AugmentAtion des performAnces d`un réseAu sAn grâce Aux bAies

rubrique :
l’entreprise efficace
Augmentation des
performances d'un
réseau SAN grâce
aux baies SSD Dell
EqualLogic PS6000S
Auteurs : Dylan Locsin
Ujjwal Rajbhandari
Wendy Chen
L
Catégories associées :
Stockage Dell EqualLogic
Stockage
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Les disques durs SSD (Solid State Drives) offrent
désormais de nouvelles solutions de stockage Dell™
EqualLogic™ série PS fiables et hautes performances
pour les applications professionnelles gourmandes.
La baie Dell EqualLogic PS6000S fournit un stockage
rentable basé sur disque dur SSD qui peut facilement
être intégré aux environnements de réseau de stockage
SAN multiniveau. Cette solution constitue ainsi un moyen
simple et évolutif pour satisfaire les demandes de
performances des applications spécifiques.
es charges de travail de l’application de
traitement des transactions en ligne OLTP et
d’autres applications professionnelles majeures
étant de plus en plus lourdes, les administrateurs
doivent absolument trouver une méthode efficace
pour gérer les besoins de performances de leurs
systèmes de stockage. Les disques durs mécaniques
traditionnels présentent des caractéristiques de
performances, notamment en termes de temps
d’accès et de temps de rotation, qui complexifient la
gestion des besoins, de plus en plus importants,
associés aux applications de transactions intensives.
Pour offrir les performances adéquates, de
nombreux administrateurs informatiques utilisent des
solutions telles que l’entrelacement de données sur
de nombreux disques haute vitesse (wide striping)
ou l’écriture de données sur la portion externe d’un
plateau de disque tournant (short stroking). Bien que
ces tactiques permettent d’atteindre les performances
visées, elles sont souvent à l’origine d’une
sous-utilisation d’une grande capacité de stockage.
Cela peut augmenter la complexité des tâches et les
coûts liés à l’achat de capacité inutilisée, de blocs
d’alimentation supplémentaires et de ventilateurs
pour les disques supplémentaires.
Une nouvelle option est désormais disponible pour
les solutions de stockage Dell EqualLogic série PS : la
technologie SSD (Solide State Drive). Outre une fiabilité
accrue, une efficacité énergétique améliorée et une
utilisation optimale de l’espace, les disques durs SSD
offrent des performances exceptionnelles qui sont à
l’origine d’une réduction importante du temps de
réponse de lecture et d'écriture aléatoires par rapport
aux disques durs mécaniques traditionnels. Auparavant,
des coûts importants étaient souvent associés à la
DELL POWER SOLUTIONS | Juin 2009
technologie SSD. À présent, cette technologie constitue
une option efficace pour les charges de travail des
applications spécifiques nécessitant d’excellentes
performances de stockage.
Afin que les entreprises profitent des avantages
de la technologie SSD, la baie de stockage Dell
EqualLogic PS6000S offre les performances
remarquables d’une baie SSD rentable qui peut
facilement être intégrée aux réseaux de stockage
multiniveau SAN ISCI EqualLogic. La baie
EqualLogic PS6000S fait partie de la série PS6000
de Dell EqualLogic qui prend en charge une gamme
d’options de disques durs Serial ATA (SATA),
d’interface SAS et SSD que les administrateurs
peuvent combiner sur une plateforme économique et
hautes performances offrant évolutivité, fiabilité et
facilité de gestion.
Comprendre les avantages et les
défis associés à la technologie SSD
La technologie SSD peut constituer une solution
optimale pour les administrateurs qui doivent fournir
un stockage hautes performances pour les charges
de travail d’applications spécifiques telles que les
applications de base de données OLTP. Les disques
durs SSD présentent plusieurs avantages clés par
rapport aux périphériques de stockage mécaniques
traditionnels. Ces avantages incluent les suivants :
■■
Hautes performances : contrairement aux disques
durs mécaniques, les disques durs SSD sont
dépourvus de pièces mobiles. Ainsi, ils sont
caractérisés par un temps de rotation nul et un temps
de réponse minimal. De plus, leurs temps de réponse
Reprinted from Dell Power Solutions, June 2009. Copyright © 2009 Dell Inc. All rights reserved.
■■
■■
■■
■■
de lecture et d’écriture aléatoires sont
considérablement réduits par rapport
aux disques durs mécaniques.
