Virtualisation & Cloud Computing

Serveur de stockage en réseau NAS

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Serveur de stockage en réseau NAS

 Un NAS (Network Attached Storage) est un serveur de stockage

à part entière pouvant être facilement attaché au réseau de

l'entreprise afin de servir de serveur de fichiers et fournir un

espace de stockage tolérant aux pannes.

 Un NAS posséde:

 Son propre SE dédié à la gestion de données,

 Son propre logiciel de configuration,

 Sa propre adresse IP (statique) spécialement configuré pour la gestion

d’un espace de stockage à destination de clients hétérogènes

 Un NAS permet de répondre aux exigences de stockage pour un

nombre important de VM.

Serveur de stockage en réseau NAS

17

https://www.youtube.com/watch?v=37Qhsz6qojs

Serveur de stockage en réseau NAS

18

 Les serveurs de stockage en réseau NAS permettent le

partage d’un même fichier entre de multiples serveurs,

VM et clients dans un environnement hétérogène via le

réseau Ethernet de l’entreprise.

 Le plus souvent un réseau local Ethernet, mais parfois au

travers un réseau étendu de type WAN.

 L’utilisation d’un NAS est adaptée aux applications

faisant appel au service de fichiers comme

l’hébergement de sites WEB ou encore les serveurs de

fichiers ou de messagerie.

Serveur de stockage en réseau NAS

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Avantage :

 Son administration est simplifié: Un NAS se configure et se

gère généralement depuis une interface WEB depuis

laquelle sera proposée un système de gestion des accès, de

gestion de quotas, de réplication, etc.

 Coût faible par rapport au SAN

Inconvénient :

 Stockage NAS ne peut envoyer que des fichiers, et non des

blocs de données.

 Utilise le réseau IP de l’entreprise donc risque d’engendrer

des congestions particulièrement pour de gros transferts de

données.

IP SAN vs FC SAN

Description

IP SAN

FC SAN

Network speed

1 Gbit/s, 10 Gbit/s, 40 Gbit/s

4 Gbit/s, 8 Gbit/s, 16 Gbit/s

Network

architecture

Transmission

distance

Existing IP networks

Dedicated FC network and HBA card

No limit in theory

Limited by the transmission distances

of optical fibers

Management and

maintenance

Simple operations like those with IP

devices

Complex techniques and

management

Compatibility

Compatible with all IP network

devices

Poor compatibility

Performance

1 Gbit/s is the current mainstream; 10

Gbit/s is emerging.

High transmission and read/write

performance

Cost

Low purchase and maintenance costs

High purchase costs (FC switches,

HBA cards, FC disk arrays, etc.) and

maintenance costs (personnel

training, system configuration and

monitoring)

DR

Built-in local and remote disaster

recovery capability at low costs

High hardware and software costs for

DR

Security

Relatively low

High

Tête de NAS

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 NAS HEAD : Groupement de machine(s) (cluster)

offrant les données persistantes (SAN) à l’extérieur à

travers le protocole TCP/IP

 Caractéristiques :

 Haute disponibilité (High Availability)

 Groupes redondantes de disques (redundant storage array)

 Serveurs redondants (redundant server)

 Redémarrage automatique et disponible en quelques minutes

 Haute performance (High Performance)

 Système d’exploitation optimisé I/O pour serveurs de fichiers

 Connexion multiple entre Serveurs et SA (distribution de charge)

 Cache sur SA

Tête de NAS

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DAS vs SAN vs NAS

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Storage Array : RAID

 RAID signifie Redundant Array of Independent Disks, ce

qui veut dire littéralement regroupement redondant de

disques indépendants.

 Il s’agit de mettre en grappe plusieurs disques

durs pour en obtenir une partition logique unique.

 En clair, à partir de plusieurs disques durs physiques, on

obtient un seul espace visible par le système

d’exploitation.

 https://www.youtube.com/watch?v=WqGeTOt6A0Q&t

=57s

Pourquoi le RAID ?

