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Exécution d'applications Microsoft sur FlexPod pour VMware

Cisco, NetApp et VMware ont uni leurs efforts afin de développer FlexPod™ pour VMware®. Disponible auprès de certains partenaires revendeurs, cette solution d'infrastructure repose sur une architecture de data center standardisée, validée et packagée, et simplifie et accélère le déploiement des clouds ou des infrastructures IT partagées, tout en réduisant les risques associés. Dans un article publié il y a quelques mois, Ashok Rajagopalan (Cisco) et David Klem (NetApp) expliquaient en détail les points forts de l'architecture FlexPod et présentaient les cas d'utilisation les plus courants de cette technologie. Cet article a eu un tel succès auprès des lecteurs que Tech OnTap m'a demandé de le compléter par un article qui s'intéresserait au déploiement des principales applications Microsoft® sur FlexPod pour VMware et aux fonctionnalités correspondantes (performances, efficacité, protection des données/reprise après incident, meilleures pratiques, etc.).

Avantages pour les charges de travail Microsoft mixtes

La solution d'infrastructure FlexPod pour VMware fournit des fonctionnalités de virtualisation uniques qui rationalisent le déploiement et sécurisent l'isolation des applications Microsoft. VMware vCenter™ offre une plateforme de gestion évolutive et extensible qui prend en charge l'automatisation du flux de production. Cisco Unified Computing System™ (UCS) Manager assure la gestion intégrée des composants Cisco® et l'intégration à VMware vCenter. Enfin, NetApp® OnCommand® Management Suite simplifie la gestion du stockage et vous permet de déléguer les tâches de gestion aux administrateurs de serveurs ou VMware, grâce à l'intégration étroite à vCenter.

Composants de FlexPod pour VMware.

Figure 1) Composants de FlexPod pour VMware.

Vous pouvez faire évoluer votre configuration FlexPod verticalement, en lui ajoutant des composants, ou horizontalement, en ajoutant d'autres configurations FlexPod, afin de répondre à vos besoins spécifiques en termes de charge de travail. L'ajout de modules peut être particulièrement utile pour tirer parti de l'accélération des applications, de l'équilibrage de la charge, des sauvegardes, des reprises après incident et d'autres fonctionnalités. Par exemple :

  • Cisco Application Control Engine (ACE) et Wide Area Application Services (WAAS) renforcent la disponibilité, les performances et l'optimisation des applications Microsoft virtualisées au sein du data center et du réseau étendu (WAN).
  • NetApp SnapManager®, SnapMirror® et VMware Site Recovery Manager (SRM) vous aident à atteindre vos objectifs de durée et de point de restauration les plus ambitieux grâce à des fonctionnalités de sauvegarde orientée applications, de restauration granulaire et de reprise après incident automatisée.

La virtualisation des applications Microsoft apporte de nombreux avantages à votre service informatique, mais aussi aux propriétaires des applications et aux utilisateurs finaux. Ainsi, pour votre équipe informatique, le déploiement d'applications Microsoft avec FlexPod présente les atouts suivants :

  • Hébergement de multiples instances d'applications Microsoft sur une infrastructure partagée et prévalidée à gestion centralisée, ce qui contribue à la maîtrise des coûts
  • Déploiement rapide de nouvelles instances d'applications selon les besoins
  • Respect des contrats de niveau de service grâce à la haute disponibilité et d'une qualité de service de bout en bout des applications Microsoft
  • Automatisation totale de la protection des données et de la reprise après incident
  • Support coopératif rationalisant la résolution des problèmes pour tous les composants FlexPod

De leur côté, les propriétaires des applications peuvent continuer à gérer leurs applications comme d'habitude. Ils bénéficient cependant d'une disponibilité, d'une sécurité et d'une protection des données améliorées, ainsi que de l'accélération du déploiement des nouvelles applications et de l'équilibrage de charge orienté applications. Les utilisateurs finaux (notamment les employés des succursales et les utilisateurs mobiles) constatent quant à eux une amélioration des performances et de l'accès aux applications.

Chacun des modules de la solution FlexPod présente un intérêt bien particulier pour les applications Microsoft.

Cisco UCS

Cisco UCS contrôle tous les attributs des serveurs dans la couche logicielle, pour rendre le matériel informatique dans FlexPod sans état. Cisco UCS virtualise entièrement le matériel des serveurs, les réseaux et l'accès au stockage à l'aide d'adresses virtuelles MAC et WWN. Lorsqu'un serveur est défaillant, son rôle est affecté en toute transparence à un autre serveur lame, sans qu'aucune reconfiguration des VLAN ou des commutateurs ne soit nécessaire. En outre, les modèles de Cisco Manager simplifient le déploiement des nouveaux serveurs. Les résultats peuvent donc se résumer en trois mots : évolutivité, disponibilité et efficacité.

