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Retour aux notions de base : SnapMirror

Cet article est le quatrième volet de la série « Retour aux notions de base », qui présente les notions de base des principales technologies NetApp.

Le logiciel NetApp® SnapMirror® est depuis plusieurs années la solution de réplication et de reprise après incident préférée dans les environnements de stockage NetApp en raison de son efficacité éprouvée, de sa simplicité et de son coût limité par rapport à d'autres solutions de reprise après incident. Au fil des ans, NetApp n'a cessé d'enrichir SnapMirror de nouvelles fonctionnalités et capacités afin de le rendre compatible avec des spécifications toujours plus variées et de permettre une utilisation toujours plus efficace de la bande passante réseau.

NetApp SnapMirror.

Figure 1) NetApp SnapMirror.

L'utilisation de la technologie SnapMirror présente des avantages significatifs :

  • Efficacité. Les mises à jour de niveau bloc réduisent les besoins en bande passante réseau et les délais. Depuis Data ONTAP® 7.3.2, SnapMirror volume propose la compression réseau native pour limiter davantage les coûts de bande passante.
  • Flexibilité. Il est possible de répliquer les données entre des systèmes de stockage NetApp différents. Les topologies de réplication un-à-un, un-à-plusieurs, plusieurs-à-un et plusieurs-à-plusieurs sont prises en charge en mode asynchrone.
  • Meilleure productivité. Lorsque vous utilisez SnapMirror en association avec NetApp FlexClone®, vous pouvez utiliser les données stockées dans votre environnement de reprise après incident à des fins de développement/test, data mining ou autres.
  • Cohérence. Grâce à l'intégration à la suite NetApp SnapManager®, il est possible de répliquer les données applicatives en garantissant leur cohérence pour permettre une restauration rapide.
  • Sécurité. Vous pouvez tester votre plan de reprise après incident sans impact sur la production et la réplication en cours : vous pouvez ainsi réaliser des tests plus fréquemment pour éviter les mauvaises surprises en cas d'incident. Pour prévenir la corruption des données applicatives, votre site de reprise après incident peut conserver plusieurs copies Snapshot® à disposition et procéder rapidement et simplement à une restauration à un point donné dans le temps avant corruption.

Il existe deux modes de fonctionnement pour SnapMirror : volume et qtree. SnapMirror volume est le mode le plus fréquemment utilisé. Au vu de sa popularité, nous avons choisi de consacrer nos efforts de développement et d'intégration à la suite SnapManager à SnapMirror volume. C'est pourquoi SnapMirror volume offre plus de flexibilité et d'efficacité. Ce chapitre de la série « Retour aux notions de base » décrit, entre autres, la mise en œuvre de la technologie SnapMirror volume, les cas d'utilisation les plus courants et les meilleures pratiques à suivre pour son implémentation.

Mise en œuvre de SnapMirror volume dans Data ONTAP

SnapMirror volume fonctionne au niveau du bloc physique. Il réplique le contenu d'un volume entier, y compris toutes les copies Snapshot, et tous les attributs du volume, du volume source (primaire) sur le volume cible (secondaire). Par conséquent, le système de stockage cible doit exécuter une version principale de Data ONTAP similaire ou ultérieure à celle du système source. Si la déduplication ou la compression des données NetApp (fonctionnalité ajoutée dans Data ONTAP 8.0.1) est exécutée sur le système primaire, le volume de destination hérite de ces économies, car le volume est identique et les économies se retrouvent également sur le réseau WAN.

SnapMirror volume commence par une copie de base dans laquelle toutes les données du volume sont répliquées de la source vers la cible. Lorsque la copie de base est terminée, la réplication a lieu de façon régulière. Si nécessaire, la cible peut être inscriptible. Ainsi, en cas de défaillance des systèmes sources ou primaires, vous pouvez faire basculer les opérations et passer à l'écriture sur la cible. Lorsque la panne est résolue, vous pouvez effectuer une resynchronisation de restauration qui permet de copier les modifications incrémentales sur la source et de reprendre le fonctionnement normal. Cette fonctionnalité représente un avantage important par rapport à NetApp SnapVault®, conçu principalement pour la sauvegarde disque à disque.

Tableau 1) Différences clés entre SnapMirror volume et qtree en mode asynchrone.

