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Virtualiser vos applications Microsoft

Sur le chemin de la virtualisation à 100 % de votre data center, il est essentiel que vous portiez une attention toute particulière à la virtualisation des applications Microsoft® critiques pour votre entreprise, dont Microsoft Exchange, Microsoft SQL Server® et Microsoft SharePoint® Server.

Pour passer de votre environnement actuel à un environnement capable d'offrir tous les avantages de la virtualisation, en termes d'efficacité, de disponibilité et de réduction des coûts, vous devez veiller à virtualiser toutes les couches de votre infrastructure que sont les logiciels, les serveurs, les réseaux et le stockage.

Composants clés de la solution commune Netapp, VMware et Cisco

Figure 1) Composants clés de la solution commune NetApp, VMware et Cisco

C'est pourquoi NetApp a décidé de joindre ses forces à Cisco et VMware pour créer une solution complète de virtualisation des applications Microsoft. Cette architecture vous offre les avantages combinés de l'infrastructure virtuelle de VMware® vSphere 4, de la structure unifiée Cisco Nexus et des matériels et logiciels de stockage unifié de NetApp®.

Cette architecture flexible vous permet de virtualiser un environnement applicatif Microsoft à charge de travail mixte pour bénéficier de tous les avantages de la virtualisation des serveurs, des réseaux et du stockage. Nous avons testé les performances des applications Microsoft sur cette solution pour vérifier l'absence de tout goulet d'étranglement et nous assurer de la conformité des mesures de performances aux paramètres publiés par Microsoft.

Cet article explique brièvement en quoi la virtualisation des applications Microsoft revêt un intérêt fondamental et décrit en détail les principaux points dont vous devez tenir compte en matière d'architecture et de déploiement pour démarrer correctement. Pour en savoir plus sur cette solution commune, consultez le rapport technique de NetApp « Guide de solutions NetApp : Microsoft Exchange Server, SQL Server, and SharePoint Server Mixed Workload on VMware vSphere 4, NetApp Unified Storage (FC, iSCSI, and NFS), and Cisco Nexus Unified Fabric. »

Pourquoi virtualiser vos applications Microsoft ?

Les raisons pour lesquelles vous avez intérêt à virtualiser vos applications Microsoft avec cette solution sont, pour la plupart, les mêmes que celles qui sous-tendent la virtualisation de n'importe quelle application :

  • Réduction des coûts. Si vous mettez à niveau vos applications de serveur Microsoft sans virtualisation, vous aurez besoin d'encore plus de matériels serveurs pour prendre en charge des applications dont l'exécution est déjà devenue excessivement coûteuse. La virtualisation VMware libère toute la puissance de vos matériels existants en exécutant plusieurs charges de travail sur chaque système. Cette utilisation accrue signifie moins de matériels et des coûts d'investissement et de gestion généraux moindres.
  • Fonctionnalités de stockage avancées. Vous pouvez déployer Microsoft Exchange, SQL Server et SharePoint sur un stockage NetApp avec n'importe quel protocole de stockage, dont FC, iSCSI ou NFS. Les baies de stockage FAS et V-Series de NetApp ont été intégralement testées et certifiées pour une utilisation dans des environnements FC et VMware IP. Grâce aux fonctionnalités d'efficacité du stockage et de mise en cache intelligente de NetApp, vous réalisez des économies significatives sur les coûts de stockage. NetApp virtualise le stockage en regroupant en pool les IOPS et la capacité disponibles pour une utilisation à la demande par plusieurs applications de la même manière que VMware virtualise les ressources serveurs.
  • Haute disponibilité. VMware garantit la haute disponibilité des applications serveur Microsoft sans imposer de clustering au niveau des machines virtuelles. Les machines virtuelles ne sont plus liées aux matériels serveurs sous-jacents et peuvent à tout moment être déplacées sur un autre serveur avec VMware VMotion®. VMware HA apporte aux matériels serveurs des capacités de tolérance aux pannes pour chaque machine virtuelle, de même que des niveaux supérieurs de disponibilité par rapport aux solutions conçues pour protéger uniquement le serveur. Les configurations de stockage actif-actif de NetApp offrent des capacités similaires au niveau du stockage.
  • Sauvegarde/restauration et reprise sur incident avancées. Les capacités de sauvegarde et de restauration de cette solution mettent à l'oeuvre des technologies VMware, Microsoft et NetApp intégrées pour assurer une protection des données avancée et orientée applications. La réplication à distance avec déduplication pour la reprise sur incident mise en oeuvre par NetApp SnapMirror® apporte une protection de bout en bout des données, et l'ajout de VMware Site Recovery Manager permet d'automatiser le processus de restauration dans son intégralité.
  • Mobilité améliorée. Vous avez la possibilité de déplacer, très facilement et sans interruption, les machines virtuelles et/ou le stockage utilisés par vos applications Microsoft à des fins d'équilibrage de la charge, de mise à niveau ou de maintenance, ou encore pour répondre à d'autres objectifs organisationnels.

