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Efficacité du stockage dans clustered Data ONTAP
Julian Cates
Ingénieur marketing et technique

L'architecture clustered Data ONTAP® est un système d'exploitation de stockage hautement virtualisé qui regroupe l'ensemble du stockage physique en un ensemble de Storage Virtual Machines (SVM) afin de fournir des services de stockage basés sur des règles pour les environnements SAN et NAS avec colocation native. Plusieurs articles récents de la newsletter Tech OnTap® étaient consacrés à clustered Data ONTAP et notamment les fonctionnalités de la dernière version, 8.2. Le premier récapitulait les nouvelles fonctionnalités, et le deuxième traitait plus particulièrement de la continuité de l'activité.

 

Grâce à clustered Data ONTAP, votre système de stockage et votre personnel informatique deviennent plus productifs et plus efficaces : vous pouvez faire évoluer votre infrastructure de stockage sans personnel supplémentaire. Avec l'évolutivité des processus de gestion, le doublement du stockage n'est plus synonyme de doublement des tâches de travail. Grâce à un ensemble de fonctionnalités et de procédures courantes, les tâches complexes sont simplifiées et votre personnel informatique peut se concentrer sur la résolution de problèmes plus importants. De plus, votre efficacité opérationnelle augmente au fur et à mesure que l'activité se développe.

 

Clustered Data ONTAP vous permet de consolider et de partager la même infrastructure entre des charges de travail ou des locataires aux exigences variables en termes de performance, de capacité et de sécurité. Vous pouvez aussi réduire vos coûts de stockage grâce à un ensemble de fonctionnalités d'efficacité du stockage.

 

Dans cet article, je vous propose d'étudier plus en détail cet ensemble de fonctionnalités disponibles dans clustered Data ONTAP. Utilisées seules, mais surtout associées, ces technologies réduisent nettement le volume total de stockage nécessaire, ce qui diminue évidemment vos dépenses d'investissement, mais présente également des avantages considérables en termes de consommation électrique, de climatisation, d'espace dans le data center et de surcharge administrative.

 

L'utilisation de plusieurs technologies d'efficacité du stockage permet d'augmenter les économies et de réduire les coûts de stockage.

Figure 1) L'utilisation de plusieurs technologies d'efficacité du stockage permet d'augmenter les économies et de réduire les coûts de stockage.

 

 

Dans cet article, j'aborde également les nouveautés ou les modifications apportées à l'ensemble des technologies Data ONTAP couramment utilisées pour l'efficacité du stockage, en particulier SnapVault®, qui vient d'être ajouté à clustered Data ONTAP 8.2.

Clustered Data ONTAP par rapport à 7-Mode

Pour la majeure partie, les fonctionnalités d'efficacité du stockage de clustered Data ONTAP sont semblables à celles de Data ONTAP 7G et de Data ONTAP 8 7-Mode, que vous connaissez peut-être déjà. Si vous avez suivi la série Tech OnTap - Retour aux notions de base, vous connaissaient sans doute les fonctionnalités NetApp suivantes : provisionnement fin, déduplication, FlexClone®, SnapMirror®, RAID-DP® et compression. Si ce n'est pas le cas, les chapitres suivants vous seront d'une grande utilité.

 

 

Il n'y a pas encore de chapitre consacré à SnapVault. Il est important de noter que le provisionnement fin, la déduplication, la compression et RAID-DP sont gratuits. En effet, lorsque vous achetez un système NetApp FAS ou V-Series, ces fonctionnalités sont incluses.

 

Quelques-unes des technologies d'efficacité du stockage, telles que RAID-DP et Snapshot, sont quasiment identiques pour 7-Mode et clustered Data ONTAP. Je ne m'attarderai donc pas dessus. En ce qui concerne les autres, je vais expliquer les nouveautés et les différences, en commençant par SnapVault.

SnapVault : nouveautés dans clustered Data ONTAP 8.2

La nouvelle fonctionnalité majeure d'efficacité du stockage dans clustered Data ONTAP est la technologie SnapVault avec réplication fine. SnapVault est la solution NetApp pour une sauvegarde disque à disque efficace. Elle effectue une réplication asynchrone à l'aide de copies NetApp Snapshot d'un volume primaire. Une fois la copie de base créée, seules des sauvegardes incrémentielles sont nécessaires. Celles-ci sont très efficaces, puisque seuls sont copiés les blocs modifiés depuis la dernière copie Snapshot.