Différences entre SnapMirror volume et SnapMirror qtree en mode asynchrone
  • SnapMirror volume conserve le même nombre de copies Snapshot sur la source et la cible.
  • SnapMirror volume s'intègre à la suite NetApp SnapManager et à SnapDrive®.
  • Les volumes cibles héritent des économies de déduplication des volumes sources. La déduplication à la source réduit également les besoins en bande passante réseau.
  • SnapMirror volume ne tient pas compte des caractéristiques des jeux de données telles que le nombre de fichiers et de répertoires.
  • SnapMirror volume prend en charge les configurations « multihop » ou en cascade.
  • La compression réseau n'est généralement prise en charge que par SnapMirror volume.

SnapMirror volume prend en charge la réplication asynchrone, semi-synchrone et synchrone ; la réplication asynchrone est de loin la plus utilisée.

En mode asynchrone, les copies Snapshot du volume sont régulièrement créées sur la source. Seuls les blocs ayant été modifiés ou nouvellement créés depuis le dernier cycle de réplication sont transférés vers la cible, ce qui rend cette méthode très efficace en termes de capacité de stockage et de bande passante réseau.

Le mode synchrone envoie des mises à jour de la source vers la cible au fur et à mesure, et non pas selon un planning prédéfini. Ainsi, les données enregistrées sur le système source sont protégées au niveau de la destination, même en cas de défaillance de l'ensemble du système source. Les transferts NVLOG et par point de cohérence aident à maintenir la cible à jour. Le transfert NVLOG permet aux données du journal, généralement mises en cache dans la mémoire NVRAM sur une solution de stockage NetApp, d'être synchronisées avec la cible. Le transfert par point de cohérence assure la synchronisation des images de système de fichiers sur disque.

Le mode semi-synchrone se différencie du mode synchrone par deux éléments. Les écritures sur la source n'ont pas à attendre la reconnaissance de la cible avant d'être validées et reconnues, et le transfert NVLOG n'est pas utilisé. Ces deux éléments contribuent à accélérer la réponse des applications avec seulement un très petit argument en termes d'objectif de point de restauration (RPO).

La compression réseau SnapMirror a été ajoutée depuis la version Data ONTAP 7.3.2. Avec la compression réseau SnapMirror, les données sont compressées uniquement lorsqu'elles transitent sur le réseau ; les données sur les systèmes source et de destination demeurent non compressées. La compression implique deux étapes supplémentaires :

  • La compression sur le système source
  • La décompression sur le système de destination

Sur le système source, les blocs de données qui doivent être répliqués sont envoyés à un moteur de compression, qui les compresse. Le moteur de compression crée plusieurs threads correspondant au nombre de CPU sur le système de stockage. Les multiples threads de compression compressent les données en parallèle. Les blocs compressés sont alors transmis via le réseau. Sur le système de destination, les blocs compressés sont réceptionnés et décompressés à l'aide d'une approche similaire à plusieurs threads. Les données décompressées sont alors inscrites sur le volume approprié.

Compression réseau SnapMirror.

Figure 2) Compression réseau SnapMirror.

Les moteurs de compression et de décompression peuvent être configurés de manière à préserver la bande passante réseau ou à effectuer un transfert le plus rapidement possible, en fonction des préférences de l'utilisateur.

La compression réseau SnapMirror est prise en charge sur toutes les plateformes de stockage NetApp (y compris les systèmes de virtualisation V-Series et IBM N-Series), uniquement en mode de fonctionnement asynchrone. Les modes de fonctionnement semi-synchrone et synchrone de SnapMirror ne sont pas pris en charge actuellement avec la compression réseau activée.

Pour en savoir plus sur toutes les fonctions de SnapMirror volume, vous pouvez consulter les documents TR-3446 : Guide des meilleures pratiques et présentation du mode asynchrone de SnapMirror et TR-3326 : Présentation et réflexion sur la conception des modes synchrone et semi-synchrone de SnapMirror. Vous pouvez également en apprendre davantage sur la compression réseau dans un article précédent de Tech OnTap®.

Cas d'utilisation

SnapMirror est principalement utilisé dans les deux cas suivants :

  • Reprise après incident
  • Accès aux données/distribution des données à distance

En outre, la possibilité d'utiliser des volumes FlexClone et de les répliquer est un motif d'utilisation de plus en plus important.