26

 Proposé en 1987 par l’université de Berkeley

 3 axes d’amélioration de l’existant:

 Coût

 Performances

 Disponibilité des données

 Qui sont difficiles à concilier en même temps

Performances : le data stripping

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Disque

logique

bloc 1

bloc 2

bloc 3

bloc 4

bloc : bloc de

données

destiné à être

stocké sur un

disque physique

Disques

physiques

bloc 1

bloc 4

bloc 2

bloc 3

Stripe :

ensemble

de blocs

de même

niveau

 Le système voit un disque logique, dont les blocs de données sont en fait répartis

sur plusieurs disques physiques.

 On bénéficie alors de la parallélisation des accès, aussi bien en écriture qu’en

lecture.

 Par contre, en cas de panne de l’un des disques? Donc risque d’indisponibilité

Disponibilité : redondance des données

par duplication (mirroring)

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bloc 1

bloc 2

bloc 3

bloc 4

Disque

logique

bloc 1

bloc 2

bloc 3

bloc 4

Disques

physiques

Disque miroir

bloc 1

bloc 2

bloc 3

bloc 4

 Principe du miroir

 Les données sont dupliquées intégralement sur un 2ème

disque.

Disponibilité : redondance des données

par contrôle de parité

30

Disque

logique

bloc 1

bloc 2

bloc 3

bloc 4

bloc 1

bloc 4

bloc 2

bloc 3

bloc P

Disques physiques

bloc_P = bloc_1 XOR bloc_2 XOR bloc_3

Les propriétés du ou exclusif font que cette relation est équivalente à :

Bloc_1 = bloc_P XOR bloc_2 XOR bloc_3 et ainsi de suite.

On est donc capable de reconstituer l’information de n’importe quel disque à partir

de celle des autres.

Contrôle de parité : reconstitution

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bloc_1 = 01011101

XOR bloc_2 = 11101011

XOR bloc_3 = 01010101

--------------------------------

= bloc_P = 11100011

Si le disque 2 tombe, on reconstruit l’information perdue

à l’aide des 2 autres disques et du disque de parité :

bloc_1 = 01011101

XOR bloc_3 = 01010101

XOR bloc_P = 11100011

--------------------------------

= bloc_2 = 11101011

Inconvénients du contrôle de parité

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 On ne peut perdre qu’un seul disque

 Dans le cas de la mise à jour il faut modifier la parité :

Exemple : bloc_1 est modifié en bloc_1’. Il faut :

Lire l’ancienne valeur de bloc_1

Lire l’ancienne parité

Calculer la nouvelle parité = bloc_1 XOR bloc_1’ XOR bloc_P

Écrire la nouvelle parité

Écrire la nouvelle valeur de bloc 1

On doit faire 4 accès disques !

Les modèles de base sans parité

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RAID 0 (data stripping)

RAID 1 (mirroring)

RAID 0 : c ’est simplement le data striping.

Uniquement amélioration des performances.

Aucune sécurisation.

 Surcoût 0

RAID 1 : c ’est simplement le miroir.

 Disponibilité

 Améliore les performances de lecture (disque

le + rapide répond en premier).

 Dégrade légèrement les temps de réponse en

écriture (attente du disque le + lent).

 Surcoût 100 % (doublement de la capacité)

Les modèles de base à parité tournante

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RAID 5

Parité

tournante

La parité est écrite alternativement sur l’ensemble des disques.

Conçu au départ pour les applications transactionnelles en lecture, donne de bons

résultats aussi dans le cas de grosses E/S.

 Performance moins bonne en écriture à cause de la parité

Surcoût 1/nb disques.

On peut perdre un seul disque à la fois.

RAID 10 (0+1)

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Performances du RAID 0 alliées à la disponibilité du RAID 1

 On peut perdre jusqu‘à trois disques sur l’exemple (nombre de disques miroirs)

 Surcoût 100 % (doublement de la capacité)

RAID 50 (0+5)

38

 RAID5 avec utilisation de plus de disques et une meilleure

disponibilité.