Malgré ces atouts évidents, la virtualisation des applications Microsoft critiques se heurte encore souvent à certaines réticences sur deux points, à tort puisque ces deux problématiques ont été résolues :

  • Performances. Avec l'introduction de VMware vSphere 4.0, VMware a sensiblement amélioré les performances, qui répondent désormais aux exigences de n'importe quelle application d'entreprise stratégique, comme expliqué dans un livre blanc récent de VMware qui décrit les performances d'Exchange avec différents protocoles de stockage. Nous avons fait de la validation des performances un point clé du développement de cette solution pour répondre à cette préoccupation persistante.
  • Assistance. La question de l'assistance technique disponible pour les applications Microsoft virtualisées demeure un sujet de préoccupation bien présent. Pourtant, il y a désormais plusieurs moyens de bénéficier de toute l'assistance nécessaire. Microsoft propose une assistance technique complète via son programme SVVP (Server Virtualization Validation Program). Vous pouvez également bénéficier d'une assistance directe pour vos applications Microsoft virtualisées en vous inscrivant au programme Microsoft Services Premier Support. Enfin, vous pouvez vous adresser à votre fournisseur de serveurs OEM, au support mondial Global Support Services (GSS) de VMware ou encore au réseau TSANet (Technical Support Alliance Network).

Points clés pour la conception

Lorsque nous avons défini l'architecture de la solution commune, l'un de nos principaux objectifs était de fournir des directives de conception claires et, parallèlement, d'offrir une flexibilité suffisante pour vous permettre de créer une solution adaptée aux exigences de votre environnement. Cette section est structurée autour de certaines des questions clés que vous ne manquerez pas de vous poser lorsque vous migrerez vos applications Microsoft vers un environnement entièrement virtualisé.

Quel protocole de stockage choisir ? L'un des points forts de cette solution, comme de toute solution comprenant un stockage NetApp, est la possibilité qu'elle vous offre de choisir le protocole de stockage le mieux adapté à votre environnement. Nous fournissons des instructions d'architecture pour tous les protocoles : FC, iSCSI et NFS. Une étude commune de NetApp et de VMware démontre clairement que les performances de tous les protocoles se valent à 10 % près, ce qui signifie qu'il n'y pas de ce point de vue d'intérêt à privilégier un protocole plutôt qu'un autre.

Si vous disposez déjà d'une infrastructure Fibre Channel (FC), vous pouvez continuer à l'utiliser. Si ce n'est pas le cas, les protocoles NFS et/ou iSCSI peuvent parfaitement répondre à vos besoins de stockage. Nous vous recommandons plutôt de considérer chaque protocole en termes de coûts (frais d'investissement et coûts opérationnels), de facilité de gestion, d'évolutivité et de flexibilité, pour choisir celui qui répondra le mieux à vos besoins. (Quelques directives spécifiques supplémentaires sont présentées dans la section consacrée à l'infrastructure de stockage.)