 

Si besoin, vous pouvez convertir une relation SnapMirror en une relation SnapVault. La différence opérationnelle principale entre ces deux technologies est que SnapVault vous permet d'avoir des plannings de conservation différents pour les copies Snapshot sur les volumes primaire et secondaire (celles-ci servant de sauvegardes incrémentielles). Il est possible de conserver les copies Snapshot supprimées du stockage primaire sur le stockage secondaire. Chaque volume peut contenir 251 copies.

 

Nouvelles fonctionnalités dans SnapVault avec clustered Data ONTAP 8.2.

Figure 2) Nouvelles fonctionnalités dans SnapVault avec clustered Data ONTAP 8.2.

 

 

Tout comme SnapMirror volume en 7-Mode, SnapVault fonctionne au niveau du volume et maintient l'efficacité du stockage depuis la source jusqu'au volume secondaire, via le réseau. Si le volume primaire est dédupliqué et/ou compressé, le volume secondaire l'est tout autant. L'activation de ces fonctionnalités sur le volume primaire réduit aussi la taille des sauvegardes et les besoins en bande passante réseau. La déduplication et la compression n'ont plus besoin d'être réexécutées sur la destination, ce qui peut réduire les durées de sauvegarde de façon significative, car les blocs physiques envoyés par le réseau lors de la sauvegarde sont moins nombreux.

 

Vous avez la possibilité de choisir des paramètres d'efficacité du stockage différents d'un volume à l'autre. Par exemple, vous pouvez activer la déduplication sur le volume primaire, et la déduplication ainsi que la compression sur le volume secondaire.

 

Principaux avantages de SnapVault :

 

  • Sauvegardes rapides et efficaces, dont la fréquence peut être augmentée pour atteindre des niveaux de protection supérieurs
  • Restaurations fiables qui incluent la possibilité pour l'utilisateur de « parcourir et restaurer » et garantissent la restauration de la totalité du volume et les restaurations de fichiers uniques
  • Création de répliques utilisables de vos données de sauvegarde à l'aide de FlexClone
  • Gestion simple grâce à System Manager 3.0 et Unified Manager 6.0
  • Possibilité de configurer les relations SnapVault en utilisant OnCommand® WorkFlow Automation 2.1

 

Configuration « Fan-In » (réplication de plusieurs emplacements sur un seul), « Fan-Out » (réplication d'une source sur plusieurs emplacements) et en cascade

 

« Fan-In ». SnapVault peut être utilisé dans de nombreuses configurations, notamment dans cette configuration courante où de multiples emplacements distants deviennent un seul emplacement centralisé. Dans clustered Data ONTAP 8.2, jusqu'à sept clusters peuvent être réduits en un seul. En d'autres termes, les volumes de certains ou de l'ensemble des nœuds de sept clusters sont sauvegardés sur un cluster de stockage unique. Chaque volume primaire dispose de son propre volume secondaire correspondant sur la cible. Notez que cette opération est légèrement différente en 7-Mode, où plusieurs qtrees issus de différentes sources peuvent tous être sauvegardés sur le même volume.

 

« Fan-Out ». Pour chaque volume, il est possible d'effectuer une réplication sur quatre cibles distinctes maximum, qui peuvent être soit des relations SnapMirror, soit des relations SnapVault.

 

Cascade. Des cascades peuvent être créées, dans lesquelles un volume primaire est répliqué sur un volume secondaire, qui est lui-même répliqué, etc. Dans une telle configuration, vous pouvez mélanger les relations SnapMirror et SnapVault (une instance uniquement).

 

Configuration

 

Pour configurer SnapVault en vue d'une utilisation avec clustered Data ONTAP, une relation entre des clusters de stockage et des SVM distincts doit être établie. Au moins une interface logique intercluster doit être configurée par nœud de cluster, et la réplication se produit entre les SVM. Si vous le souhaitez, vous pouvez également paramétrer SnapVault de façon à ce qu'il fonctionne au sein d'un même cluster (SnapVault intracluster). Dans ce cas, le peering de SVM n'est pas toujours requis, en fonction de l'emplacement des volumes source et de destination, et le peering de cluster n'est pas non plus obligatoire.

 

Vous avez la possibilité de créer le volume cible avec l'option de croissance automatique activée. De cette façon, le volume pourra croître en fonction des sauvegardes, dans les limites de l'espace disponible dans l'agrégat.