Exemples de domaines d’application

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 RAID0:

 Applications utilisant de gros fichiers sans besoin de haute disponibilité,

 Hautes performances en lecture/écriture pour données non critiques (fichiers

temporaires…)

 RAID1:

 Applications nécessitant une quantité limitée de donnés mais avec un besoin de haute

disponibilité,

 Besoin de bonnes performances en lecture et écriture pour données très sensibles

exemple: Journaux de bases de données.

 RAID5: Applications nécessitant des taux E/S élevés sur des faibles volumes

 RAID10:

 Applications avec besoins forts en termes de performance et de disponibilité

 Haute performance en lecture et écriture pour données très sensibles.

 RAID50: Base de données de grandes tailles

Diverses configurations matérielles

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RAID interne

Cluster

Baie externe

SAN

Annexe: Quelques

solutions de virtualiation

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XEN

44

 Xen est une solution de virtualisation open source

développée initialement par le département informatique

de l’Université́ de Cambridge.

 Son développement est aujourd’hui activement sponsorisé

par Citrix, qui a racheté l’éditeur initial XenSource.

 Citrix distribue une version commerciale de Xen, nommée

Citrix XenServer, particulièrement adaptée à la

virtualisation des OS Microsoft Windows et Linux .

XEN

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 Elle est dotée d’une interface d’administration avancée,

et d’un accès au support technique. De grandes sociétés

comme IBM ont contribué au développement de Xen, et

de gros efforts ont été faits par Citrix pour assurer une

compatibilité parfaite avec Windows.

VMWare

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 VMware vSphere est un logiciel d’infrastructure de

Cloud computing de l’éditeur VMware, c’est un

hyperviseur de type 1 (Bare Metal), basé sur

l’architecture VMware ESXi.

 VMware vSphere nécessite une configuration matérielle

restreinte précisée dans le guide de comptabilité

VMware.

VMWare

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 La gestion du serveur hôte peut se faire via plusieurs

possibilités : par le navigateur Web avec une connexion

directe, par une console cliente avec une connexion

directe ou par un outil de gestion centralisée nommé

VMware vCenter Server qui permet d’administrer

l’ensemble des machines virtuelles, des hôtes physiques,

de leurs ressources et des options de l’environnement

(High Availability, Storage vMotion, Distributed Resource

Scheduler, Fault Tolerance) depuis une seule console.

OpenVZ

48

 Une des solutions les plus avancées et matures dans le

domaine de l’isolation est OpenVZ. Ce produit se présente

sous la forme d’un patch pour le noyau Linux, et d’un

ensemble d’outils d’administration. Le patch du noyau

permet à un système GNU/Linux de gérer des contextes

virtualisés.

 Le projet OpenVZ fournit aux systèmes GNU/Linux une

méthode de virtualisation. Cette virtualisation se situe au

niveau du noyau de l’OS. Cela rend possible l’exécution de

multiples instances d’OS GNU/Linux sur la même machine.

Ces instances fonctionnant de façon complètement sécurisées

et partageant intelligemment les ressources du serveur hôte.

OpenVZ

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 Les outils d’administration permettent de créer,

d’instancier, et de contrôler les environnements virtuels.

Rappelons que la technologie d’isolation ne permet

d’exécuter que des serveurs virtuels Linux sur un hôte

OpenVZ, même si ces serveurs peuvent être de

distributions différentes.

Openstack

50

 OpenStack est un ensemble de logiciels permettant de

déployer des open source infrastructures de cloud

computing (IaaS).

 La technologie possède une architecture modulaire

composée de plusieurs projets corrélés (Nova, Swift,

Glance...) qui permettent de contrôler les différentes

ressources des machines virtuelles telles que la puissance

de calcul, le stockage ou encore le réseau inhérents au

centre de données sollicité.



Openstack

51

 OpenStack : Architecture & Composants

 OpenStack possède une architecture modulaire qui

comprend de nombreux composants.

Comparatif entre solutions

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 http://socialcompare.com/fr/comparison/system-

virtual-machines-software