L’hyperconvergence dans votre Data-center avec Win-dows Server 2016

#MSCloudSummit - MS Cloud Summit Paris 2017 Un événement proposé par Agile.Net, aOS, AZUG FR, CMD, GUSS

Vos intervenantsRomain Serre

@RomSerrewww.tech-coffee.net

Mickael Lopes

MVP Cloud & Datacenter Manage-mentConsultant Senior ExakisAuteur:• Hyper-V 2016 Best Practices

(Packt)• Understand Microsoft hypercon-

verged solution

@LopesMickhttps://lopes.im

MVP Cloud & Datacenter Manage-mentConsultant Azeo

#MSCloudSummit - MS Cloud Summit Paris 2017 Un événement proposé par Agile.Net, aOS, AZUG FR, CMD, GUSS3

#J1T7-1 #J1T7-2 #J1T7-3

#J1T7-4 #J1T7-5#J1T5-4

Sommaire• Un monde « Software-Defined »

• Le modèle hyperconvergé

• Deep-Dive Storage Spaces Direct

• Demo

• Conclusion

UN MONDE SOFTWARE-DEFINED Pour un Datacenter plus flexible et orienté Cloud

Un monde Software-Defined

Software-Defined Compute• Déploiement de plusieurs OS isolés sur un ser-

veur (virtualisation)• Hyper-V, ESX, XenServer

Software-Defined Networking• Virtualisation d’équipements réseaux (Switch,

Firewall, load-balancer etc.)• Network Controller, VMware NSX

Software-Defined Storage• Le serveur devient un contrôleur de stockage• Gestion logiciel du stockage• Storage Spaces Direct, vSAN, Nutanix

Software-Defined Datacenter• Facilité d’administration• Flexibilité• Consolidation• Evolutivité• Orienté Cloud

Software-Defined Compute

Hyper-V Hypervisor

Consolidation élevée• Plusieurs OS (Linux ou Windows) exécutés sur le même matériel• OS isolés dans des machines virtuelles (VM)

Flexibilité• Ajout ou supression de VMs selon les besoins• Adaptation des ressources à la volée

Automatisation• Déploiement de VMs par scripts• Modification de plusieurs VMs par scripts

Linux

Software-Defined NetworkingApp/WAN Optimizers

Firewall & antivirus

S2S Gateway

Load balancers

Routers & switches

L2/L3 Gateways

DDoS & IPS/IDS

NAT & HTTP Proxy

Fonctions réseaux virtualisés• Virtualisation des équipements réseaux

Flexibilité• Ajout / suppression d’éléments réseaux rapide

• Adaptation rapide du réseau

Réduction des opérations• Gestion physique réduite

• Automatisation

Software-Defined Storage

Disques physiques• Disques DAS de type SAS, SATA ou NVMe• Mix de disques flash ou magnétique possible• Attention à la carte HBA: Non-RAID (JBOD) requis

Windows Server est un contrôleur de stockage• Tous les noeuds voient tous les disques• S’appuie sur Failover Clustering pour la haute disponibilité• Windows se charge de gérer la résilience

Connectivité• Réseau 10GB/s recommandé +++++++++++++• RDMA requis (iWARP ou RoCE)• S’appuie sur SMB 3.11 (SMB Direct, SMB MultiChannel)

LE MODÈLE HYPERCONVERGÉTout dans la même boite

Modèle hyperconvergéHyperconvergence• Un nœud est à la fois hyperviseur et contrôleur

de stockage• Simplification de l’infrastructure virtuelle

Flexibilité - évolutivité• L’ajout d’un nœud permet d’augmenter le CPU,

la RAM et le stockage• Ajout / Suppression rapide de noeuds

Facilité d’administration• PowerShell est votre ami• Plus besoin de Zoning, Masking, LUN, WWN …

Modèle hyperconvergéSolution chez Microsoft• Windows Server 2016 Datacenter• Hyper-V• Failover Clustering• Storage Spaces Direct (NEW !)

Storage Spaces Direct• Création d’un volume HA avec des disques DAS• Disques locaux à tous les serveurs• Supporte des clusters de 2 à 16 noeuds• Maximum 26 disques par serveur (416 par cluster)

Administration• PowerShell• Failover Clustering• SC Virtual Machine Manager 2016

DEEP-DIVE STORAGE SPACES DIRECTBye bye le SAN

Deep-Dive Storage Spaces DirectHyper-converged stack

Hyper-V virtual machines

CSVReFS file system

Storage spaces

Storage pools

Software storage bus

C:\Cluster storage

SMB network

Prérequis• RDMA (iWARP ou RoCE)• 10GB/s minimum• Si RoCE: PFC, DCB et ETS requis

Convergence des flux réseaux• Utilisation de Switch Embedded Teaming (SET)• Gestion de la QoS des flux• SMB MultiChannel (MPIO non supporté)

Bonne pratique• S’appuyer sur Simplified SMB MultiChannel• Attention: dans ce genre de solution, le réseau

c’est la vie !

