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Nouveautés de clustered Data ONTAP 8.2
Julian Cates
Ingénieur marketing et technique

Depuis un an et demi environ, la newsletter Tech OnTap® consacre de nombreux articles à clustered Data ONTAP®. Ses technologies associées vous aident à accroître votre agilité IT et à préparer votre data center pour l'avenir en créant une infrastructure de software-defined storage (SDS) flexible, dotée des fonctionnalités suivantes : services de stockage virtualisé, applications en libre-service et capacité à intégrer du matériel multifournisseur. Consultez l'article de Vaughn Stewart de ce mois pour en apprendre davantage sur les solutions SDS.

Chaque nouvelle version de clustered Data ONTAP optimise les fonctionnalités existantes et ajoute de nouvelles fonctions afin d'offrir les avantages suivants :

  • Continuité de l'activité et élimination des temps d'indisponibilité planifiés
  • Efficacité maximale, qui permet d'en faire plus avec moins de matériel de stockage et de réduire le temps consacré à la gestion de ce matériel
  • Évolutivité transparente, pour commencer à votre rythme et évoluer sans limites, sans avoir à mettre les données hors ligne pour des mises à jour technologiques sans interruption

Dans cet article, je vous propose de découvrir les nouvelles fonctions ajoutées à clustered Data ONTAP 8.2, puis d'étudier plus en détail quelques-unes des principales fonctionnalités :

  • Qualité de service (QoS)
  • Mises à niveau des contrôleurs sans déplacement des données
  • Nouvelles fonctionnalités pour Microsoft® Windows®

Nouvelles fonctionnalités

Clustered Data ONTAP 8.2 propose de très nombreuses améliorations et nouvelles fonctionnalités dont une grande partie est présentée dans le Tableau 1 ci-dessous.

Tableau 1) Nouvelles fonctionnalités de clustered Data ONTAP 8.2.

Fonction Avantage
Continuité de l'activité et protection des données
Mises à niveau en ligne des contrôleurs sans déplacement des données Mettre à niveau les contrôleurs de stockage sans migration ni mise hors ligne des données (description plus détaillée dans la suite de l'article)
Sauvegarde disque à disque SnapVault® optimisée au niveau des volumes Effectuer une sauvegarde vers le stockage secondaire ou distant tout en préservant la déduplication, afin de réduire les besoins en bande passante réseau et en volume de stockage
Efficacité et gestion
Qualité de service (QoS) Limiter les ressources susceptibles d'être consommées par un Storage Virtual Machine (SVM, précédemment appelé vServer), un volume, un fichier ou un LUN (description plus détaillée dans la suite de l'article)
Évolutivité
Augmentation des clusters SAN Les clusters SAN et mixtes SAN/NAS prennent désormais en charge jusqu'à 8 nœuds.
Clusters à un nœud ou à 2 nœuds sans commutateur Démarrer à votre rythme et évoluer à moindre coût, jusqu'à 8 nœuds et 23 Po (SAN), ou 24 nœuds et 69 Po (NAS)
Améliorations d'Infinite Volume Infinite Volume permet de créer un grand volume unique sur de nombreux contrôleurs. Avec la version 8.2, il est désormais possible de créer de nombreux Infinite Volume dans un seul cluster et d'utiliser les deux protocoles NFS et CIFS.
Logiciel intracluster FlexCache® FlexCache permet de créer une architecture de mise en cache au sein du cluster de stockage, afin d'accélérer les versions logicielles parallèles, le rendu d'animations, l'EDA, l'analyse sismique et les simulations financières exécutées sur NFS.
Limites étendues De nombreuses limites de clustered Data ONTAP ont été repoussées dans la version 8.2 afin de rendre la plateforme encore plus évolutive. Cette version prend notamment en charge :
  • Jusqu'à 100 000 clients NFS
  • Des agrégats pouvant aller jusqu'à 400 To
  • 12 000 volumes dans un cluster NAS de 24 nœuds
  • 49 000 LUN dans un cluster SAN de 8 nœuds
Améliorations pour Windows (description plus détaillée dans la suite de l'article)
SMB 3.0 Continuité de l'activité améliorée pour Hyper-V™ et d'autres fonctionnalités
ODX Allège la charge des transferts de données depuis les hôtes vers l'environnement de stockage NetApp®
Auto Location Fonctionnalité propre à NetApp qui permet aux clients d'obtenir le chemin le plus direct vers le stockage
BranchCache v2 Permet aux clients Windows d'effectuer la mise en cache locale des données afin d'optimiser les performances, en particulier sur les connexions WAN
Audit de l'accès aux fichiers Prend en charge les besoins en termes de surveillance, de vérification, de conformité et de restauration
Autre
IPv6 Offre la prise en charge des protocoles et du SNMP