Quels logiciels NetApp choisir ? Nous vous recommandons vivement d'utiliser quatre produits essentiels de NetApp :

  • Rapid Cloning Utility (RCU). Ce plug-in gratuit de vCenter assure un provisionnement rapide et peu gourmand en espace des serveurs et des bureaux virtuels en s'appuyant sur NetApp FlexClone®, les opérations de déduplication des datastores, de provisionnement de datastore, de redimensionnement et de destruction.
  • Virtual Storage Console (VSC). Ce plug-in gratuit de vCenter vous permet de gérer et de surveiller les attributs côté stockage spécifiques de NetApp, qui se rapportent directement à VMware depuis vCenter.
  • SnapManager® pour infrastructure virtuelle (SMVI). SMVI est une solution de protection des données intégrée. Ce produit gère la sauvegarde et la restauration des machines virtuelles ainsi que la réplication pour la reprise sur incident. Il s'appuie sur NetApp Snapshot™ en offrant la possibilité d'appeler des snapshots VMware pour les sauvegardes de machines virtuelles.
  • SANScreen® VMInsight. Ce plug-in de vCenter offre des capacités de surveillance et de reporting détaillé sur le mappage du stockage virtuel sur le stockage physique (disque vmdk, datastores, LUN, structure de stockage) pour faciliter la gestion et le dépannage des environnements.

  Un article récent de Tech OnTap traite des trois premiers outils logiciels ci-dessus.

Par ailleurs, il vous faudra installer NetApp SnapDrive® et le produit SnapManager spécifique à l'application dans les machines virtuelles invitées hébergeant un serveur de boîtes aux lettres Exchange, un serveur SQL, ou une base de données et un serveur d'index SharePoint pour assurer des sauvegardes cohérentes avec l'application et des restaurations granulaires des bases de données, des journaux, etc. (La sauvegarde et la reprise sur incident sont traitées en détail plus loin dans ce document.)

Quelle infrastructure de stockage choisir pour les différents composants de données ? L'infrastructure de stockage à choisir dépend en partie du protocole de stockage utilisé. Au lieu de couvrir tous les protocoles et infrastructures de stockage possibles dans le présent document, intéressons-nous simplement à l'une des infrastructures de stockage sur IP les plus souples. Si vous partez de zéro ou si votre environnement peut prendre en charge cette approche, l'infrastructure illustrée à la Figure 2, qui associe les protocoles NFS et iSCSI, est celle que nous vous suggérons. Pour des infrastructures FC ou iSCSI, consultez le rapport TR-3785. (Dans tous les cas de figure, l'approche ainsi que la logique sous-jacente sont identiques à bien des égards.)

Infrastructure de stockage utilisant des datastores NFS et des LUN iSCSI

Figure 2) Infrastructure de stockage utilisant des datastores NFS et des LUN iSCSI

Les principales règles à respecter sont les suivantes :

  • L'alignement des systèmes de fichiers invités est très important pour permettre des performances optimales. Le TR-3747 de NetApp présente les meilleures pratiques relatives à l'alignement des systèmes de fichiers en environnements virtualisés.
  • Créez vos machines virtuelles sur un datastore NFS avec l'utilitaire RCU de NetApp.
  • Hébergez le fichier vswap et le fichier temporaire/d'échange de la machine virtuelle sur un datastore NFS distinct, sur un volume différent du système de stockage NetApp. (La séparation des données transitoires permet d'exécuter plus rapidement des copies NetApp Snapshot et d'optimiser l'efficacité du stockage.)
  • Placez vos données d'application (bases de données, journaux, etc.) sur des LUN RDM (Raw Device Mapping) iSCSI, directement créées et connectées dans la machine virtuelle invitée en utilisant le logiciel NetApp SnapDrive (la version 6.2 ou ultérieure doit être installée sur le système d'exploitation invité).
  • Installez le logiciel SnapManager spécifique à l'application dans la machine virtuelle invitée pour garantir des sauvegardes cohérentes et des restaurations granulaires.

Cette approche est préférable à celle des LUN connectées à l'invité avec l'initiateur logiciel Microsoft iSCSI, car si vous prévoyez d'implémenter VMware vCenter Site Recovery Manager pour la reprise sur incident, parallèlement ou ultérieurement, le processus de basculement/retour arrière sera beaucoup plus simple avec des données d'application sur des RDM iSCSI et vous bénéficierez d'une meilleure assistance de VMware. Vous avez également intérêt à placer l'ensemble de vos datastores et de vos LUN RDM sur le même système de stockage si vous prévoyez d'utiliser VMware vCenter Site Recovery Manager.

