Pourquoi vSAN (HCI : Hyper Convergence Infrastructure)

vSAN est une solution stockage qui utilise les médias de stockage internes (Disque dur, SSD, NVME, …) de plusieurs hyperviseurs formant un cluster pour qu’ils soient vus par chacun comme un seul espace de stockage partagé.

vSAN a été conçu pour simplifier l’utilisation du stockage et diminuer les coûts opérationnels et d’acquisition. En effet contrairement aux solutions classiques vSAN ne nécessite pas de compétences pointues et de matériels dédiés spécifiques.

Pourquoi est-il important d’avoir besoin d’un espace de stockage partagé par plusieurs hyperviseurs ?

  • Les VMs sont constituées de fichiers persistants, pour qu’elles puissent s’exécuter sur l’ensemble des hyperviseurs il faut que ceux-ci puissent y accéder.

Quelles fonctionnalités de vSphere ont le plus besoin d’un stockage partagé ?

  • High Availability (HA) : Assure la haute disponibilité des VMs et ses applications. Si l’hyperviseur qui exécute la VM subit une panne, la VM est redémarrée sur un autre hyperviseur.
  • Distributed Resources Scheduler (DRS) : Réparti les charges (VMs) entre les hyperviseurs de façon à optimiser l’utilisation des ressources.
  • vMotion : Fonctionnalité qui permet de déplacer à chaud une VM d’un hyperviseur à un autre de façon préventive. Par exemple lors des opérations de maintenance pour éviter des interruptions de service.
  • Fault Tolerant : Une VM est exécutée sur un hyperviseur et les instructions (mémoire, CPU) induites sont envoyées simultanément sur un autre hyperviseur. Si l’hyperviseur qui effectue l’exécution subit une panne, l’autre hyperviseur active la VM immédiatement, il n’y aura pas d’interruption de service.

 

Avec des solutions de stockage traditionnelles, les administrateurs créent plusieurs espaces de stockage en fonction de leur capacité de stockage, de performance et de résilience.

Pour respecter le niveau de service requis par les applications, l’administrateur doit connaître les capacités de ces différents espaces de stockage.

Pour simplifier tout ça, vSAN ne créé lui qu’un seul espace de stockage et bénéficie d’une fonctionnalité intéressante : les politiques de stockage. L’administrateur les créés en fonction du niveau de service souhaité (niveau de tolérance aux pannes, de performance, de réservation, …).

Lorsqu’il crée une VM, il affecte à celle-ci la politique de stockage souhaitée et c’est ensuite l’hyperviseur qui s’assure que la VM sera stockée correctement afin de respecter ce niveau de service.

Si vous utilisez un portail self-service tel que vRealize Automation, celui-ci sera capable aussi d’affecter automatiquement la politique de stockage attendue à la VM à déployer.

Les politiques de stockage de vSAN apportent de la souplesse et un gain de temps non négligeable qui pourra être utilisé à autre chose.

vSAN est directement et complètement intégré dans l’hyperviseur, il ne nécessite pas d’installation. L’administration se fait comme pour l’hyperviseur, directement via le client web de vSphere.

vSAN est la brique principale des offres HCI (Hyper Convergence Infrastructure) qui consiste à créer un cluster de ressources comprenant des serveurs physiques, du stockage interne, un hyperviseur, un logiciel de virtualisation du stockage et de virtualisation du réseau.

Elle peut être « consommée » sous plusieurs formes différentes :

  • Dans des « Appliances Constructeur » comme par exemple VxRAIL ou VxRACK (il en existe d’autres chez plusieurs constructeurs). Le constructeur se charge d’effectuer l’ingénierie d’intégration et assure le support de l’ensemble.
  • Chez les cloud publics : AWS, IBM, OVH, ATOS et bien d’autres. Ici la constitution du cluster de ressources se fait à la volée, l’administrateur choisi le nombre d’hyperviseurs et un configurateur se charge d’interconnecter les serveurs entre eux, installe et configure la partie logicielle.
  • Directement sur vos hyperviseurs à base de serveurs compatibles vSAN Ready Node. Ici tous les composants ont déjà été validés par le constructeur.
  • Sur vos serveurs existants, dans ce cas Il y a un point de vigilance à prendre en compte si vous voulez que la solution fonctionne correctement. Il faut s’assurer que la carte contrôleur des médias, le média de cache et le media de capacité figurent bien dans la matrice de compatibilité.

