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Étude de cas : Doper l'efficacité du stockage grâce à la déduplication, au provisionnement léger et à FlexClone

Chez San Diego Data Processing Corporation (SDDPC), notre travail consiste à satisfaire du mieux possible les besoins informatiques des différentes collectivités urbaines et locales. Depuis 1999, nous répondons essentiellement à nos besoins de stockage par des solutions NetApp, et nous sommes parvenus aujourd'hui à plus de 300 To de stockage NetApp®.

Après l'acquisition de notre premier système NetApp, nous avons rapidement adopté les technologies NetApp les plus récentes afin d'améliorer l'efficacité et de réduire les coûts. Aussi, lorsque Tech OnTap m'a demandé de rédiger un article sur l'efficacité du stockage pour l'édition spéciale de ce mois, plusieurs technologies clés sur lesquelles nous comptons chaque jour me sont immédiatement venues à l'esprit :

  • La déduplication de notre environnement VMware® et de nos répertoires locaux nous permet d'économiser jusqu'à 65 % d'espace de stockage.
  • Le provisionnement léger de tous les volumes réduit nos besoins en stockage d'au moins 27 %.
  • L'utilisation de FlexClone® dans notre environnement de test/développement d'applications nous permet de récupérer un système en quelques secondes après une erreur de programmation, sans consommer de stockage supplémentaire.

Prises séparément ou combinées, ces technologies réduisent la quantité totale du stockage nécessaire, ce qui se traduit par une économie d'espace, d'électricité et de refroidissement.

Déduplication pour VMware et Home Directories

Comme vous avez déjà probablement beaucoup lu sur la déduplication NetApp dans Tech OnTap, je ne vais pas décrire cette technologie en détail. Chez SDDPC, nous apprécions la déduplication NetApp car elle peut s'appliquer au stockage primaire, être utilisée avec tout protocole de stockage (NFS, CIFS, iSCSI, FC), est transparente pour l'application et, étant intégrée à Data ONTAP®, n'entraîne aucun frais supplémentaire.

Economies d'espace typiques obtenues grâce à la déduplication pour différentes applications

Figure 1) Economies d'espace typiques obtenues grâce à la déduplication pour différentes applications

Nous utilisons actuellement la déduplication pour notre environnement VMware (nos efforts de virtualisation sont détaillés dans le document une récente réussite) et nos répertoires locaux. Pour VMware, 19 de nos 25 serveurs VMware ESX 3.5 accèdent au stockage NetApp via NFS ; une partie des serveurs restants sont connectés au stockage NetApp via FC. La déduplication de notre environnement VMware nous a permis d'économiser environ 65 % d'espace. En d'autres termes, nous utilisons à peine plus du tiers de l'espace dont nous aurions besoin pour VMware sans la déduplication.

La déduplication est également activée pour cinq volumes de répertoires locaux. Les économies d'espace obtenues sur ces volumes varient de 12 à 30 %.

Dans le cas de nos volumes de répertoires locaux, la déduplication NetApp est configurée pour s'exécuter automatiquement à chaque croissance de 20 % de ces volumes. Pour l'environnement VMware, ces données ne changeant pas très fréquemment, nous exécutons le processus de déduplication une fois par semaine, tous les samedis soir.

Quelques commandes simples permettent de savoir quelle quantité de données a été traitée, la date de la dernière déduplication et les économies d'espace réalisées.

Bientôt, nous activerons la déduplication pour d'autres applications, par exemple pour nos archives Exchange, puisque nous procédons à la mise à niveau de Data ONTAP sur des systèmes de stockage déjà installés depuis un certain temps. Pour finir, nous envisageons d'exécuter la déduplication à peu près partout, à l'exception peut-être des applications aux débits d'E/S les plus élevés et aux besoins de latence les plus faibles, bien que, à vrai dire, nous n'ayons observé qu'un impact minime sur les performances (quelques pour-cent en lecture, aucun impact en écriture).

Si vous vous demandez si vos jeux de données peuvent bénéficier de la déduplication, NetApp propose un outil d'évaluation des économies d'espace (SSET, Space Savings Estimation Tool) qui examinera votre volume NFS ou CIFS et évaluera la quantité d'espace qu'il est possible d'y économiser. Vous saurez ainsi si la duplication d'un volume particulier est intéressante ou non.