Pour tirer pleinement parti des avantages offerts par SnapDrive (RDM iSCSI comme recommandé ci-dessus ou RDM connectés à l'invité avec iSCSI Software Initiator) et si vous souhaitez utiliser des outils SnapManager spécifiques à l'application pour sauvegarder vos données Exchange, SQL Server et/ou SharePoint, vous devez utiliser des RDM (RDM FC, RDM iSCSI comme recommandé ci-dessus, ou LUN connectées à l'invité avec l'initiateur logiciel Microsoft iSCSI).

Si, pour une raison quelconque, vous devez configurer votre environnement en utilisant des datastores VMFS ou NFS pour des données d'application, SMVI est la meilleure solution de sauvegarde. SMVI est capable de produire des sauvegardes cohérentes pour les trois applications, mais avec certaines limites. Actuellement, en raison des limites de VMware VSS Requestor (VMware utilise des énumérations de copies pour les clichés instantanés), SMVI ne peut pas effectuer de troncature du journal des transactions ni de vérification de sauvegarde automatique. Ces deux opérations doivent être exécutées manuellement. De plus, VMware VSS Requestor ne prend pas en charge la cohérence des applications pour les machines virtuelles fonctionnant sous Windows® Server 2008. En conséquence, cette solution est limitée à des scénarios où la restauration granulaire au niveau des transactions n'est pas nécessaire (par exemple, la restauration instantanée pour les serveurs SQL), la vérification manuelle des sauvegardes peut être exécutée après les sauvegardes et d'autres méthodes de troncature du journal des transactions peuvent être utilisées, par exemple, avec des bases de données SQL Server dans un modèle de restauration simple (SQL Server fournit une méthode automatisée pour la troncature du journal).

Comment obtenir des sauvegardes et des restaurations cohérentes avec l'application ? La meilleure manière d'obtenir des sauvegardes cohérentes avec l'application pour les applications Microsoft est d'installer SnapDrive et le produit SnapManager approprié (SnapManager pour Microsoft Exchange, SnapManager pour Microsoft SQL Server, SnapManager pour Microsoft SharePoint Server) dans le système d'exploitation invité pour chaque machine virtuelle, selon les besoins. Ces outils intègrent des fonctionnalités spécifiques dédiées à la production de sauvegardes cohérentes avec l'application, à la vérification automatisée des sauvegardes et à l'exécution de restaurations granulaires. Par exemple, SnapManager pour Exchange offre des capacités de restauration de boîte aux lettres unique. Pour en savoir plus sur ces outils SnapManager, consultez un précédent article de Tech OnTap.

Comment mettre en oeuvre une reprise sur incident efficace ? NetApp SMVI et les produits SnapManager spécifiques à l'application fournissent des capacités de réplication et de reprise sur incident pour les machines virtuelles, et les applications Microsoft hébergées. Pour bénéficier d'une reprise sur incident entièrement automatisée, vous devez utiliser VMware vCenter Site Recovery Manager conjointement à ces produits. Cette solution automatise intégralement les flux de travail de basculement dans les environnements complexes, comme décrit dans l'article de Tech OnTap Using VMware Site Recovery Manager to Simplify DR.

La combinaison de NetApp SnapManager, SnapMirror et VMware Site Recovery Manager crée une solution complète de protection des données pour les sauvegardes/restaurations et les reprises sur incident.

Figure 3) L'association de NetApp SnapManager, SnapMirror et VMware Site Recovery Manager crée une solution complète de protection des données pour la sauvegarde/restauration et la reprise sur incident.

