NetApp Tech OnTap
     

Intégration NetApp vStorage :
Gestion intelligente des données pour VMware

Comme le prouve le grand nombre d'articles Tech OnTap relatifs à VMware publiés ces dernières années, NetApp et VMware sont des partenaires de longue date. Notre objectif est d'assurer une intégration étroite à VMware afin de procurer les meilleures fonctionnalités possible à toute personne déployant VMware® sur un stockage NetApp®. Nos projets permanents d'intégration couvrent un certain nombre de domaines :

  • Protection avancée des données (article récent associé)
  • Intégration de la reprise sur incident avec SRM (Gestion des ressources de stockage) (article récent associé)
  • Chemins d'accès multiples
  • MetroCluster
  • Gestion intelligente des données

Dans cet article, je m'intéresse à la gestion intelligente des données. La plus grande partie du sujet est basée sur une présentation que j'ai faite lors du salon VMworld Europe 2009 avec Scott Davis, architecte en chef des data center chez VMware. (Voici le jeu de diapositives de cette présentation. Ceux qui ont accès au site VMworld peuvent visionner la présentation ici.)

Lors du salon VMworld 2008, VMware a présenté vStorage, une initiative cherchant à approfondir les niveaux d'intégration aux fonctionnalités de stockage fournies par des partenaires tels que NetApp. NetApp a travaillé en étroite collaboration avec VMware pour affiner les API vStorage et développer des technologies capables de les exploiter. (Voir l'encadré.)

Cet article s'intéresse à trois domaines :

  • Capacités de FlexClone® en matière de clonage de fichiers
  • Provisionnement fin
  • Copie intelligente des données

Dans chacun de ces domaines, je tenterai de décrire les capacités déjà disponibles et de vous donner une idée du niveau d'intégration que vous pouvez espérer pour l'avenir. Lorsque cela sera approprié, je fournirai des liens vers les démonstrations de technologie que nous avons présentées lors du salon VMworld Europe.

Clonage intelligent

L'utilisation de NetApp FlexClone avec VMware a été traitée dans un certain nombre d'articles précédents, dont l'étude de cas portant sur le provisionnement rapide à l'université d'État de Caroline du Nord. Un article associé à la publication de ce mois décrit le provisionnement rapide de bureaux virtuels VMware via l'utilitaire Rapid Cloning Utilities (RCU) version 1 de NetApp.

La capacité à cloner rapidement des fichiers est d'une grande utilité dans un environnement VMware. Le processus standard de provisionnement des VM nécessite une copie complète des données, ce qui peut prendre 5 à 20 minutes, selon la taille du VM modèle. Par comparaison, FlexClone permet de cloner un fichier en quelques secondes. Le clonage d'un fichier VMDK ne représente que la première étape. Pour obtenir un clone amorçable d'un VM, vous devez effectuer toutes les étapes suivantes :

  • Identifier la VM source à cloner
  • Cloner le fichier de disque virtuel source avec FlexClone
  • Créer des VM uniques, en reliant un nouveau disque virtuel cloné à chaque VM
  • Personnaliser chaque VM de manière à créer une instance Windows® unique sur la base des caractéristiques de personnalisation Virtual Center
  • Démarrer chaque VM

RCU est un nouvel outil qui simplifie la gestion et l'automatisation de ces étapes. RCU tire parti de la nouvelle capacité de FlexClone dans Data ONTAP® 7.3.1 : la capacité à cloner des fichiers individuels. Grâce à cette nouvelle capacité, FlexClone permet à présent de cloner des fichiers VMDK individuels ou des Datastores complets. Ceci permet de créer des milliers de VM en quelques minutes, tout en ne monopolisant qu'une petite partie de la capacité de stockage nécessaire pour stocker une seule image de VM.

NetApp TR-3705 : Meilleures pratiques en matière de VDI NetApp et VMware détaille avec précision le processus d'utilisation de RCU version 1 pour le clonage rapide de VM dans un environnement de bureaux virtuels ; le processus est le même pour un environnement de serveurs virtuels.