Reprise après incident. Avec SnapMirror volume, il est possible de mettre des données en miroir sur un autre système de stockage NetApp sur un site de reprise après incident ou dans un data center secondaire. Si une version enregistrée de reprise après incident doit devenir opérationnelle, les applications peuvent basculer sur des serveurs sur le site de reprise après incident et le trafic peut être redirigé vers ces serveurs aussi longtemps que nécessaire. Lorsque le site de production est de nouveau en ligne, SnapMirror peut renvoyer les données vers les systèmes de stockage de production et les transferts SnapMirror peuvent reprendre.

SnapMirror volume prend en charge les configurations « multihop » ou en cascade. Par exemple, un volume peut être répliqué à partir d'un système à San Francisco vers un système à New York, puis de New York vers Singapour.

Accès aux données/distribution des données à distance. SnapMirror facilite également la distribution de grandes quantités de données vers des emplacements distants, en permettant un accès local aux données en lecture seule. La technologie FlexClone peut être utilisée lorsque des répliques inscriptibles localement sont requises. Les configurations un-à-plusieurs et plusieurs-à-un sont prises en charge par SnapMirror en mode asynchrone.

L'accès aux données à distance permet non seulement un accès plus rapide aux données pour les clients locaux, mais garantit en outre une utilisation plus efficace et prévisible des ressources onéreuses de serveur et de réseau. Ainsi, vous pouvez répliquer les données sources au moment de votre choix pour limiter la charge globale du réseau. La possibilité de contrôler le moment de la réplication des données s'avère également pratique dans les cas où vous devez vous assurer de la cohérence d'un jeu de données.

Utilisation de SnapMirror volume pour l'accès aux données à distance.

Figure 3) Utilisation de SnapMirror volume pour l'accès aux données à distance.

Cas d'utilisation en association avec FlexClone. SnapMirror offre des avantages particuliers lorsqu'il est utilisé avec la technologie FlexClone pour prendre en charge les environnements de développement/test d'applications et les tests de reprise après incident. Effectuer le développement/test des applications sur votre système de stockage de reprise après incident vous permet de mieux exploiter les ressources qui resteraient sinon inactives la plupart du temps. C'est ce que décrit en détail le chapitre consacré à FlexClone.

Tester vos processus de reprise après incident sans interférer avec les mécanismes de réplication en cours peut s'avérer problématique. Avec FlexClone, vous pouvez facilement cloner vos volumes de reprise après incident et tester intégralement vos processus de reprise après incident sans interférer avec les processus de réplication SnapMirror en cours.

Certains environnements utilisent les volumes FlexClone pour fournir des copies compactes pour l'infrastructure de poste de travail virtuel, la gestion des entrepôts de données et le développement/test en local. Dans de nombreux cas, il est préférable de répliquer ces clones afin de les protéger. Avant le lancement de Data ONTAP 8.0.1 (7-Mode), la réplication d'un volume FlexClone avec SnapMirror volume éliminait tout gain d'espace car le volume FlexClone sur la cible avait besoin d'une capacité égale à la taille du volume parent. Depuis Data ONTAP 8.0.1 (7-Mode), la réplication des volumes FlexClone avec SnapMirror volume ne nécessite aucune capacité supplémentaire sur le système de destination lorsque le parent du volume FlexClone est lui aussi répliqué.

Depuis Data ONTAP 8.0.1, les volumes FlexClone peuvent être répliqués avec SnapMirror sans perte d'efficacité du stockage, tant que le volume parent a été répliqué.

Figure 4) Depuis Data ONTAP 8.0.1, les volumes FlexClone peuvent être répliqués avec SnapMirror sans perte d'efficacité du stockage, tant que le volume parent a été répliqué.

Utilisation de la technologie SnapMirror

SnapMirror volume peut atteindre des objectifs de délai de restauration (RTO) allant de quelques secondes à quelques minutes et des objectifs de point de restauration (RPO) de quelques minutes seulement. Si vous visez un RPO plus efficace que celui offert par SnapMirror en mode asynchrone, vous devez alors faire un choix entre MetroCluster ou SnapMirror en mode synchrone ou semi-synchrone. N'oubliez pas que les solutions synchrones demandent en général beaucoup plus de bande passante et un équipement réseau spécialisé pour l'implémentation, ce qui les rend plus onéreuses.