En ce qui concerne les applications Microsoft, l'alliance de Cisco UCS, de la virtualisation de serveurs VMware et de la virtualisation du stockage NetApp optimise leur déploiement sur plusieurs plans :

  • Les modèles et les profils de service accélèrent le provisionnement des serveurs Microsoft virtualisés supplémentaires. De même, vous pouvez écourter le délai de provisionnement des hôtes ESX en appliquant des profils de service préconfigurés aux nouveaux serveurs lames Cisco UCS, lesquels peuvent effectuer un démarrage SAN à partir d'une image d'hôte ESX préinstallée. De plus, avec la fonctionnalité de clonage rapide de NetApp Virtual Storage Console (VSC), qui utilise FlexClone® pour le provisionnement des ordinateurs virtuels, vous pouvez provisionner plusieurs ordinateurs virtuels d'applications Microsoft en quelques minutes.
  • Avec la carte Cisco M81KR Virtual Interface Card (VIC), vous pouvez configurer plusieurs cartes réseau virtuelles supplémentaires, de manière à obtenir autant d'interfaces que nécessaire sur chaque serveur. Il s'agit là d'une option particulièrement utile dans Exchange, si vos serveurs de boîtes aux lettres font partie d'une configuration DAG. Notez par ailleurs que vous avez la possibilité d'utiliser un VLAN différent pour chaque type de trafic.
  • L'architecture Cisco UCS réduit les frais de réseau de 66 % par rapport aux approches traditionnelles.

Structure unifiée Cisco Nexus

Les commutateurs de la gamme Cisco Nexus® 5500 offrent une structure haut débit unifiée pour la connectivité ainsi qu'une redondance complète de tous les chemins réseau.

L'infrastructure réseau déployée avec la première configuration FlexPod fournit des ports et de la bande passante pour la prise en charge de trois installations FlexPod au maximum. En d'autres termes, vous pouvez ajouter deux autres installations FlexPod à votre infrastructure (trois au total) avant que la capacité réseau supplémentaire ne soit sollicitée.

Deux composants réseau ont été spécialement conçus pour la prise en charge de VMware :

  • Cisco Nexus 1000V Virtual Supervisor Module (VSM) est un commutateur logiciel qui s'exécute dans le noyau VMware ou sur le dispositif Cisco Nexus 1010 afin d'assurer une intégration étroite entre le serveur et l'environnement réseau.
  • Cisco Nexus 1010 est un dispositif spécialisé qui prend en charge plusieurs instances de Cisco Nexus 1000V VSM, et permet d'alléger la charge des serveurs lames en améliorant l'évolutivité et les performances.

Stockage NetApp

Les composants de stockage NetApp de FlexPod apportent également des avantages significatifs aux applications Microsoft. Les solutions de stockage NetApp sont en effet spécialement conçues pour offrir les performances, la disponibilité et l'efficacité requises par ces applications.

Comme FlexPod inclut le pack complet NetApp, vous pouvez bénéficier de NetApp SnapRestore®, SnapMirror, FlexClone, SnapVault® ou bien encore de la version complète de SnapManager Suite sans frais supplémentaires. SnapManager Suite fournit une protection des données orientée applications pour Microsoft Exchange, SQL Server® et SharePoint®, ainsi que pour plusieurs autres applications populaires. Alliés à SnapMirror, ces composants posent les bases de l'infrastructure de reprise après incident.

L'architecture multiprotocole unifiée de NetApp intègre des fonctionnalités d'efficacité telles que la déduplication, le provisionnement fin et le clonage rapide. Vous pouvez ainsi déployer des milliers d'ordinateurs virtuels en quelques minutes pour héberger plusieurs instances d'applications Microsoft virtualisées.

VMware vSphere

FlexPod pour VMware inclut VMware vSphere™ Enterprise Plus et VMware vCenter. Pour ceux qui disposent déjà d'une licence VMware Enterprise, FlexPod est fourni sans les composants logiciels VMware. Bien que les grands serveurs multicœurs soient devenus la norme, la plupart des applications n'exploitent pas tous les cœurs des serveurs physiques. Avec les solutions de virtualisation de VMware, vous pouvez non seulement optimiser l'utilisation de ces cœurs, mais aussi isoler les différents rôles des serveurs sans avoir à ajouter de matériel supplémentaire. De plus, elles simplifient la mise en place d'un laboratoire de test pour vos applications Microsoft et réduisent les coûts associés.