Les fichiers individuels iSCSI et FCP RDM et VMDK des Datastores NFS peuvent actuellement être clonés. L'intégration complète de vStorage améliore les performances de ces cas d'utilisation et ajoute la capacité à cloner des Datastores VMFS sur des LUN iSCSI et FCP.

RCU version 2 est sur le point de sortir. Cette version améliorée comprend un plug-in pour VMware Virtual Center. La démonstration suivante présente ses nouvelles fonctionnalités.

Figure 1) Démonstration de l'intégration de NetApp Rapid Cloning Utilities (RCU) à VMware Virtual Center. (Exécution : 5 minutes)

Vous devez savoir que VMware a introduit sa propre capacité de clonage peu encombrante pour environnements de bureaux virtuels appelée « clones liés ». À l'avenir, via les API vStorage, cette capacité sera directement reliée à celle de NetApp FlexClone pour les fichiers chaque fois que l'hôte ESX sera connecté au stockage NetApp.

Figure 2) Avantages de l'intégration NetApp pour les opérations de clonage

Provisionnement fin

Le provisionnement fin fait partie de l'héritage génétique de NetApp. Lorsque NetApp est arrivé sur le marché des réseaux SAN, il s'agissait du premier fournisseur de stockage important qui proposait des LUN à provisionnement fin. Toutefois, deux défis étaient associés à ce provisionnement fin, avec SAN en général et avec VMware en particulier.

  • Les protocoles SAN ne renvoient pas de code d'erreur lorsqu'un conteneur de stockage vient à manquer d'espace. Par conséquent, le comportement que doit adopter un système de stockage dans ce cas n'est pas clairement défini. Lorsqu'un volume vient à manquer d'espace, une VM peut se bloquer.
  • Les systèmes de fichiers des systèmes d'exploitation invités sont intégrés aux LUN dans le stockage SAN. Au fur et à mesure que la taille du système de fichiers augmente, l'espace du LUN est progressivement consommé. La réduction de l'espace nécessaire aux systèmes de fichiers est toutefois également possible, mais un système d'exploitation invité n'a pas la possibilité d'indiquer à une baie que certains blocs ne sont plus utilisés et peuvent être renvoyés dans le pool d'espace libre.

Amélioration de la gestion des erreurs. En ce qui concerne le premier défi, NetApp a une grande maîtrise de la gestion du manque d'espace et de la réalisation du provisionnement fin dans les environnements complexes. Sur l'insistance de NetApp, NetApp et VMware ont invité la communauté responsables des normes SCSI à créer des extensions de protocole permettant au protocole SCSI de mieux prendre en charge le provisionnement fin.

Ce standard est à présent en place et VMware améliorera son fonctionnement dans les environnements à provisionnement fin. Une fois implémenté, VMware interrompra un VM dès réception d'une erreur « Plus d'espace », donnant ainsi à l'administrateur la possibilité de redémarrer la VM lorsque de l'espace est récupéré.

En alternative, un volume en provisionnement fin sur stockage NetApp peut actuellement être configuré en « croissance automatique ». Cette fonction vous permet de définir les limites de croissance d'un LUN ou d'un volume. Lorsque le seuil défini est atteint, le LUN reçoit automatiquement davantage d'espace de façon incrémentielle de sorte que le fonctionnement des VM sensibles ne soit pas interrompu.

Approches type pour l'amélioration des performances d'une application

Figure 3) Provisionnement fin dans un environnement VMware. Les volumes individuels partagent l'espace du même pool de stockage. Avec les extensions proposées, VMware interrompra les opérations et autorisera une augmentation de la taille des volumes. NetApp permet d'accroître l'espace sans interruption de l'activité.