Amélioration de la gestion des charges de travail grâce à la qualité de service

Clustered Data ONTAP utilise des Storage Virtual Machines (SVM, précédemment appelés vServer) pour isoler l'accès aux données des périphériques de stockage physique. Un cluster de stockage NetApp peut être divisé en SVM distincts, chacun régi par ses propres droits et autorisations. Ces SVM sont utilisés pour isoler de façon sécurisée les locataires individuels (par exemple dans un environnement pour fournisseurs de services) ou les applications, unités commerciales, groupes de travail individuels, etc. Un SVM n'étant lié à aucune ressource physique en particulier, vous pouvez ajuster les ressources associées sans interruption.

En général, chaque application ou locataire dispose de son propre SVM, qui peut être géré par le propriétaire de l'application ou le locataire. (Si besoin, les environnements à locataire unique peuvent fonctionner sur un seul SVM.) Les services de stockage basés sur les applications, disponibles via nos API et plug-ins OnCommand®, permettent aux propriétaires d'applications de provisionner, de protéger et de gérer automatiquement les données directement depuis les outils de gestion d'applications qu'ils connaissent déjà.

Gestion de la qualité de service avec clustered Data ONTAP 8.2

Dès que l'on place plusieurs charges de travail sur un système ou un cluster de stockage, l'activité excessive de l'une d'entre elles peut avoir une incidence sur les autres. Cela se vérifie particulièrement dans les environnements mutualisés, comme ceux des fournisseurs de services, où vous ne disposez que de peu d'informations sur l'utilisation faite par un locataire spécifique du stockage que vous lui fournissez. C'est pourquoi nous avons ajouté la qualité de service à Data ONTAP 8.2. Elle fait partie intégrante du système d'exploitation de base et ne nécessite donc pas de licence distincte.

La gestion de la qualité de service des charges de travail permet de définir des niveaux de service. Il suffit pour cela de créer des règles qui contrôlent les ressources pouvant être consommées par des objets de stockage (tels que les volumes, les LUN et les fichiers, y compris les VMDK) ou des SVM afin de gérer le ralentissement des performances et d'améliorer la satisfaction des clients. Les limites sont exprimées en Mo/s ou IOPS (opérations d'E/S par seconde). Les limites en Mo/s sont plus adaptées aux charges de travail qui gèrent les E/S par blocs volumineux, et les limites en IOPS aux charges de travail transactionnelles.

Avec la qualité de service, vous pouvez consolider de nombreux locataires ou charges de travail sur un cluster sans que les charges de travail majeures n'en soient affectées ou que l'activité sur la partition d'un locataire n'ait une incidence sur une autre.

Utilisation de la qualité de service

La baie EF540 exécute le logiciel éprouvé SANtricity qui vous permet de configurer facilement un système en vue d'optimiser les performances et le taux d'utilisation. Les contrôleurs doubles actifs avec composants entièrement redondants et remplaçables à chaud protègent la disponibilité. Les chemins d'E/S entièrement redondants avec basculement automatique (qui, contre toute attente, ne sont pas proposés sur toutes les baies Flash) sont disponibles en standard sur la baie EF540.

L'application de quelques-unes des meilleures pratiques vous permettra d'optimiser l'utilisation de la qualité de service.