VMware fournit des fonctionnalités telles que VMotion™, Storage VMotion et Distributed Resource Scheduler, qui permettent de déplacer les instances d'applications (et leurs ressources) d'un serveur ou d'un emplacement à un autre sans aucune interruption. Elles peuvent également surveiller l'utilisation des pools de ressources et allouer intelligemment les ressources disponibles aux ordinateurs virtuels.

Performances

Plusieurs études de performances approfondies ont été réalisées pour valider l'utilisation des applications Microsoft dans les environnements virtualisés. VMware et NetApp ont mené des tests de performances pointus pour Exchange (bien que la plupart de ces tests aient été effectués dans Exchange 2007, il ne fait pas de doute que des performances considérées comme acceptables dans Exchange 2007 le seront également dans Exchange 2010, puisque cette nouvelle version affiche une réduction du nombre d'E/S).

La Figure 2 récapitule les performances d'Exchange sur VMware. Comme vous pouvez le constater, les performances virtuelles se trouvent toujours dans une marge de 5 % par rapport aux performances physiques. Et même avec 4 000 utilisateurs, la charge du CPU n'atteint que 25 %. Le nombre de grands utilisateurs évolue de manière linéaire avec l'ajout de CPU dans les cas physiques et virtuels.

Performances d'Exchange dans un environnement VMware par rapport à un environnement physique.

Figure 2) Performances d'Exchange dans un environnement VMware par rapport à un environnement physique.

VMware a mené des études similaires pour Microsoft SharePoint Server 2007 et Microsoft SQL Server. L'étude SharePoint montre ainsi qu'un seul serveur physique exécutant vSphere avec des ordinateurs virtuels distincts pour les différents rôles SharePoint peut prendre en charge jusqu'à 171 600 utilisateurs intensifs de SharePoint. Une étude de validation détaillée, portant sur un environnement SharePoint 2010 de 50 000 utilisateurs, a également été réalisée : le guide de conception validée par Cisco (CVD) devrait bientôt être disponible.

Cisco UCS et les solutions de stockage NetApp incluent plusieurs autres fonctionnalités qui vous aideront à améliorer les performances de vos applications Microsoft.

Côté calcul, FlexPod inclut deux types de lames de calcul : B-Series B200 M2 Blade Server pour les charges de travail globales et B250 M2 Extended Memory Blade Server pour les charges de travail consommant beaucoup de mémoire. Pour optimiser les performances des installations Exchange et des bases de données SQL Server de grande envergure, il est important de disposer d'une mémoire serveur volumineuse. Vous pourrez ainsi réduire les E/S au niveau du disque physique et donc, par exemple, installer davantage de boîtes aux lettres Exchange sur un même serveur physique.

L'inclusion de modules NetApp Flash Cache dans chacune des configurations FlexPod permet de réduire la latence de lecture ainsi que le nombre de piles de disques nécessaires pour obtenir un niveau de performances donné. Qui plus est, elle réduit considérablement l'impact des « boot storms » qui peuvent survenir dans les environnements virtualisés lors du démarrage simultané de multiples ordinateurs virtuels.

Un banc d'essai évaluant les solutions NetApp avec Microsoft Exchange 2010 révèle ainsi que l'ajout du module Flash Cache peut doubler le nombre d'E/S par seconde réalisées et augmenter de 67 % le nombre de boîtes aux lettres prises en charge.

Fonctionnalités optionnelles d'optimisation des performances

Si vous le désirez, vous pouvez ajouter le module Cisco Application Control Engine (ACE) à une configuration FlexPod pour VMware afin de bénéficier de fonctionnalités d'équilibrage de la charge, de contrôle du trafic réseau, de redondance des services, d'optimisation et d'accélération des applications, ainsi que de gestion des ressources. De même, si vous devez prendre en charge des succursales et des utilisateurs mobiles, Cisco WAAS fournit des options d'optimisation du WAN qui accélèrent l'accès des utilisateurs distants aux applications : e-mail, téléchargement de fichiers/dossiers vers et depuis des sites SharePoint, etc.