Réclamations d'espace. Le second défi a été présenté en détail dans un article Tech OnTap précédent. Rapidement, imaginons que vous ayez un système de fichiers client dans un LUN à provisionnement fin et que, par exemple, vous créez un fichier volumineux avant de le supprimer. Le système de fichiers client considère alors cet espace libre et disponible. Cependant, du point de vue du système de stockage, cet espace est toujours alloué au client. En exécutant la procédure de réclamation d'espace depuis NetApp SnapDrive® fonctionnant sur le système d'exploitation client, vous pouvez régulièrement libérer cet espace et le renvoyer dans le pool de stockage libre, où n'importe quel volume à provisionnement fin peut alors l'utiliser. Ce processus fonctionne aujourd'hui sur les systèmes Windows physiques et également dans les environnements VMware au sein desquels des VM individuels montent directement des LUN via NetApp SnapDrive.

Pour améliorer encore les capacités du provisionnement fin, NetApp et VMware travaillent sur un certain nombre d'améliorations complémentaires :

  • La capacité à identifier les LUN à provisionnement fin via VMware Virtual Center (cela évite d'utiliser le provisionnement fin VMware sur un LUN qui obtient déjà le provisionnement fin du système de stockage).
  • Alertes d'utilisation élevée envoyées par le système de stockage au Virtual Center

De plus, NetApp et VMware explorent les domaines suivants :

  • La capacité à libérer automatiquement de l'espace lorsque des fichiers VMDK sont supprimés dans des volumes à provisionnement fin
  • La possibilité de réclamer de l'espace dans des Datastores VMFS et NFS

Copie de données et stockage vMotion

Stockage vMotion est le stockage analogique des VM vMotion : les données activement utilisées par un hôte ESX peuvent être migrées de façon transparente d'un pool de stockage à l'autre. Cela assure une migration de données sans interruption d'activité et simplifie la maintenance du stockage, la mise en couches, les mises à niveau d’équilibrage de la charge et d'autres tâches liées au stockage.

Dans le stockage VMware vMotion standard, l'opération est effectuée par la copie des données depuis le pool de stockage source via le serveur ESX et l'écriture dans le stockage cible. Ce processus prend du temps et peut fortement affecter les performances des hôtes, du stockage et des réseaux.

NetApp a une grande expérience en matière de déplacement efficace des données lors des opérations de protection à l'aide du logiciel NetApp SnapMirror® ou SnapVault®, NDMP, etc. Nous travaillons avec VMware pour relier les moteurs de déplacement des données Data ONTAP existants au stockage vMotion de manière à pouvoir copier directement depuis le stockage source vers le stockage cible, en ignorant l'hôte ESX. Si les stockages source et cible sont situés dans le même système de stockage, FlexClone est utilisé automatiquement (lorsque cela est approprié) pour mener à bien la tâche désirée.

Figure 4) Avantages de l'intégration du stockage vMotion au stockage NetApp

Conclusion

Dans l'environnement économique actuel, obtenir plus avec moins est une nécessité. L'objectif de NetApp est de faire en sorte que, chaque fois que VMware a besoin de copier, cloner ou déplacer un bloc de données, l'hôte ESX puisse simplement transmettre la demande au système de stockage NetApp et identifier le moyen le plus efficace de mener à bien l'opération, en libérant les cycles CPU du serveur ESX et la bande passante pour la production. NetApp FlexClone permet d'accomplir de nombreuses tâches qui demanderaient autrement une copie complète des données en une fraction du temps nécessaire et en n'utilisant que peu d'espace supplémentaire. L'intégration étroite des capacités avancées du provisionnement fin de NetApp à VMware renforce encore l'efficacité du stockage des environnements de bureaux et de serveurs virtuels VMware.

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Jamon Bowen

Arthur Lent
Directeur technique
NetApp

Arthur est l'architecte en chef du service Virtualization and Grid Infrastructure chez NetApp. En tant qu'expert du stockage pour environnements virtuels, il est chargé de définir et d'orienter les capacités des produits NetApp en matière de technologies de virtualisation de serveurs, dont VMware ESX, Microsoft® Hyper-V® et Citrix XenServer. En tant qu'architecte en chef, Arthur était auparavant chargé du développement des produits NetApp FC SAN et iSCSI, base technologique qui a permis à NetApp de devenir l'un des meilleurs fournisseurs iSCSI et FC SAN.

 
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