Faible consommation d’énergie : les
disques durs SSD étant dépourvus de
pièces mobiles et de moteur, leur
co n s o m m at i o n
d ’ é n e rg i e
e st
particulièrement faible par rapport aux
disques durs mécaniques. Par ailleurs,
ils ne consomment généralement de
l’énergie que lors des opérations
effectives de lecture et d’écriture. Ainsi,
leur consommation d’énergie est réduite,
voire nulle lorsqu’ils sont inactifs.
Fiabilité accrue : les disques durs SSD
étant dépourvus de pièces mobiles, ils
offrent une meilleure résistance aux
chocs et aux vibrations par rapport aux
disques durs mécaniques. Ainsi, le
temps de fonctionnement entre deux
pannes ou MTBF (Mean Time Between
Failure) sur les disques durs SSD est
considérablement plus élevé que sur
les disques durs mécaniques. De ce
fait, les disques durs SSD conviennent
aux environnements robustes tels que
les champs et secteurs militaires, dans
lesquels le déploiement sur site expose
le matériel à la poussière, aux vibrations
et à d’autres conditions difficiles.
Par exemple, le MTBF indiqué pour le
disque dur SSD de 50 Go de la baie
Dell EqualLogic PS6000S équivaut à
2 000 000 d’heures.
Rentabilité accrue : les disques durs
SSD présentent un rapport coût/
gigaoctet élevé par rapport aux disques
durs mécaniques, lorsqu’ils sont utilisés
pour les points d’accès aux données
des applications spécifiques hautes
performances (par exemple, les tables
tempdb et les tables d’indexation dans
Microsoft ® SQL Server ® ou les
applications de base de données
Oracle®). Toutefois, ils constituent une
solution rentable qui permet d’atteindre
un niveau de performances similaire ou
plus élevé par rapport aux disques durs
mécaniques utilisant l’entrelacement
de données (wide striping) et l’écriture
de données sur une portion réduite de
disque dur « short stroking ». De plus,
en raison du temps d’accès et du temps
de rotation inhérents aux disques durs
SSD, l’ajout de disques durs ne réduit
pas la latence au niveau approprié pour
certaines charges de travail.
Format compact : les disques durs SSD
ont un format beaucoup plus compact
que les disques durs mécaniques. De
plus, ils sont généralement plus légers,
ce qui réduit certaines contraintes
physiques associées au rack du
datacenter et à l’infrastructure de
plancher.
Bien que la technologie SSD offre de
nombreux avantages, son déploiement
présente des difficultés. Par exemple, les
disques durs SSD offrent actuellement une
capacité inférieure à celle offerte par les
disques durs mécaniques, avec un coût/
gigaoctet relativement élevé. En général,
ils ne sont donc pratiques que dans des
situations spécifiques. En outre, il est
primordial que les administrateurs
appliquent les meilleures pratiques
associées à un déploiement optimal
lorsqu’ils intègrent des disques durs SSD
à des réseaux de stockage SAN existants.
Cette mesure permet d’éviter une baisse
de performances dans l’ensemble de
l’infrastructure de stockage.
Par exemple, lorsque des disques durs
SSD sont déployés dans une architecture
traditionnelle à deux contrôleurs, basée
sur la trame, les limites de capacité ou
d’évolutivité des contrôleurs peuvent
réduire les performances des disques en
question. Dans ce type d’environnement,
les disques durs SSD sont servis par les
contrôleurs qui prennent en charge des
périphériques non SSD. Par conséquent,
lorsque des disques sont ajoutés,
l’augmentation du nombre d’E/S par
seconde sur les disques durs SSD risque
d’avoir un impact négatif important sur la
capacité d’E/S des contrôleurs. Le goulot
d’étranglement ou la contention des
ressources qui résulte de ces risques
peuvent réduire les performances des
périphériques non SSD et contribuer à une
baisse globale de performances, de
l’efficacité et de l’évolutivité de l’ensemble
du réseau de stockage SAN.
Pour éviter de tels pièges, les entreprises
informatiques doivent non seulement être
conscientes de l’impact d’une intégration de
disques durs SSD aux baies SAN sur leur
architecture de stockage, mais elles doivent
également tenir compte des besoins de
stockage des autres applications. Une
solution consiste à déployer plusieurs îlots
de stockage sur baie dédiés aux disques
durs SSD et aux disques durs traditionnels.
Toutefois, cette approche peut augmenter
les coûts et la complexité de l’infrastructure
de stockage. En effet, elle augmente le
nombre de points de gestion et annule une
partie des avantages de consolidation liés à
la migration vers un réseau de stockage
partagé SAN.