FlexPod offre par ailleurs une qualité de service de bout en bout lors de l'implémentation de la colocation sécurisée, ce qui vous permet de gérer certaines des charges de travail applicatives en fonction de leur priorité. Les fonctionnalités exclusives que nous proposons en matière de colocation sécurisée assurent la qualité de service dans toutes les couches de l'infrastructure : serveur, réseau et stockage. Dans la plupart des implémentations, un mécanisme de qualité de service est activé au niveau d'une couche, dans l'objectif que les couches supérieures ou inférieures en bénéficient également. Cependant, chaque application présente des caractéristiques différentes : certaines sont gourmandes en ressources de calcul, d'autres en réseau ou bien encore en E/S. Se contenter de limiter les E/S n'a que peu, voire aucun impact sur le contrôle de l'utilisation du CPU par une application exigeant une capacité importante du processeur.

Avec nos fonctionnalités de qualité de service, vous avez la certitude que les charges de travail les plus importantes bénéficient toujours des ressources dont elles ont besoin pour fournir ou dépasser les résultats attendus. De plus, vous pouvez augmenter en toute confiance l'utilisation des ressources afin d'optimiser l'efficacité, sans craindre quelque impact que ce soit sur les niveaux de service.

Gain d'efficacité

FlexPod pour VMware accroît l'efficacité de votre environnement d'applications Microsoft en vous permettant de tirer le meilleur parti de vos investissements en infrastructure, tout en simplifiant vos opérations et en allégeant la charge de travail de votre équipe informatique.

Habituellement, les déploiements d'applications Microsoft utilisent un seul serveur physique par rôle applicatif. Bien que les serveurs de bases de données ou les serveurs de boîtes aux lettres Exchange puissent exploiter pleinement les ressources physiques, ce n'est généralement pas le cas des autres rôles de serveurs. En déployant FlexPod pour VMware, vous pouvez consolider plusieurs de ces rôles sur un seul et unique serveur virtualisé, puis ajuster les ressources en fonction de vos besoins. VMotion vous permet d'aller encore plus loin en déplaçant les ordinateurs virtuels surchargés sur une autre plateforme matérielle sans aucune interruption.

Comme FlexPod fournit deux types de serveurs lames, vous pouvez choisir celui qui est le plus approprié pour l'installation des ordinateurs virtuels. Grâce à l'option d'extension de mémoire Cisco, telle qu'implémentée dans le serveur B250 M2 Extended Memory Blade Server, vous pouvez atteindre une densité d'ordinateurs virtuels extrêmement élevée et/ou prendre en charge les ordinateurs virtuels les plus gourmands en mémoire.

NetApp est parfaitement compatible avec les API VMware vStorage pour l'intégration de baies (VAAI). Vous pouvez donc décharger les serveurs de certaines tâches importantes relatives aux données (telles que le provisionnement) en les plaçant sur un système de stockage. L'intégration des technologies NetApp et VMware via Virtual Storage Console (VSC) signifie en outre que les administrateurs VMware qui travaillent dans vCenter peuvent tirer le meilleur parti des fonctionnalités NetApp sous-jacentes afin d'optimiser l'efficacité.

Les capacités de VSC en termes de provisionnement et de clonage lui permettent notamment de cloner efficacement de nouveaux ordinateurs virtuels à partir d'une ligne de base avec la technologie NetApp FlexClone (voir le dernier article de la série « Retour aux notions de base » fourni dans cette édition de Tech OnTap pour en savoir plus sur FlexClone). De même, VSC peut gérer et sécuriser les chemins de stockage, redimensionner les datastores, et configurer la déduplication et le provisionnement fin de manière à améliorer l'efficacité du stockage. L'utilisation de FlexClone pour le provisionnement réduit considérablement la quantité d'espace de stockage nécessaire au déploiement des ordinateurs virtuels, puisque les besoins en stockage des clones augmentent uniquement en cas de modification. Les options de provisionnement fin et de déduplication de NetApp contribuent encore à diminuer l'espace de stockage requis.

En 2009, j'ai pris part à un projet qui visait à valider le déploiement d'une charge de travail mixte liée à des applications Microsoft sur les technologies VMware, Cisco et NetApp. Nous avons constaté qu'en associant le provisionnement FlexClone, le provisionnement fin et la déduplication, il était possible de réduire de 92 % l'espace de stockage requis par les disques des ordinateurs virtuels qui hébergeaient le système d'exploitation et les binaires des applications Microsoft.

Économies de stockage induites par l'alliance du provisionnement basé sur les clones, du provisionnement fin et de la déduplication.

Figure 3) Économies de stockage induites par l'association du provisionnement basé sur les clones, du provisionnement fin et de la déduplication.