 

Pour plus d'informations sur l'utilisation de SnapVault avec clustered Data ONTAP, consultez le document TR-4183.

Autres technologies d'efficacité du stockage

Explorons à présent les nouveautés et différences au niveau du provisionnement fin, de la déduplication, de la compression, de FlexClone et de SnapMirror dans clustered Data ONTAP, et en particulier sur la version 8.2.

 

Provisionnement fin

 

Le provisionnement fin NetApp vous permet de mettre à la disposition des hôtes ou des utilisateurs une quantité de stockage logique supérieure au stockage effectivement présent dans votre pool physique. De cette façon, il n'est pas nécessaire d'affecter de l'espace de stockage en amont, puisque celui-ci est alloué dynamiquement à chaque volume ou LUN à mesure que les données sont écrites. Dans la plupart des configurations, de l'espace libre est transféré vers le pool de stockage commun lorsque des données du volume ou de la LUN sont supprimées.

 

En voici les principaux avantages :

 

  • Vous évitez de disposer d'une grande quantité de stockage alloué mais inutilisé.
  • Le taux d'utilisation augmente, ce qui permet de réduire l'espace de stockage nécessaire.
  • La planification est simplifiée. Plusieurs volumes partagent le même pool de stockage disponible, ce qui réduit le nombre de pools à gérer.

 

Le provisionnement fin dans clustered Data ONTAP est identique en 7-Mode. Lorsque vous transférez un volume en utilisant le déplacement de volumes (pour plus d'informations sur cette fonctionnalité, voir l'article du mois dernier concernant la continuité de l'activité), les paramètres de provisionnement fin du volume sont également déplacés.

 

Déduplication et compression

 

La déduplication et la compression sont décrites dans la même section, dans la mesure où il s'agit de technologies complémentaires. En effet, la compression nécessite l'activation de la déduplication. Ces technologies ont connu plusieurs améliorations dans clustered Data ONTAP 8.1 et 8.2.

 

La déduplication NetApp® améliore l'efficacité en identifiant les blocs de données de 4 Ko identiques dans un volume flexible (volume FlexVol®) pour les remplacer par des références à un même bloc partagé après vérification au niveau de l'octet (ce qui permet d'assurer que les blocs sont identiques avant de les supprimer, et d'éviter ainsi les problèmes associés aux collisions des fonctions de hachage). La déduplication réduit les besoins en capacité de stockage en éliminant les blocs de données redondants.

 

Vous savez sans doute ce qu'est la compression. Ce que propose NetApp est particulièrement intéressant, car nous avons développé un moyen de fournir une compression des données à la volée transparente et une compression post-traitement, tout en limitant l'impact sur les ressources du système de stockage.

 

Les technologies de déduplication et de compression fournissent des avantages similaires :

 

  • Elles fonctionnent à la fois sur le stockage primaire et secondaire.
  • Elles sont transparentes pour les applications en cours d'exécution.
  • Elles peuvent être appliquées aux données nouvelles et déjà écrites.
  • Elles peuvent être exécutées pendant les heures creuses.

 

Lorsque vous procédez à un déplacement de volumes, l'efficacité est maintenue pour la déduplication et la compression. Rien n'est perdu, et vous n'avez pas besoin d'exécuter à nouveau les opérations sur la destination. Un volume déplacé conserve tous ses paramètres de déduplication et de compression ; aucune action n'est nécessaire pour que les opérations d'efficacité du stockage se poursuivent sur le volume au nouvel emplacement.

 

fÉconomies généralement constatées grâce à la compression et à la déduplication sur plusieurs applications.

Figure 3) Économies généralement constatées grâce à la compression et à la déduplication sur plusieurs applications.

 

 

Améliorations à partir de Data ONTAP 8.1. À partir de Data ONTAP 8.1, des améliorations importantes ont été effectuées (pour 7-Mode et clustered Data ONTAP).

 

  • Les exigences en matière de licence ont été supprimées pour la déduplication et la compression.
  • Des améliorations significatives des performances ont été appliquées aux deux technologies.
  • Les métadonnées de déduplication suivent un volume. Par conséquent, les opérations de déduplication se poursuivent en cas de basculement ou de déplacement de volumes.
  • L'activation de la compression sur un volume active la compression post-traitement par défaut. Celle-ci partage le même outil de planification que la déduplication : la compression est exécutée la première, avant la déduplication. La compression à la volée est également possible.
  • Il n'y a plus de taille maximale de volume, la taille maximale de données logiques a été augmentée, et la limite de partage de blocs a été étendue de 255 à 32 000. (En d'autres termes, un bloc dédupliqué peut contenir jusqu'à 32 000 références.)