MetroCluster est la solution adaptée aux distances allant jusqu'à 100 km, car elle offre une disponibilité continue des données ainsi qu'une restauration et un basculement automatiques. Le mode synchrone de SnapMirror a une portée atteignant 200 km, et le mode semi-synchrone de SnapMirror peut aller encore plus loin pour obtenir le plus petit RPO sur une distance plus importante. Les modes synchrone et semi-synchrone de SnapMirror ne prennent pas en charge les mêmes fonctionnalités que le mode asynchrone ; par exemple, la compression réseau et l'intégration à SnapManager ne sont pas prises en charge dans ces modes. Vous trouverez davantage d'informations sur l'utilisation de MetroCluster en association avec SnapMirror dans un récent article de Tech OnTap.

Il faut prendre en compte quelques considérations d'ordre général avant d'utiliser SnapMirror volume :

  • Vérifiez les conditions de version requise de Data ONTAP en fonction du mode de fonctionnement utilisé.
    • SnapMirror volume en mode asynchrone : le système de destination doit exécuter une version principale ou secondaire identique ou supérieure.
    • SnapMirror volume en mode synchrone ou semi-synchrone : les systèmes source et de destination doivent exécuter la même version.

Tableau 2) Conditions de versions Data ONTAP requises pour les systèmes source et de destination pour SnapMirror en mode asynchrone.

Source SnapMirror volume Destination SnapMirror volume Prise en charge ?
Data ONTAP 7.2* Data ONTAP 7.2*, 7.3*, 8.0* Oui
Data ONTAP 7.3* Data ONTAP 7.3*, 8.0* Oui
Data ONTAP 7.3* Data ONTAP 7.2* Non

SnapMirror et les autres technologies NetApp

SnapMirror occupant une place centrale dans la plupart des déploiements NetApp, nous avons fait en sorte qu'il soit compatible avec la majorité des solutions logicielles NetApp. Voici quelques informations qui pourront vous être utiles :

  • Suite SnapManager. La suite SnapManager est conçue pour assurer la protection des données et fournir des services de reprise après incident pour les applications importantes, y compris Microsoft® Exchange, SQL Server®, SharePoint®, Oracle® et SAP®. Les hyperviseurs VMware® et Microsoft Hyper-V sont également couverts. Lorsque vous utilisez le produit SnapManager adéquat (ou Virtual Storage Console pour VMware), vous pouvez vérifier que les données des applications et/ou des hyperviseurs sont répliquées dans un état cohérent afin que les opérations puissent redémarrer sur le site distant.
  • FlexClone. Reportez-vous à la section précédente sur les cas d'utilisation pour en savoir plus sur l'utilisation de SnapMirror et FlexClone. Consultez également le chapitre de Retour aux notions de base consacré à FlexClone.

Dans certains cas, les clones de volumes compacts peuvent contenir des données stratégiques qui justifient une réplication.

  • Déduplication. Lorsque vous répliquez un volume dédupliqué avec SnapMirror volume, le volume de destination hérite des économies d'espace.

Conclusion

La technologie NetApp SnapMirror est un outil essentiel de reprise après incident et de réplication polyvalente qui peut être utilisé seul ou en conjonction avec d'autres solutions telles que la suite NetApp SnapManager. Pour en savoir plus sur NetApp SnapMirror, vous pouvez consulter les documents TR-3446 : Guide des meilleures pratiques et présentation du mode asynchrone de SnapMirror et TR-3326 : Présentation et réflexion sur la conception des modes synchrone et semi-synchrone de SnapMirror.

 Vous avez des commentaires sur la technologie SnapMirror ?

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Srinath Alapati

Srinath Alapati
Ingénieur marketing et technique
NetApp


Srinath Alapati a rejoint NetApp en 2004 et il est membre du groupe sur la protection des données depuis plus de quatre ans. Il a une expérience de plus de 10 ans dans l'informatique, plus particulièrement la gestion des serveurs et des infrastructures de stockage. Srinath Alapati est auteur ou co-auteur de nombreux rapports techniques sur SnapMirror, MetroCluster, VMware et Exchange et intervient régulièrement lors de conférences techniques. Il fait également partie de l'équipe chargée de l'implémentation de la reprise après incident NetApp IT.


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