Provisionnement léger généralisé

Le provisionnement léger est une autre technologie NetApp qui nous permet d'améliorer l'efficacité du stockage. Comme dans la plupart des magasins de matériel informatique, nos administrateurs d'application surestiment presque toujours l'espace dont ils auront besoin pour une nouvelle application. Un administrateur peut demander 1 To alors qu'il n'a besoin pour finir que de 100 Go. Le provisionnement léger nous permet de leur fournir ce volume de 1 To sans allouer ni monopoliser l'espace de stockage à l'avance. Nous l'utilisons depuis le premier jour sur tous nos volumes de stockage pour cette raison.

La combinaison du provisionnement léger et de la capacité à faire croître ou réduire les volumes NetApp FlexVol® à la volée nous donne une bien plus grande flexibilité qu'avec le stockage traditionnel. Nous pouvons fournir à l'administrateur le volume de 1 To qu'il a demandé, tout en sachant que le stockage réel ne sera consommé qu'au fur et à mesure de son utilisation. Avec plusieurs volumes en provisionnement léger dans un système de stockage, tous les volumes utilisent le même pool de stockage disponible, uniquement lorsque cela est nécessaire.

Provisionnement léger

Figure 2) Illustration de l'effet du provisionnement léger de NetApp

Dans la pratique, même lorsqu'un volume est en provisionnement léger, nous attendons généralement qu'une nouvelle application soit stabilisée avant d'y revenir et de réduire le volume de sorte que l'application dispose d'un tampon de 20 à 30 % de plus que ses besoins actuels. Notre allocation d'espace n'est ainsi jamais surestimée, et nous savons avec certitude qu'une seule application ne peut pas consommer tout l'espace disponible dans un agrégat.

Malgré cette approche modérée, notre utilisation du provisionnement léger se traduit par d'impressionnantes économies d'espace. En ce qui concerne nos volumes de base de données (Oracle® et Microsoft® SQL Server™), nous obtenons un total de 4,7 To, alors que l'espace véritablement alloué est de 3,4 To. Nos besoins en stockage sont donc réduits de près de 27 % par rapport au provisionnement traditionnel.

Pour nos volumes de répertoires locaux, les économies obtenues,13 % avec le provisionnement léger, sont actuellement plus modestes. Cela est dû en partie au fait que, pour répondre aux besoins actuels, nous avons considérablement réduit la taille de ces volumes. La situation est également légèrement plus complexe car, pour des raisons historiques, ces volumes sont configurés sous forme de LUN montés par nos serveurs de fichiers et d'impression Windows® en iSCSI. Le provisionnement léger fonctionne avec les LUN de la même façon qu'avec des volumes NAS. Toutefois, pour un bénéfice maximal, il est nécessaire de désallouer régulièrement l'espace de chaque LUN. Cette situation est décrite en détail dans un précédent article de Tech OnTap.

Nous avons également découvert que la combinaison du provisionnement léger et de la déduplication démontrait une formidable synergie.

Par exemple, l'un de nos environnements VMware prend en charge plus de 100 ordinateurs virtuels sur 4 serveurs ESX 3.5 avec 4 volumes en provisionnant léger, pour une capacité totale de 1,8 To. La capacité que nous utilisons réellement n'est toutefois que de 841 Go, ce qui signifie que 41 % des capacités provisionnées sont véritablement exploitées.

Dans ce cas, nous avons conservé un tampon quelque peu plus grand que nous l'aurions fait autrement, car notre environnement VMware croît rapidement. De même, le logiciel NetApp SnapManager® pour Infrastructure virtuelle (SMVI) utilise la technologie Snapshot de VMware dans le cadre du processus de capture d'une copie NetApp Snapshot™. Bien que le logiciel SMVI ne conserve pas les copies VMware très longtemps, nous réservons l'espace supplémentaire pour les fichiers delta VMware résultant de l'utilisation de SMVI ou d'autres circonstances nécessitant éventuellement une copie VMware.

Notez que nous avions déjà réduit notre empreinte de stockage VMware de 65 % grâce à la déduplication. Le provisionnement léger nous permet à présent de le réduire encore de 59 % par rapport au provisionnement traditionnel. Avec l'utilisation généralisée de la déduplication, nous pensons tirer encore mieux parti du provisionnement léger et du redimensionnement des volumes pour récupérer de l'espace supplémentaire.