Les baies SSD s’avèrent particulièrement
efficaces lorsqu’elles sont déployées dans
un environnement multiniveau dont les
performances de stockage et la capacité
varient en fonction des besoins de
traitement de la charge de travail. Par
exemple, un environnement de stockage
échelonné optimisé peut associer des
baies SATA destinées à des charges de
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travail haute capacité, mais de
performances réduites (stockage
niveau 2), des baies de lecteurs SAS pour
des charges de travail hautes performances
et de capacité réduite (stockage niveau 1)
et des baies SSD pour des charges de
travail aux performances exceptionnelles
et de capacité limitée (stockage
niveau 0).
Application des meilleures
pratiques lors du
déploiement des disques
durs SSD
Bien que les disques durs SSD offrent des
avantages importants en termes de
performances, leur coût élevé et leurs
capacités limitées font d’eux une solution
efficace lorsqu’ils sont déployés en tant que
solution dédiée à des cas particuliers. Pour
savoir si un scénario particulier convient au
déploiement des disques durs SSD, les
administrateurs doivent prendre en compte
plusieurs facteurs, notamment la capacité,
les besoins en termes de performances et la
taille du bloc. Ainsi, les disques durs SSD
peuvent constituer une solution clé pour les
charges de travail nécessitant un niveau de
performances élevé (notamment, un temps
d’accès réduit et des E/S par seconde
élevée) et une capacité limitée.
Contrairement aux disques durs
traditionnels, les disques durs SSD sont
particulièrement adaptés aux situations
dans lesquelles la taille du bloc de transfert
est réduite, par exemple, pour les applications
OLTP. Dans ces situations, les disques durs
SSD peuvent réduire considérablement le
temps d’accès et le temps de rotation
inhérents aux disques durs traditionnels. Ils
peuvent même être la seule solution
intéressante dans les cas où les stratégies
des disques durs traditionnels (entrelacement
de données ou short striking) ne permettent
pas d’éliminer la latence ou d’améliorer le
débit de transaction. Les applications
associées à des jeux de données caractérisés
par de lourdes charges de travail de lecture
ou de lecture/écriture (par exemple, les
tables de base de données temporaire
tempdb et les tables d’indexation) peuvent
profiter pleinement des avantages offerts
par les disques durs SSD. En revanche, les
avantages des disques durs SSD en termes
de performances sont moins importants
pour les applications OLAP (traitement
analytique en ligne) ou les applications
d’entreposage de données qui effectuent
une lecture séquentielle de grands blocs de
données et demandent un volume de
stockage important.
Les disques durs SSD conviennent
également aux scénarios caractérisés par
des E/S par seconde élevées et une faible
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Rubrique :
l’entreprise efficace
latence. Par exemple, les disques durs sont
parfaits pour les infrastructures de bureau
virtuel (VDI) dans lesquelles les images du
bureau de l’utilisateur final sont déplacées
vers un serveur centralisé, puis virtualisées.
En général, le déploiement de l’interface VDI
génère un volume important de transactions
de stockage basées sur un serveur. Pour
cette raison, le taux d’E/S de stockage est
souvent très important alors que le temps
de réponse doit rester très bas pour garantir
une certaine productivité pour l’utilisateur
final. Par ailleurs, certains scénarios de
bureau virtuel tels que l’approche VMware®
View utilisent une architecture de clones liés
dans laquelle une image du bureau principal
est accessible à tous les utilisateurs. L’image
du bureau principal est stockée sur le réseau
de stockage SAN et les données propres à
l’utilisateur sont stockées ailleurs et liées à
la copie principale. La copie principale
nécessitant des E/S par seconde élevées et
une faible latence, ce type de déploiement
de bureau virtuel peut également convenir
à une solution basée sur disque dur SSD.
Évaluation des baies SSD Dell EqualLogic PS6000S
Les disques durs SSD peuvent offrir des performances remarquables par rapport
aux disques durs traditionnels, en particulier pour des charges de travail spécifiques
hautes performances. Les baies SSD Dell EqualLogic PS6000S sont vendues au
même prix que les baies EqualLogic PS6000E Serial ATA (SATA) de milieu de gamme.
Dans certains cas, la baie SSD EqualLogic PS6000S offre des performances plus
élevées et moins coûteuses par rapport à une baie de disque dur traditionnel.