La qualité de service fonctionne actuellement avec des clusters comportant jusqu'à 8 nœuds. Vous pouvez définir des limites sur différents types d'objets de stockage au sein du même cluster, mais pas sur des objets en particulier. Ainsi, si vous spécifiez une limite sur un volume, vous ne pouvez pas spécifier également des limites sur des LUN ou des fichiers au sein de ce volume. De la même façon, si vous spécifiez une limite sur un SVM, vous ne pouvez pas spécifier de limites supplémentaires sur des objets de stockage au sein de ce SVM. Chaque objet du SVM est régi par les règles définies pour le SVM.

La qualité de service est mise en place en créant des groupes de règles et en appliquant des limites à chacun d'entre eux. Par exemple, un groupe de règles peut contenir un SVM unique, plusieurs SVM ou un ensemble de volumes utilisé par une application. Dans les environnements virtualisés, un groupe de règles peut contenir un ou plusieurs fichiers VMDK ou LUN qui présentent eux-mêmes un ou plusieurs datastores. La limite attribuée à un groupe de règles est une limite combinée pour tous les objets du groupe. Les activités sont activement contrôlées au niveau de la planification afin que les ressources soient attribuées équitablement à tous les objets.

Notez que ces derniers doivent se trouver sur le même nœud de cluster, et qu'en cas de déplacement d'un objet, la limite continue à s'appliquer. Vous pouvez définir une limite sur un groupe de règles en IOPS ou en Mo/s, mais pas les deux à la fois.

Lorsqu'un groupe de règles atteint sa limite de débit, une accélération se produit au niveau de la couche de protocole. Toute E/S supplémentaire est mise en attente, sans affecter les autres ressources du cluster. Pour l'application ou l'utilisateur final, le comportement au moment d'atteindre la limite est très similaire à celui d'un système de stockage physique approchant de sa limite de performances.

Un groupe de règles contient un ensemble d'objets de stockage tels que des SVM, des volumes, des LUN ou des fichiers. La limite attribuée à un groupe de règles s'applique à tous les objets du groupe de façon collective.

Figure 1) Un groupe de règles contient un ensemble d'objets de stockage tels que des SVM, des volumes, des LUN ou des fichiers. La limite attribuée à un groupe de règles s'applique à tous les objets du groupe de façon collective.

La qualité de service est gérée par l'administrateur de cluster, et ne peut pas être déléguée à un locataire ni à un propriétaire d'application qui gère un SVM.

Mise à niveau des contrôleurs sans déplacement de données

À un certain moment, vous devrez mettre à niveau le matériel de vos contrôleurs de stockage. Dans les versions précédentes de clustered Data ONTAP, cette opération était déjà simplifiée, puisque vous pouviez déplacer des données actives depuis une paire haute disponibilité, mettre à niveau les contrôleurs, puis replacer les données, tout cela sans interruption. Ce processus de déplacement des données ou des volumes s'est révélé idéal pour les mises à niveau, ainsi que pour de nombreuses autres opérations de maintenance et de gestion.

Avec clustered Data ONTAP 8.2, vous pouvez mettre à niveau les contrôleurs de façon encore plus simple et rapide, sans déplacer de données, grâce à un nouveau processus : le transfert d'agrégats, ou ARL. Étant donné que tous les nœuds de cluster dans clustered Data ONTAP font partie d'une paire haute disponibilité (à l'exception des clusters à un seul nœud), le transfert d'agrégats permet de déplacer des agrégats actifs depuis un contrôleur d'une paire haute disponibilité vers un autre. Le processus de mise à niveau est simplifié, sans déplacement de données.

Grâce à l'ARL, les mises à niveaux des contrôleurs sont beaucoup plus rapides que s'il fallait migrer des données vers les autres contrôleurs, puis mettre à niveau les contrôleurs existants avant de redéplacer les données.

Fonctionnement de l'ARL

Le processus ARL comporte plusieurs phases.