Comment implémenter des chemins d'accès multiples ? Si vous voulez optimiser la fiabilité de votre environnement, vous devez implémenter des chemins d'accès multiples. Pour une architecture FC, nous vous recommandons d'utiliser le protocole ALUA (Asymmetric Logical Unit Access) et le mode permutation circulaire RR (Round-Robin) pour la sélection du chemin d'accès. Le protocole ALUA met en oeuvre une négociation automatique des chemins d'accès entre des appareils cibles SCSI et des ports cibles, permettant ainsi une reconfiguration dynamique. ALUA est activé par défaut sur les hôtes ESX. Sur des baies de stockage NetApp, le protocole ALUA doit être activé sur les groupes d'initiateurs pour obtenir une architecture SAN plus dynamique et prête à l'emploi. La règle de sélection du chemin d'accès (PSP) Round-Robin fournit des capacités de redondance des chemins d'accès et d'agrégation de la bande passante. Notez que la présence d'un module DSM (Device-Specific Module) n'est pas nécessaire dans la machine virtuelle invitée.

Pour iSCSI, vSphere a introduit la prise en charge de sessions TCP multiples au niveau de l'hôte ESX pour la mise en oeuvre de chemins d'accès multiples. Vous pouvez avoir deux ports VMkernel et utiliser la PSP Round Robin pour obtenir des chemins d'accès multiples prêts à l'emploi. Vous disposez ainsi de chemins d'accès actifs multiples et aucun DSM n'est nécessaire dans la machine virtuelle invitée. De même, vous pouvez utiliser une conception réseau de mise en circuit classique ou multicommutateur, comme décrit dans le TR-3749.

Pour NFS, vous pouvez obtenir des chemins d'accès multiples à la fois pour des commutateurs classiques et interpiles. Pour en savoir plus, consultez le TR-3749 de NetApp.

Avec l'Ethernet 10 Gigabits (10GbE) de Cisco Nexus, seuls deux ports 10GbE sont nécessaires sur l'hôte ESX. Le mode vPC (Virtual Port Channel) des Cisco assure la redondance, la tolérance aux pannes et la sécurité.

 

Utilisation du vPC de Cisco Nexus pour connecter des hôtes ESX et le stockage NetApp

Figure 4) Utilisation du vPC de Cisco Nexus pour connecter des hôtes ESX et le stockage NetApp

Quels sont les avantages de la déduplication et du provisionnement fin ? L'un des avantages de cette configuration est que, quel que soit le protocole utilisé, vous pouvez tirer parti des fonctionnalités d'efficacité du stockage de NetApp (FlexClone, déduplication et provisionnement fin) pour diminuer de manière significative la quantité d'espace de stockage nécessaire.

Les environnements virtuels classiques utilisent de nombreuses copies du même système d'exploitation et des binaires applicatifs dans différentes machines virtuelles, consommant ainsi d'importantes quantités d'espace de stockage partagé coûteux. Grâce aux fonctions d'efficacité du stockage de NetApp, vous pouvez économiser plus de 50 % des capacités de votre stockage primaire. La Figure 5 illustre les 92 % d'économies d'espace que nous avons réalisés en validant la solution commune.

Gains d'espace obtenus en combinant les techniques d'efficacité du stockage de NetApp

Figure 5) Gains d'espace obtenus en combinant les techniques d'efficacité du stockage de NetApp

Comment dimensionner mon environnement ? Pour dimensionner votre environnement, vous devez à la fois dimensionner les datastores VMware (qui contiennent le système d'exploitation invité, les binaires applicatifs, le fichier d'échange de la machine virtuelle et le fichier vswap) et les LUN qui hébergent les bases de données et les journaux des applications. NetApp a développé des outils de dimensionnement qui vous permettront de dimensionner correctement votre environnement. Votre ingénieur avant-vente ou votre revendeur NetApp peut vous aider dans cette tâche sur la base des informations suivantes :

  • Nombre de serveurs d'applications à virtualiser
  • Nombre et type d'applications Microsoft
  • Besoins en matière de stockage pour les différents composants de données, dont le taux de croissance attendu
  • Besoins en matière de performances, y compris la lecture/écriture et le ratio aléatoire/séquentiel
  • Pour les bases de données SQL Server, nombre et type de bases de données (OLTP, DSS, mixte)
  • Pour un serveur Exchange, nombre et taille des boîtes aux lettres et des profils d'utilisateurs
  • Pour un serveur SharePoint, nombre d'utilisateurs, espace requis par utilisateur, pourcentage d'utilisateurs simultanés
  • Besoins en matière de sauvegarde/restauration/reprise sur incident