FlexClone pour test/développement

Enfin, une autre méthode nous a permis de récupérer efficacement de l'espace supplémentaire dans notre stockage NetApp. Il s'agit de l'utilisation de FlexClone® dans notre environnement de test et de développement SAP®. En plein développement, je recevais en moyenne cinq demandes par semaine de restauration d'un environnement de développement au sein duquel une modification de code non identifiée avait corrompu une application.

Avec une sauvegarde sur bande traditionnelle, il m'aurait fallu localiser la sauvegarde de l'environnement de la nuit précédente et la restaurer à partir de la bande, faire attendre le développeur un jour complet et nous aurions perdu des heures, lui et moi. Avec NetApp, nous créons toutes les quatre heures une copie Snapshot de tous les ordinateurs virtuels utilisés pour le développement. Dès la réception d'une demande de restauration, il me suffit de localiser l'environnement de développement concerné dans la dernière copie Snapshot, de créer un volume FlexClone de ce volume, d'enregistrer la VM clonée en tant que nouvel ordinateur virtuel et de le redémarrer. L'opération ne prend que quelques minutes et le développeur ne perd que très peu de temps.

L'efficacité du stockage est ici évidente si l'on considère qu'un environnement de développement typique occupe 450 Go environ. Si je devais restaurer 5 environnements de ce type par semaine à l'aide des méthodes traditionnelles, 2 To d'espace disque supplémentaire seraient nécessaires. Avec FlexClone, j'obtiens le même résultat sans consommer aucun espace disque supplémentaire.

Conclusion

En elles-mêmes, chacune de ces technologies représente une formidable amélioration de l'efficacité du stockage. Comme nous l'avons vu, la déduplication aide SDDPC à récupérer jusqu'à 65 % d'espace de stockage, une approche même modérée du provisionnement léger permet d'économiser au moins 30 %, et FlexClone autorise des restaurations rapides sans demander de stockage supplémentaire. Selon notre estimation, l'efficacité du stockage NetApp a réduit nos besoins généraux en matière de stockage d'au moins 5 To, ce qui s'est traduit par d'importantes économies en termes de coûts d'investissement, de gestion continue, de consommation d'énergie et de refroidissement.

La manière dont les technologies NetApp se combinent entre elles est peut-être encore plus importante. L'utilisation de la déduplication, du provisionnement léger et du redimensionnement des volumes vous permet de réduire vos besoins en matière de stockage de façon drastique. Et, lorsque vous dédupliquez un volume, sa réplication avec NetApp SnapMirror® hérite automatiquement des économies d'espace, ce qui vous permet non seulement d'économiser l'espace de stockage mais également la bande passante du réseau.

Par exemple, dans un récent projet pilote, nous avons utilisé SnapMirror pour répliquer nos ordinateurs virtuels (déjà dédupliqués) en un second emplacement. J'ai ensuite utilisé NetApp FlexClone pour cloner tous les ordinateurs virtuels répliqués afin de tester les capacités résultantes en matière de reprise sur incident, sans utiliser d'espace de stockage supplémentaire ni interrompre le planning de réplication. Bien que nous n'ayons pas encore mis ce modèle de reprise sur incident en vigueur, l'efficacité obtenue grâce à NetApp le rend encore plus économique (donc plus réalisable) que toute autre solution.

Vos opinions sur l'efficacité du stockage NetApp

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Rick Scherer

Rick Scherer
Administrateur système UNIX
San Diego Data Processing Corporation

Depuis qu'il a rejoint SDDPC en 2001, Rick a démontré ses compétences dans bien des domaines au-delà de son poste, y compris Windows, la conception de réseau, la sécurité, SAP et VMware. Depuis l'obtention de son VCP en 2006, il s'est efforcé de déployer un robuste environnement virtuel chez SDDPC, avec 25 serveurs VMware et plus de 300 ordinateurs virtuels exécutant des applications sensibles, telles que SAP NetWeaver®, Microsoft SQL Server, Symantec™ Altiris et Citrix Presentation Server. Rick utilise le stockage NetApp depuis 1999.

 
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