui inclut le provisionnement fin en désactivant la case à cocher « Guarantee space for data and Snapshot copies ». Tous les ensembles de données affectés au profil en question feront l'objet d'un provisionnement fin.

Capture d'écran illustrant les options de provisionnement fin de Provisioning Manager pour un volume NAS.

Figure 3) Capture d'écran illustrant les options de provisionnement fin de Provisioning Manager pour un volume NAS.

La figure 4 montre les options SAN relatives au provisionnement fin d'une LUN. Vous devez créer une règle de provisionnement fin SAN en sélectionnant l'option « Do not guarantee space for LUN or Snapshot copies », comme indiqué. Tous les ensembles de données SAN affectés à cette règle feront l'objet d'un provisionnement fin.

Capture d'écran illustrant les options de provisionnement fin de Provisioning Manager pour une LUN.

Figure 4) Capture d'écran illustrant les options de provisionnement fin de Provisioning Manager pour une LUN.

Installation existante. Pour activer le provisionnement fin sur un volume existant, vous devez paramétrer l'option « guarantee » du volume sur « none ». Ceci permet de libérer l'espace libre réservé au volume dans l'agrégat. Pour ce faire, vous pouvez également avoir recours aux outils de gestion NetApp.

Gestion du provisionnement fin. La surveillance correcte de l'utilisation de l'espace constitue un aspect crucial du provisionnement fin. Dans la mesure où les environnements utilisant le provisionnement fin peuvent allouer une quantité d'espace logique supérieure à l'espace physique sous-jacent disponible, vous avez besoin d'outils capables de surveiller l'utilisation de l'espace sur vos systèmes de stockage et de générer les messages et avertissements opportuns, afin de pouvoir réagir suffisamment tôt pour prévenir toute pénurie d'espace.

Par exemple, Operations Manager vous permet de définir des alertes pour différents niveaux de réservation et d'utilisation effective de l'agrégat. Grâce à celles-ci, vous pouvez rester informé de toute modification de la consommation du stockage et, par conséquent, réagir de façon appropriée. Dans les environnements utilisant le provisionnement fin, vous pouvez être averti si un agrégat est surprovisionné d'un certain pourcentage ou atteint un niveau donné de saturation.

Circonstances au cours desquelles le provisionnement fin est déconseillé. Il existe des situations où le provisionnement fin peut s'avérer inapproprié. Gardez celles-ci à l'esprit avant de prendre la décision de le mettre en œuvre et de déterminer les volumes auxquels l'appliquer :

  • Si la consommation de stockage sur un volume est imprévisible ou très fluctuante
  • Si le volume est utilisé par une application stratégique, qui ne tolérerait aucune défaillance du stockage, même très brève
  • Si les processus de surveillance du stockage ne sont pas à même de détecter le dépassement de seuils critiques (des règles bien définies sont nécessaires pour la surveillance et la réaction aux problèmes éventuels)
  • Si le temps nécessaire pour l'acquisition de nouveau stockage n'est pas prévisible ou si vos procédures d'approvisionnement sont trop lentes (auquel cas vous risquez de manquer d'espace avant que le nouveau stockage ne soit mis en ligne)

Provisionnement fin avec SAN et avec NAS


Il existe une différence majeure entre le provisionnement fin dans un environnement SAN et dans un environnement NAS. Lorsque vous affectez une LUN à un hôte, ce dernier crée son propre système de fichiers sur la LUN et assure son propre suivi. En conséquence, la représentation que l'hôte se fait de la quantité d'espace qu'il utilise au sein de la LUN peut différer de celle qu'en a le système de stockage. (Ceci s'applique également à tous les fournisseurs de stockage SAN, et pas uniquement à NetApp.) Ce problème est illustré à la figure 5.

Illustration des vues divergentes de l'utilisation de l'espace par l'hôte et le système de stockage. Un hôte n'a pas besoin de réutiliser les blocs qu'il a libérés immédiatement et peut en revanche allouer un nouvel espace.

Figure 5) Illustration des vues divergentes de l'utilisation de l'espace par l'hôte et le système de stockage. Un hôte n'a pas besoin de réutiliser immédiatement les blocs qu'il a libérés et peut en lieu et place allouer un nouvel espace.