 

Pour clustered Data ONTAP, nous avons ajouté des règles d'efficacité des volumes qui permettent de planifier une tâche à une heure précise et d'en définir la durée. Si la compression et/ou la déduplication ne sont pas terminées à l'heure voulue, un point de contrôle est créé et l'opération se poursuit à la prochaine heure planifiée. Nous avons également simplifié la gestion de façon à ce que les modifications des règles puissent s'appliquer sur plusieurs volumes, ce qui évite de modifier chaque volume séparément. Les règles définies sont conservées lorsqu'un volume est déplacé.

 

Améliorations à partir de Data ONTAP 8.2. Data ONTAP 8.2 contient des améliorations supplémentaires.

 

  • Le volume des métadonnées de déduplication a été réduit. La limite maximale est maintenant de 7 % de la taille des données physiques (blocs physiques présents dans le volume), et non plus basée sur la taille des données logiques (taille du volume sans la déduplication). Cette réduction permet d'accélérer l'exécution de la déduplication.
  • La taille maximale des données logiques a été augmentée à 640 To.
  • Des priorités ont été ajoutées aux règles d'efficacité des volumes pour clustered Data ONTAP.
    • Best-effort (valeur par défaut). Les opérations d'efficacité des volumes ont autant besoin de ressources que les charges de travail des utilisateurs et d'autres processus système qui ne sont pas exécutés en arrière-plan. Cette priorité permet à la déduplication et à la compression d'être terminées plus rapidement. Cependant, les performances d'E/S client peuvent en être affectées.
    • Background. Les opérations d'efficacité des volumes utilisent des ressources non utilisées par les charges de travail des utilisateurs et d'autres processus système qui ne sont pas exécutés en arrière-plan. Leur exécution peut être plus longue, mais l'impact sur les E/S client est moins important.

 

Détection des données incompressibles. Cette fonctionnalité a été ajoutée pour réduire l'impact de la compression en ligne.

 

  • Les tentatives de compression en ligne s'arrêtent pour les fichiers inférieurs à 500 Mo (valeur paramétrable) si un groupe de compression au sein du fichier a un pourcentage d'économie inférieur à 25 %.
  • Dans le cas de fichiers de taille supérieure ou égale à 500 Mo (ou la valeur que vous avez définie), la compression en ligne essaiera de compresser les premiers 4 Ko de chaque groupe de compression. Si le pourcentage d'économie est d'au moins 25 %, la compression se poursuit pour ce groupe ; sinon, ce dernier est écrit sans compression.
  • La compression post-traitement n'est pas affectée par ces modifications et tentera de compresser tous les groupes qui ne le sont pas encore.

 

FlexClone

 

Il est souvent recommandé, dans le milieu informatique, de créer une copie des jeux de données. Malheureusement, les copies ne sont pas gratuites ; elles prennent beaucoup d'espace de stockage, et ces opérations sont souvent très longues. La technologie NetApp FlexClone vous permet de cloner en quelques minutes un volume, une LUN ou un fichier existant, en ne consommant que des volumes incrémentiels de stockage supplémentaire.

 

Outre sa rapidité et le gain de place qu'il permet, FlexClone offre de nombreux avantages.

 

  • Il peut réduire de 50 % ou plus l'espace de stockage requis pour les environnements de développement/test ou virtualisés.
  • Il peut améliorer la qualité de développement/test en fournissant autant de jeux de données de test que nécessaire et en améliorant la productivité de votre équipe, avec une consommation minimale de capacité de stockage incrémentiel.
  • Le provisionnement de serveurs virtuels est accéléré.
  • Vous pouvez entièrement cloner et tester un environnement de reprise après incident en utilisant uniquement une capacité de stockage incrémentiel.

 

Il y a certaines opérations sur les volumes FlexClone pour lesquelles il convient d'être prudent dans les environnements clustered Data ONTAP.