  • Validation : lors de cette phase, l'état des nœuds d'origine et de destination est vérifié, ainsi que les agrégats à transférer.
  • Préstockage : traitement requis avant le transfert. Cela inclut la préparation des agrégats à transférer, la définition de repères et le transfert de certaines données non stratégiques du sous-système. Si besoin, le traitement généré durant cette phase peut être restauré ou annulé.
  • Stockage : traitement associé au transfert de l'agrégat sur le nœud de destination. Une fois cette phase démarrée, le processus d'ARL ne peut être abandonné. Cette phase a lieu pendant une période qui convient au client ou à l'application hôte. L'agrégat n'est mis hors ligne que brièvement, au moment du transfert du contrôle depuis le nœud source vers le nœud de destination. Cela dure généralement 30 secondes, et jamais plus de 60.

Le processus ARL peut être abandonné si les vérifications effectuées pendant les phases de validation ou de préstockage ne sont pas satisfaisantes. Dans ce cas, une série de processus de nettoyage restaure toute activité effectuée.

Voici les étapes dans le cadre de la mise à niveau de contrôleur. Les interfaces logiques (LIF) sont des interfaces réseau virtualisées que les clients NAS ou les hôtes SAN utilisent pour accéder au stockage réseau.

  1. Migration des agrégats du nœud A vers le nœud B à l'aide d'ARL.
  2. Migration des interfaces de données logiques (LIF) du nœud A vers le nœud B.
  3. Désactivation du basculement du stockage (SFO) pour la paire haute disponibilité.
  4. Dans les clusters à deux nœuds, déplacement d'epsilon (utilisé pour maintenir un minimum de nœuds dans un cluster) vers le nœud B.
  5. Remplacement du nœud A par le nœud C (nouveau contrôleur) et exécution de la configuration, réaffectation de disques et administration de licences pour le nœud C.
  6. Migration des agrégats du nœud B vers le nœud C à l'aide d'ARL.
  7. Migration des LIF de données du nœud B vers le nœud C.
  8. Remplacement du nœud B par le nœud D (nouveau contrôleur) et exécution de la configuration, réaffectation de disques et administration de licences pour le nœud D.
  9. Activation de SFO. Migration des agrégats et LIF sélectionnés vers le nœud D.

Étapes standard de mise à niveau de contrôleur avec l'ARL

Figure 2) Étapes standard de mise à niveau de contrôleur à l'aide d'ARL.

Notez que durant le processus ARL, la haute disponibilité pour la paire est désactivée. Sur les contrôleurs de stockage avec la mise en cache intelligente Flash Cache™, les données en cache ne sont pas transférées entre les caches au moment du déplacement d'un agrégat. Il faut du temps au cache sur le nœud de destination pour être activé avec les données de l'agrégat transféré. Vous pourrez avoir besoin d'espace rack supplémentaire pour les nouveaux contrôleurs, s'ils sont plus volumineux que les précédents.

Meilleures pratiques pour l'ARL

L'application de quelques-unes des meilleures pratiques vous permettra d'optimiser le transfert d'agrégats.

  • Les contrôleurs avec des disques internes au niveau de leur châssis (par exemple, la série FAS2200) utilisent nécessairement le déplacement de volumes pour transférer physiquement les données des disques internes vers d'autres supports de stockage.
  • Vous pouvez utiliser l'ARL pour effectuer une mise à niveau vers un contrôleur de stockage qui exécute la même version ou une version plus récente de Data ONTAP. (Le nouveau matériel est parfois pris en charge par une version logicielle plus récente.) Si la mise à niveau génère un état de versions mixtes, les autres nœuds du cluster doivent être mis à jour vers la même version, et ce dès que possible. Un nœud qui exécute une version plus récente de Data ONTAP ne peut pas transférer d'agrégats vers un nœud exécutant une version plus ancienne.
  • N'utilisez pas l'ARL lorsqu'une autre paire haute disponibilité d'un cluster est à l'état de basculement.
  • Vous pouvez lancer des tâches de transfert d'agrégats en parallèle, en prenant en compte les limites de volumes sur le nœud de destination. De nombreuses ARL étant exécutées en parallèle, les contrôles de validation risquent de ne pas identifier les situations dans lesquelles la limite de volume serait dépassée. Si vous vous rapprochez de cette limite, il est conseillé d'exécuter les tâches ARL de façon consécutive.
  • Les tâches ARL et les déplacements de volumes doivent être effectués séparément lorsque les deux utilisent les mêmes ressources.
  • Les limites de relance client et hôte doivent être définies au moins à 60 secondes, et les fenêtres de relance de protocole à 120 secondes (pour les protocoles qui le prennent en charge).