NetApp offre une technologie de « réclamation d'espace » qui permet de récupérer et de réutiliser l'espace disque que vous avez déjà alloué à des LUN. Sans réclamation d'espace, il est pratiquement impossible d'appliquer le provisionnement fin à une LUN sur une longue période. Naturellement, cela dépend de la manière dont une application donnée utilise l'espace de stockage mais, généralement, le système de stockage a tendance à allouer toujours plus d'espace jusqu'à ce que la LUN atteigne sa taille maximale, ce qui revient au même que de provisionner la LUN normalement.

La technologie de réclamation d'espace NetApp a été intégrée dans NetApp SnapDrive® et est fournie gratuitement. SnapDrive permet aux administrateurs de serveurs de gérer le stockage SAN NetApp soit à l'aide d'assistants, soit via une interface de ligne de commande. NetApp a consacré d'importants efforts à assurer l'intégration de sa technologie de réclamation d'espace avec l'API Thin Reclamation de Symantec.

Vous pouvez lancer régulièrement le processus de réclamation d'espace sur vos LUN. L'outil à interface utilisateur graphique commence par déterminer la quantité d'espace pouvant être réclamée et vous invite à indiquer si vous souhaitez poursuivre la procédure. Vous pouvez limiter la durée d'exécution du processus, afin qu'il ne s'exécute pas pendant les périodes de pic d'activité.

Gardez à l'esprit les points suivants lorsque vous exécutez une procédure de réclamation d'espace :

  • Il est conseillé d'effectuer la procédure avant de créer une copie Snapshot. Sans cela, les blocs qui devraient pouvoir être libérés seront « verrouillés » dans la copie Snapshot et ne pourront pas être remis à disposition.
  • Étant donné qu'au départ, la réclamation d'espace consomme des cycles CPU sur l'hôte, il est préférable de l'exécuter durant les périodes de faible activité.
  • Le trafic de données normal vers la LUN peut se poursuivre pendant l'exécution du processus. Cependant, certaines opérations ne peuvent être effectuées :

— La création ou la restauration d'une copie Snapshot met fin au processus de réclamation d'espace.

— Il est possible que la suppression, la déconnexion ou l'extension de la LUN ne fonctionne pas.

— Le point de montage ne peut pas être modifié.

— Il n'est pas recommandé d'exécuter la défragmentation Windows®.

Conclusion


Le provisionnement fin est un outil d'efficacité du stockage important qui peut être utilisé seul ou avec d'autres solutions d'efficacité du stockage telles que la déduplication NetApp, FlexClone, etc. Pour en savoir plus sur le provisionnement fin, consultez les ressources suivantes :

  Provisionnement fin NetApp pour une amélioration de l'activité
  Silverton Consulting : Faire plus avec moins grâce au provisionnement fin NetApp
  Optimisation de l'efficacité du stockage grâce au provisionnement fin de NetApp et à Symantec Thin Reclamation

Communauté NetApp
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Paul Feresten

Paul Feresten
Responsable Marketing produits senior
NetApp

Paul Feresten a rejoint NetApp en 2005. Il consacre l'essentiel de ses efforts aux logiciels NetApp, notamment Data ONTAP, MultiStore®, FlexClone et au provisionnement fin. Il cumule plus de 30 ans d'expérience dans la branche, à des postes de responsable de gestion de produits, de responsable des ventes et du marketing et de directeur général. Avant de rejoindre NetApp, Paul a travaillé pour les entreprises Data General, Digital Equipment Corporation, MSI Consulting et SEPATON.

Uday Boppana

Uday Boppana
Responsable produits
NetApp

Uday Boppana est actuellement en charge des fonctionnalités de WAFL® et du système de fichiers de Data ONTAP, notamment de l'efficacité du stockage, de la mobilité des données sans interruption et des fonctions Snapshot. Il a rejoint NetApp en 2004 et a occupé diverses postes dans les domaines de l'ingénierie, du marketing technique et de la gestion des produits associés aux fonctionnalités de Data ONTAP, notamment SAN, FlexClone, WAFL et l'efficacité du stockage. Il possède un master en informatique obtenu à l'université d'État de Caroline du Nord.

 
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