Normalized transactions
per minute
2.0
1.5
1.0
0.5
0
Without SSD tier
With SSD tier
Figure A. Comparaison des transactions par minute avec et sans niveau
de stockage de disque dur SSD
1.2
Normalized response time
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Without SSD tier
With SSD tier
Figure B. Comparaison des temps de réponse avec et sans niveau de stockage
de disque dur SSD
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DELL POWER SOLUTIONS | Juin 2009
Dans le cadre de l’évaluation des performances de la baie SSD
EqualLogic PS6000S par rapport à celles des disques durs traditionnels, l’équipe
Dell de gestion des solutions Oracle a utilisé, en mars 2009, l’outil de simulation
Benchmark Factory for Databases de Quest Software pour évaluer les performances
lors de deux déploiements de réseaux de stockage iSCSI SAN EqualLogic série PS
(un déploiement avec un niveau de stockage sur disque dur SSD et un déploiement
sans stockage sur disque dur SSD). La configuration de l’environnement de test
comprenait deux serveurs lame Dell PowerEdge™ M710, chacun associé à deux
processeurs à quatre cœurs Intel® Xeon® à 2,67 GHz (RAM de 24 Go), ainsi qu’à
quatre cartes d’interface réseau Broadcom NetXtreme II 5709 Gigabit Ethernet
à double port pour le trafic iSCSI. Le stockage externe comprenait deux baies
EqualLogic PS6000XV et une baie EqualLogic PS6000S dans des configurations
RAID-10, avec deux disques de rechange dans chaque membre, utilisant des
disques SAS à 15 000 tr/min dans les baies EqualLogic PS6000XV et des disques
durs SSD de 50 Go, dans la baie EqualLogic PS6000S. Les connexions réseau
intégraient deux commutateurs Gigabit Ethernet de couche 3 dotés de 48 ports en
cuivre Dell PowerConnect™ 6248 pour le réseau de stockage SAN. Outre la charge
de travail de l’application Oracle Real Application Clusters 64 bits (RAC) 11.10.7
Enterprise Edition, le SE et les pilotes de périphériques incluaient également le SE
Microsoft Windows Server® 2003 Release 2 (R2) Enterprise Edition x64 avec Service
Pack 2 (SP2), Microsoft iSCSI Software Initiator 2.0.8 et le module spécifique au
périphérique MPIO (E-S réparties sur plusieurs chemins) EqualLogic.
Un déploiement utilisait les deux baies EqualLogic PS6000XV avec des disques
durs SAS uniquement tandis que l’autre utilisait une baie EqualLogic PS6000XV
avec des disques SAS et une baie EqualLogic PS6000S, avec des disques durs SSD
comprenant des jeux de données exigeants en lecture. La configuration de base
de données associée aux deux déploiements incluait un cluster RAC Oracle à deux
nœuds, avec 130 Go de taille de schéma totale de base de données.
L’équipe de test était chargée de calculer à la fois le nombre de transactions
par minute (TPM) et le temps de réponse moyen par transaction pour les deux
déploiements, à l’aide d’une charge de travail de traitement des transactions en
ligne OLTP. Le test a montré que le débit et le temps de réponse sur le réseau de
stockage SAN comprenant les disques durs SSD étaient supérieurs à ceux associés
aux réseaux de stockage SAN sans disque dur SSD. Comparé au système de
référence entièrement configuré avec des disques durs mécaniques SAS, le réseau
de stockage SAN, comprenant les disques durs SSD, assurait une augmentation
de 75 % du nombre de transactions par minute (TPM) et une réduction de 60 %
du temps de réponse moyen par transaction (voir Figures A et B). Bien entendu, les
performances réelles varient en fonction de la configuration et de l’utilisation.
L’excellent débit d’E/S et le temps de réponse ultra-rapide démontrés par les tests
indiquent que la baie SSD EqualLogic PS6000S convient aux charges de travail à faible
latence hautes performances telles que les applications de base de données OLTP.
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Intégration de baies SSD
à un environnement de
stockage multiniveau
La baie SSD Dell EqualLogic PS6000S
peut être associée à des baies SAS ou
SATA EqualLogic existantes ou nouvelles
pour former un environnement de
stockage échelonné (voir Figure 1). Grâce
à cette approche, les entreprises
informatiques peuvent offrir un équilibre
personnalisé de capacité et de
performances rentables, associé à un débit
et à un temps de réponse exceptionnels
(voir l’encadré « Évaluation des baies SSD
Dell EqualLogic PS6000S » de cet article).
Par ailleurs, l’architecture de stockage pair
à pair modulaire Dell EqualLogic est
conçue pour une intégration transparente
de plusieurs baies EqualLogic,
indépendamment de la génération de
matériel à laquelle elles appartiennent et
du type de lecteur qu’elles contiennent.