Nouvelles fonctionnalités pour Microsoft Windows

Clustered Data ONTAP 8.2 introduit toute une gamme de nouvelles fonctionnalités qui optimisent l'expérience des environnements Windows.

Prise en charge de SMB 3.0
CIFS utilise le protocole SMB sous-jacent pour le partage de fichiers en réseau dans les environnements Windows. SMB 3.0 ajoute de nouvelles fonctionnalités aux précédentes révisions du protocole SMB (SMB 2.0 et 2.1), qui permettent d'améliorer la continuité de l'activité ainsi que d'autres opérations dans ces environnements.

La disponibilité continue offre une meilleure disponibilité pour Microsoft Windows Hyper-V. Dans les versions précédentes du protocole SMB, les clients devaient se reconnecter au système de stockage en cas d'événement de basculement sur un contrôleur de stockage. Avec la disponibilité continue, les pointeurs de fichiers sont permanents, ce qui permet de bénéficier d'un service ininterrompu pendant les courtes pannes de réseau et les basculements de stockage.

Lorsqu'un basculement de stockage se produit, un protocole témoin est utilisé pour demander aux clients de déplacer des requêtes de manière proactive vers le nœud de stockage toujours en fonctionnement.

En ce qui concerne les basculements côté client, les clients qui exécutent SMB 3.0 spécifient un identifiant d'instance d'application à l'ouverture d'un fichier. Cet identifiant est ensuite conservé par les nœuds appropriés sur le cluster NetApp pendant la durée de vie du pointeur de fichier. En cas de panne d'un client, le client restant peut utiliser l'identifiant pour récupérer l'accès au fichier.

Offloaded Data Transfer (ODX). Cette nouvelle fonctionnalité SMB 3.0 permet aux clients Windows d'utiliser le stockage NetApp pour copier des données, limitant ainsi la charge sur l'hôte et le réseau. Elle fonctionne au sein du même volume, sur plusieurs volumes du même nœud et sur des volumes de différents nœuds.

Lorsqu'un utilisateur démarre une copie de fichier, celui-ci est ouvert dans le SVM approprié, ce qui génère un jeton pour les données à copier. Celui-ci est ensuite transféré vers le SVM de destination avec des instructions de copie des données. La copie est lancée, et le client est averti lorsqu'elle est terminée.

Lorsque cela est possible, le fichier à copier est cloné plutôt que copié physiquement, ce qui économise du stockage et réduit la durée de l'opération.

SMB Auto Location. Cette fonctionnalité exclusive de NetApp permet d'optimiser l'accès aux données grâce à la redirection des requêtes des clients vers l'interface logique (LIF) sur le nœud qui héberge le volume. Étant donné que les volumes peuvent être déplacés dynamiquement dans un cluster NetApp, il peut se produire des situations où les clients accèdent aux volumes via des LIF situées sur d'autres nœuds de cluster.

Avec la fonction Auto Location, lorsqu'un nœud de cluster reçoit une requête SMB concernant un volume situé sur un autre nœud, il renvoie le client vers l'adresse IP d'une LIF sur ce nœud afin de répondre aux futures requêtes, d'optimiser le chemin de données et de réduire la latence.