J’ai des clients dans chaque cas de figure :

  • L’utilisation du modèle Appliance concerne des clients qui ont une certaine maturité et qui ne souhaitent plus avoir à gérer les installations de serveurs et des logiciels mais consacrent leur temps aux besoins plus proches des métiers.
  • L’utilisation du cloud public concerne des clients qui ne veulent plus du tout gérer d’infrastructures physiques et logiciels. Avoir vSAN dans le cloud public permet d’avoir le même mode opérationnel que sur le cloud privé, avec une définition des niveaux de service au travers des politiques de stockage.

Je vous conseille de bien répartir les serveurs dans des racks différents et de créer des « Fault Domain », comme illustré dans l’exemple ci-dessous : une VM est bien sûr stockée sur deux hyperviseurs différents mais surtout dans deux racks différents. Ainsi, si vous perdez un rack complet la VM restera malgré tout accessible. Le placement inter rack est automatique, la seule chose que l’administrateur est amené à faire c’est de définir l’appartenance de chaque hyperviseur à un rack donné.

Ce qui fait aussi la force de vSAN c’est son évolutivité, vous démarrez avec au minimum trois hyperviseurs et vous évoluez en fonction de vos besoins. Vous avez de nouvelles applications à héberger ? Vous ajoutez un hyperviseur (cela se fait à chaud) et votre cluster se retrouve avec plus de ressource processeur, mémoire, stockage et IOPS.

Autre point important si vous avez des sites distants, magasins, usines, agences ou autres qui ne nécessitent pas beaucoup de ressources, vous pouvez partir sur une configuration à deux hyperviseurs. Ces sites sont plus simples à déployer : juste deux serveurs !

Si vous avez des contraintes de licences avec un certain éditeur, grâce à vSAN et son espace de stockage partagé uniquement par les membres d’un cluster, vous pouvez affecter les licences de cet éditeur à ce cluster, et comme le stockage est « étanche », les autres hyperviseurs ne pourront pas accéder aux VMs.

Si vous avez des contraintes de sécurité, sachez que l’espace de stockage vSAN peut être crypté.

Si vous avez besoin de disponibilité, pas de souci, suivant la définition des politiques de stockage vous pouvez perdre un ou plusieurs hyperviseurs ou encore un site complet (configuration stretched cluster).

Dans l’illustration ci-dessous la VM est à la fois protégée sur le site local et sur le site distant, de manière à ce qu’une panne d’un hyperviseur n’entraine pas une bascule distante. Le witness sert d’arbitre en cas de rupture totale des communications inter-sites, les données générées par les VMs ne sont jamais envoyées au Witness.

Vous pouvez aussi augmenter cette disponibilité en ajoutant une réplication sur un troisième site en général beaucoup plus éloigné.

Je n’aborde pas toutes les fonctionnalités comme, la déduplication, la compression ou encore la possibilité de limiter les IOPS, ça serait trop long.

Comme son utilisation est transparente, vSAN ne se cantonne pas à un seul cas d’usage, mes clients l’utilisent comme du stockage traditionnel et ce pour tout type d’application, A titre d’exemple, le premier client vSAN Français a commencé avec un petit périmètre pour de la sauvegarde et maintenant l’utilise pour l’ensemble de ses environnements virtualisés en mode stretched cluster (cluster réparti sur deux sites éloignés de quelques kilomètres à des fins de résilience). Résultat : il ne possède plus de baie de stockage !

Les gains : le coût, la simplicité, la résilience et la performance.

Si je résume :

  • Rien à installer, tout est dans l’hyperviseur.
  • Pas de compétences spécifiques requises.
  • Plus besoin de baie de stockage et de réseau SAN, on utilise les médias internes.
  • Un seul et unique espace de stockage pour un cluster d’hyperviseur.
  • Niveau de service défini par des politiques de stockage.
  • Évolutivité verticale (ajout/retrait de média de stockage) ou horizontale (ajout/retrait d’hyperviseur).
  • Résilience locale ou par site.
  • Configuration deux hyperviseurs pour sites distants.
  • Large support de constructeurs et d’acteurs de cloud public.

Si vous souhaitez en savoir plus sur vSAN :