L’architecture de stockage EqualLogic
peut pallier la contention des ressources du
contrôleur sur les disques durs SSD, qui
peut avoir un impact sur les conceptions de
stockage traditionnelles. Étant donné que
chaque baie de stockage EqualLogic d’un
réseau de stockage SAN (y compris la baie
EqualLogic PS6000S) intègre un groupe
de contrôleurs spécifique, ainsi qu’une
mémoire cache et des liens de réseaux
répondant aux besoins de ses disques en
termes d’entrée/sortie, les performances du
réseau de stockage SAN peuvent continuer
à augmenter si d’autres baies (associées à
un type de lecteur différent) sont ajoutées.
Les administrateurs peuvent segmenter un
pool de baies SSD pour que leurs charges
de travail haute priorité soient associées à
un jeu de contrôleurs dédié. Inversement,
les charges de travail moins lourdes,
toutefois importantes, provenant des autres
disques possèdent également leurs propres
ressources de groupes de contrôleurs.
Ainsi, les baies EqualLogic peuvent tirer
parti des gains de performances issus des
disques durs SSD, tout en évitant une perte
de performances liée à la contention des
ressources des contrôleurs et du port
réseau ou encore, à l’augmentation de la
complexité et des coûts de gestion liés au
déploiement d’îlots de stockage SAN par
les administrateurs.
L’intégration de la technologie SSD à
l’architecture de stockage EqualLogic
facilite également l’intégration. Comme
d’autres baies EqualLogic série PS, les
baies EqualLogic PS6000S sont conçues
pour être déployées rapidement sur un
réseau de stockage SAN EqualLogic sans
induire de temps d’inactivité.
Performance
Pool 1
EqualLogic
PS6000S arrays
with SSDs for
virtual desktops
and Oracle tempdb
and index tables
Pool 2
EqualLogic PS6000XV arrays with
15,000 rpm SAS drives in RAID-10
configuration for critical Microsoft SQL Server or
Oracle OLTP databases and VMware ESX servers
(great combination of IOPS and capacity)
Capacity
Pool 3
EqualLogic PS6000X arrays with 10,000 rpm SATA drives
in RAID-5 configuration for e-mail, mainstream databases,
Microsoft Hyper-V virtualization, Web servers, and file data
(good IOPS per dollar and cost per terabyte)
™
Pool 4
EqualLogic PS6500E arrays with 7,200 rpm SATA drives in
RAID-6 configuration for large file shares, backups, and
archiving (best cost per terabyte in the EqualLogic PS6000 Series)
Figure 1. Adapter les options de stockage de Dell EqualLogic série PS6000 aux besoins de performances
des charges de travail
Innovation de
l’infrastructure de
stockage grâce aux baies SSD
l’Institut indien de technologie, à Roorkee et
d’un master en ingénierie électrique (M.S.),
délivré par l’Université A&M du Texas.
Les disques durs SSD sont apparus comme
une excellente option de stockage hautes
performances pour les charges de travail
de certaines applications professionnelles.
Intégrée au système Dell EqualLogic série
PS des baies de stockage virtualisées, la
baie SSD EqualLogic PS6000S permet
aux entreprises de répondre aux besoins
croissants des applications en termes de
performances, d’une manière simple,
évolutive et rentable, tout en offrant une
fiabilité et une efficacité énergétique
accrue.
Wendy Chen est ingénieur système et fait
partie de l’équipe de gestion des solutions
Oracle de l’ingénierie de solutions
d’entreprise, un groupe de produits Dell. Elle
se concentre principalement sur la base de
données RAC d’Oracle, les caractéristiques
de performances, la reprise après sinistre et
les solutions de protection des données. Elle
était auparavant chargée d’administrer une
base de données Oracle. Elle est titulaire
d’une maîtrise d’informatique (M.S.) délivrée
par Brigham Young University.
Dylan Locsin est consultant en marketing
de produits pour les solutions de stockage
Dell. Il a 9 ans d’expérience en matière de
communication et de commercialisation des
technologies de stockage, technologies de
mise en réseau et technologies logicielles
d’entreprises pour Dell, EqualLogic, NSI
Software, Onaro et NetScout Systems. Il est
titulaire d’un B.A. (licence de lettres) délivré
par Tufts University.
Ujjwal Rajbhandari est consultant en
marketing de produits pour les solutions de
stockage Dell. Il est titulaire d’une licence en
ingénierie électrique (B.E.), délivrée par
Reprinted from Dell Power Solutions, June 2009. Copyright © 2009 Dell Inc. All rights reserved.
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