BranchCache. Grâce à BranchCache, les données peuvent être mises en cache localement sur le client ou sur un serveur de cache dédié, afin d'améliorer les performances de lecture, surtout en cas d'accès aux données via un réseau WAN. De plus, un grand nombre de clients peuvent mettre en cache des données et en partager l'accès entre eux (par le biais du cluster NetApp, qui agit comme un serveur de contenu pour le partage CIFS), ou encore, un serveur de cache hébergé peut être configuré pour extraire les données en cache à partir de clients individuels. BranchCache peut être configuré dans chaque VSM sur le partage global ou individuel.

FPolicy
FPolicy permet le contrôle et la configuration des règles de fichiers. Les applications partenaires peuvent utiliser ce cadre pour connecter le stockage NetApp, afin de surveiller et contrôler les opérations d'accès aux fichiers. FPolicy a été introduit avec Data ONTAP 6.4 et est disponible pour la première fois avec clustered Data ONTAP.

FPolicy propose plusieurs cas d'utilisation tels que le blocage de fichiers, la gestion des quotas, l'audit des accès aux fichiers et l'archivage. Voici quelques cas standard :

  • Archivage de fichiers. Les fichiers archivés sont restaurés lorsque le client y accède.
  • Surveillance de l'accès aux fichiers. Toute opération sur les fichiers peut être enregistrée.
  • Audit de fichiers. Ce cas d'utilisation conserve les enregistrements d'accès aux objets de fichier.
  • Blocage de fichiers. Les fichiers tels que les vidéos et la musique peuvent être bloqués afin de ne pas être inclus au stockage.
  • Quotas sur les répertoires. Ce cas d'utilisation offre un contrôle très fin des quotas sur les répertoires.

Audit de l'accès aux fichiers
L'audit de l'accès aux fichiers vous permet de :

  • Surveiller l'accès aux ressources protégées et agir si nécessaire.
  • Prouver qu'un problème de sécurité est apparu (ou non), dans des situations où des preuves peuvent être demandées.
  • Respecter les exigences légales en matière de conservation des enregistrements.
  • Restaurer le système grâce aux informations de l'audit détaillé, qui permettent de revenir à un état satisfaisant connu.

Clustered Data ONTAP peut enregistrer les accès réussis ou non aux données tels que définis dans les listes de contrôle d'accès NTFS et d'audit NFSv4. Les événements sont générés et présentés au niveau du SVM, et les enregistrements d'événements d'accès sont générés sur plusieurs nœuds distribués.

Conclusion

Clustered Data ONTAP version 8.2 offre un grand nombre de nouvelles fonctionnalités qui élargissent encore les capacités de stockage NetApp et rendent votre environnement de stockage plus efficace et plus évolutif, tout en supprimant la nécessité de temps d'indisponibilité planifiés. La qualité de service vous permet de créer une structure flexible de règles afin de contrôler les ressources pouvant être consommées par une charge de travail donnée. Grâce au transfert d'agrégats, vous pouvez facilement et rapidement mettre à niveau les contrôleurs de stockage, sans déplacement de données. Les nouvelles fonctionnalités adaptées aux environnements Microsoft Windows vous offrent plus d'options que jamais pour optimiser la disponibilité Windows et effectuer le contrôle et l'audit de l'accès aux fichiers.

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De Julian Cates, Ingénieur marketing et technique

Actuellement ingénieur marketing et technique, Julian s'intéresse tout particulièrement à clustered Data ONTAP et à la colocation sécurisée. En neuf ans de carrière chez NetApp, il a occupé des postes à l'avant-vente et à l'après-vente dans l'ingénierie des systèmes et les services professionnels, ainsi que des postes de marketing technique pour les solutions communes VMware® et NetApp.

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En savoir plus sur clustered Data ONTAP et la version 8.2

Webcasts « Libérez votre entreprise des contraintes IT »
Ces trois webcasts proposent des informations très détaillées sur clustered Data ONTAP.
  • « Assurez la disponibilité 24h/7j de votre environnement applicatif », 27 juin 2013
  • « Atteignez une efficacité inégalée dans les environnements cloud virtualisés et privés », 13 septembre 2013
  • « Évoluez sans limite avec une infrastructure unifiée », 4 octobre 2013

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