Comment valider les performances de mon environnement d'applications Microsoft virtuel ? Vous pouvez utiliser les mêmes outils Microsoft et tiers de validation des performances que ceux que l'on utilise en environnements physiques. Ces outils peuvent vous aider à déterminer si les performances respectent les préconisations de Microsoft. Pour tester cette solution commune, nous avons utilisé l'outil Microsoft Exchange Load Generator, l'utilitaire Microsoft SQLIOSim et les outils AvePoint Sharepoint Test Environment Creator et Usage Simulator pour valider les performances. Plusieurs tests de charge ont été effectués pour ces applications, toutes exécutées en même temps. Les méthodes de validation des performances et les critères de réussite pour chaque application sont décrits dans le TR-3785. Les principaux enseignements que nous avons pu tirer de ces tests sont les suivants :

  • Il n'existe aucun goulet d'étranglement au niveau du CPU et de la mémoire dans les machines virtuelles et sur les hôtes ESX.
  • Il n'existe aucun goulet d'étranglement au niveau des E/S, du CPU et des disques sur le stockage.
  • Toutes les latences de lecture/écriture respectent parfaitement les préconisations de Microsoft.
  • Aucun goulet d'étranglement n'a été observé sur le réseau.

Conclusion

Sur le chemin de la virtualisation à 100 % de votre data center, j'espère que les informations présentées dans cet article vous seront utiles aux fins de bien appréhender le processus de virtualisation des applications Microsoft. Cet article ne couvre que les principaux aspects de la solution commune que nous avons mise au point pour optimiser la virtualisation des applications Microsoft. Pour tout savoir sur le déploiement de cette solution, consultez notre guide de solutions détaillé de 50 pages, qui aborde tous les détails de la configuration, sur la base du travail acharné effectué par NetApp, VMware et Cisco. Ce guide couvre les implémentations FC, iSCSI et NFS.

En plus des différents liens proposés dans cet article, vous pouvez également consulter les ressources suivantes :

 NetApp and VMware vSphere Storage Best Practices (TR-3749). Les meilleures pratique pour implémenter VMware avec un stockage NetApp.
 Using the Performance Acceleration Module with Exchange 2007 (TR-3767). Ce rapport technique vous explique comment le module d'accélération des performances vous permet d'augmenter sensiblement le nombre d'utilisateurs d'Exchange que vous pouvez prendre en charge sans ajouter de piles de disques.
Guides sur SnapManager :
    SnapManager 5.0 for Microsoft Exchange Best Practices Guide (TR-3730)
    SnapManager for MOSS: Best Practices Guide (TR-3776)
    Protecting Exchange Server 2007 with NetApp SnapManager for Exchange (TR-3598)
    SnapManager for Virtual Infrastructure Best Practices (TR-3737)
SRM
    NetApp and VMware vCenter SRM Best Practices (TR-3671)

 Votre avis sur la virtualisation des applications Microsoft

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Abhinav Joshi

Abhinav Joshi
Architecte de référence pour la virtualisation des serveurs et des bureaux
NetApp

Lorsque Abhinav a rejoint NetApp en 2008, il est arrivé avec plus de neuf années d'expérience en consolidation et en virtualisation de data centers. Ses responsabilités actuelles incluent le développement d'architectures de référence évolutives et des meilleures pratiques pour intégrer en toute sécurité les solutions de protection des données et de stockage virtuel NetApp avec les technologies de virtualisation VMware et les technologies Cisco Unified Computing System et de mise en réseau, afin de résoudre les problèmes des clients et les aider à réduire leurs coûts. Depuis qu'il a rejoint NetApp, Abhinav a été un auteur particulièrement prolifique, puisqu'il a piloté le développement de nombreux guides de solutions cités dans cet article, ou y a participé.

 
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