Simplification de la protection des données et de la reprise après incident

FlexPod propose également plusieurs technologies qui simplifient la protection des données dans Exchange, SQL Server et SharePoint. L'intégration de NetApp Virtual Storage Console et de SnapManager Suite vous fournit tous les outils dont vous avez besoin pour réaliser des sauvegardes sur disque compactes de vos ordinateurs virtuels et des sauvegardes orientées applications des applications Microsoft que ces ordinateurs virtuels exécutent. Avec NetApp SnapMirror, vous pouvez en outre répliquer automatiquement les sauvegardes d'applications sur un site de reprise après incident. Si vous utilisez la déduplication NetApp (fonctionnalité Data ONTAP® gratuite), les gains d'espace qui en résultent sont automatiquement répercutés sur les sauvegardes et les cibles de réplication. De fait, les économies de stockage induites par la déduplication peuvent vous aider à financer un environnement de reprise après incident.

En ajoutant Cisco WAAS à ce scénario, vous pouvez encore renforcer l'optimisation du WAN de sorte à minimiser la bande passante et le temps requis pour l'exécution des opérations de réplication. Enfin, vous pouvez ajouter VMware Site Recovery Manager (SRM) pour bénéficier d'une restauration entièrement automatisée des applications Microsoft virtualisées sur votre site de reprise après incident.

Composants d'une solution de reprise après incident complète pour les applications Microsoft.

Figure 4) Composants d'une solution de reprise après incident complète pour les applications Microsoft.

Meilleures pratiques concernant les applications Microsoft sur FlexPod

Le dernier avantage qu'offre le déploiement des applications Microsoft sur FlexPod réside dans le temps que Cisco, NetApp et VMware ont investi pour tester et documenter entièrement tous les aspects de ce déploiement. Plutôt que d'essayer de décrire les meilleures pratiques, je me contenterai de vous indiquer ici les ressources qui, d'après moi, vous seront les plus utiles dans ce domaine.

Un guide CVD publié récemment, « FlexPod for VMware Deployment Model », décrit l'architecture de base de FlexPod pour VMware, ainsi que les procédures générales de déploiement d'une configuration FlexPod pour VMware standard.

FlexPod pour VMware a été testé pour prendre en charge 1 500 utilisateurs exécutant une charge de travail mixte comprenant VMware View 4.5 (VDI), Microsoft Exchange 2010, Microsoft SharePoint 2010 et Microsoft SQL Server 2008 R2. Le document TR-3884 : Guide des solutions FlexPod pour VMware présente des informations générales sur le déploiement de nombreuses applications et solutions sur FlexPod. Bien qu'il soit antérieur à FlexPod, le document TR-3785 : Guide des solutions de charges de travail mixtes Microsoft Exchange Server, SQL Server et SharePoint Server fournit d'importantes informations sur le déploiement des applications Microsoft, tout comme le document TR-3822 : Reprise après incident des applications Microsoft avec les solutions VMware, NetApp et Cisco.

En ce qui concerne les déploiements Exchange, le guide CVD Microsoft Exchange 2010 with VMware vSphere on Cisco Unified Computing System with NetApp Storage décrit avec précision les meilleures pratiques à suivre. De nombreux autres guides CVD axés sur les applications sont en cours de développement, les liens correspondants vous seront communiqués dans les prochains numéros de Tech OnTap.

Conclusion

Rationalisation des performances, amélioration significative de l'efficacité, simplification de la protection des données et de la reprise après incident : FlexPod pour VMware dispose de nombreux atouts qui en font une plateforme économique et performante pour la virtualisation des applications Microsoft. Les efforts conjoints entrepris pour valider les meilleures pratiques relatives à l'exécution des applications Microsoft sur FlexPod et le support coopératif accessible à tout moment vous permettent de déployer FlexPod pour VMware en toute confiance.

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Abhinav Joshi
Architecte de solutions
Cisco


Abhinav Joshi se consacre au développement et à la promotion des solutions clouds proposées par Cisco et ses partenaires pour les applications d'entreprise. Il affiche plus de 11 ans d'expérience dans le secteur, dont 9 dans les domaines du cloud, de la virtualisation et de la consolidation des data centers.

Avant de rejoindre Cisco, Abhinav était architecte des solutions clouds et de virtualisation chez NetApp où il a joué un rôle clé dans le développement des solutions de bout en bout, des activités GTM, du positionnement et de la communication, ainsi que des futures stratégies d'intégration.


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