 

  • Si vous utilisez le déplacement de volumes pour déplacer un volume FlexClone vers un nouvel agrégat, vous perdez les économies d'espace, car le clone ne peut plus partager les blocs avec son parent, qui se trouve toujours sur l'agrégat source.
  • Si vous utilisez le déplacement de volumes pour déplacer un volume doté de clones (volume parent), celui-ci est déplacé et l'E/S client est redirigée vers l'agrégat de destination. Cependant, le volume d'origine reste sur l'agrégat source en mode restreint (pas d'E/S client). Ainsi, tous les volumes FlexClone sur l'agrégat peuvent continuer à accéder à leurs blocs partagés. Le volume d'origine est conservé jusqu'à ce que tous les clones soient séparés, déplacés ou supprimés.
  • Les clones de fichiers et de LUN se déplacent avec le volume parent.

 

SnapMirror

 

La réplication fine offerte par le logiciel NetApp SnapMirror constitue depuis des années la technologie la plus prisée pour la réplication et la reprise après incident sur de nombreux environnements de stockage NetApp. Cela s'explique par son efficacité prouvée, sa simplicité et son coût raisonnable comparé à d'autres solutions de reprise après incident. Principaux avantages de SnapMirror :

 

  • Les mises à jour efficaces réalisées au niveau des blocs permettent de réduire les délais et les besoins en bande passante réseau.
  • L'efficacité du stockage (déduplication, compression) est conservée sur le réseau et sur le volume secondaire.
  • Les données peuvent être répliquées de façon flexible entre des nœuds de stockage NetApp non similaires, via des topologies de réplication un-à-un, un-à-plusieurs, plusieurs-à-un et plusieurs-à-plusieurs (avec la réplication asynchrone).
  • Avec FlexClone, vous pouvez utiliser les données de reprise après incident pour le développement/test, l'exploration de données ou d'autres fonctions. De plus, vous pouvez tester entièrement votre plan de reprise après incident sans impact sur la production et la réplication en cours.
  • Vous pouvez utiliser SnapMirror au sein d'un même cluster ou entre plusieurs clusters.

 

Si vous connaissez déjà SnapMirror volume exécuté sur des systèmes de stockage 7-Mode, SnapMirror dans clustered Data ONTAP vous semblera certainement très familier. La copie secondaire hérite des économies d'efficacité du stockage du volume primaire (à partir de la déduplication et/ou de la compression).

 

D'autres fonctionnalités sont également disponibles avec clustered Data ONTAP, comme les miroirs de partage de charge, qui permettent de répliquer un volume sur plusieurs nœuds dans le même cluster afin d'accélérer les charges de travail en lecture seule.

 

Comme pour SnapVault, lors de la configuration de la technologie d'un cluster à un autre, au moins une interface logique intercluster doit être configurée par nœud de cluster, et la réplication se produit entre des SVM dans une relation entre pairs. Des informations détaillées sur l'utilisation de SnapMirror avec clustered Data ONTAP sont disponibles dans le document TR-4015.

Conclusion

Les technologies d'efficacité du stockage dans clustered Data ONTAP constituent plus qu'un simple prolongement des fonctionnalités 7-Mode habituelles. NetApp met tout en œuvre pour proposer de nouvelles fonctionnalités plus puissantes afin de vous permettre d'accomplir encore davantage, en minimisant vos efforts et votre espace de stockage, dans votre environnement de stockage en cluster.

Vous avez des commentaires ?

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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Mesure de l'efficacité du stockage

NetApp propose toute une gamme d'outils pour vous aider à appréhender l'efficacité du stockage. Nous vous invitons à les essayer.

  • Calculateur d'efficacité IT : évaluez les économies que vous pouvez réaliser en termes de stockage grâce aux fonctionnalités d'efficacité du stockage NetApp.
  • NetApp Systems Manager : cet outil est constitué d'une interface graphique simple d'utilisation qui vous permet d'exploiter des fonctionnalités d'efficacité du stockage et de voir les économies réalisées.
  • My AutoSupport : parmi ses nombreuses fonctionnalités, l'outil My AutoSupport™ propose un tableau de bord sur l'efficacité du stockage qui vous permet de connaître l'espace de stockage économisé (connexion requise au site de support NetApp). Vous trouverez davantage d'informations sur My AutoSupport dans Tech OnTap.

 

Retour aux notions de base

 

Découvrez les notions de base des principales technologies NetApp en lisant la série Tech OnTap - Retour aux notions de base :

 

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