Simplified SMB MultiChannel

Configuration automatique• Détection automatique des NICs sur le même réseau• Activation automatique du SMB MultiChannel

Les cartes RDMA en priorité• Toutes les NICs seront utilisées pour le heatbeat, le CSV et autres traffics du cluster• Le flux SMB utilise les NICs RDMA en priorité

Built-in• Simplified SMB MultiChannel fonctionne tout seul. Aucune configuration requise.

Management network (routed)CSV, SMB, Heartbeat (not routed)

Switch Embedded Teaming

VM(s)

VMvNIC

Management OS

10GbE RN1 10GbE RN2

Hyper-V vSwitch (SDN) with SET

HostvRNIC1

HostvNIC3

HostvRNIC2

HostvNIC5

HostvNIC4

SET• Gestion embarquée du teaming• Type de load-balancing: Switch independent• Algorithme: Dynamic ou Hyper-V Port• Supporte vRSS, RDMA et DCB dans le management OS

Exemple• Deux NIC physiques (RDMA)• 2x vNIC RDMA• 3x vNIC “Classique”• 1x VM connecté au vSwitch

Deep-Dive Storage Spaces DirectHyper-converged stack

Hyper-V virtual machines

CSVReFS file system

Storage spaces

Storage pools

Software storage bus

C:\Cluster storage

SMB network

Disques DAS• Supporte les Bus suivant: SATA, SAS et NVMe• Supporte les disques HDD et SSD• Mix de disques possible (ex: HDD+SSD)

Prérequis• 4x disques par noeud minimum• SSD “enterprise grade”• Un minimum de 5 DWPD

Host Bus Adapter• HBA SATA et SAS simple (JBOD / Non-RAID)• Généralement, c’est la moins chère

Deep-Dive Storage Spaces DirectHyper-converged stack

Hyper-V virtual machines

CSVReFS file system

Storage spaces

Storage pools

Software storage bus

C:\Cluster storage

SMB network

Software Storage Bus• HBA virtuelle (Initiator): ClusPort• Virtualisation du stockage (Target): Clusblft• Tous les nœuds voient tous les disques

Cache• Disques les plus rapides attribués au cache• Disques de capacité associés en round-robin• HA du cache sur le noeud (2x disques requis)

Intégré à Failover Clustering• Nécessite activation de S2D dans le cluster• Enable-ClusterS2D

Deep-Dive Storage Spaces DirectHyper-converged stack

Hyper-V virtual machines

CSVReFS file system

Storage spaces

Storage pools

Software storage bus

C:\Cluster storage

SMB network

Storage Pools• Association de plusieurs disques en un pool• Définition d’une politique de resilience et de

tiering par défaut

Storage Spaces• Disques virtuels où seront stockés les VMs• Gestion de la resilience par disque virtuel• Un disque virtuel peut gérer du tiering

Haute disponibilité• Niveau de resilience paramétrable• Reconstruction automatique

Fault Domain AwarenessFault DomainCollection de matériels qui partage le même point de défaillance (noeud, chassis ou rack)

Choix du fault domain au déploiementDéfinition de votre infrastructure en PowerShell ou en XML

Tolérance de panne avancéeLa tolerance de panne basée sur noeud, chassis ourackS2D s’appuie sur cette technologie

Résilience: MirroringMirroring• Copie de la donnée initiale une fois ou deux• Système le plus performant• Slab: 256MB

Deux modes• 2-Way Mirroring (2 FD ou plus) – 50% utile• 3-Way Mirroring (3 FD ou plus) – 33% utile

Bonne pratiques• Système recommandé pour de la VMs• En production: 3-Way Mirroring

Résilience: paritéParity• Créer des symboles de parité• Système le plus efficace• Slab: 256MB

Deux modes (4 FD ou plus)• Simple Parity – jusqu’à 80%• Dual Parity – jusqu’à 80%

Bonne pratiques• Système recommandé pour archivage ou

backup• En production: Dual Parity

Résilience: Multi-Resilient VD

Multi-Resilient Virtual Disk• Deux tiers dans un virtual disks• ReFS obligatoire• Non recommandé pour de la VMs

Efficacité• Deux tiers (mirroring et parité).• Données chaudes -> Mirroring (33% utile)• Données froides -> Parité (jusqu’à 80% utile)

Performant• Ecriture dans le tier chaud• Tiering dans le tier froid

Deep-Dive Storage Spaces DirectHyper-converged stack

Hyper-V virtual machines

CSVReFS file system

Storage spaces

Storage pools

Software storage bus

C:\Cluster storage

SMB network

Cluster Shared Volume• Permet de changer la gestion d’un Storage Spaces d’un noeud à un autre• Rend accessible les données à tous les noeuds

Système de fichiers ReFS• Accélère les operations liées aux VHDX• Obligatoire pour Multi-Resilient VD• Recommandé +++++ pour S2D

Bonne pratique• Formater en 4K les volumes ReFS• Créer plusieurs Storage Spaces

MonitoringHealth ServiceUn point d’entrée pour le monitoring du clusterLes metrics et les alertes en temps réels sont disponible depuis le cluster

AccessibilitéL’API peut être accédé en PowerShell ou en autre langage (.NET, C# etc.)

Intégré au clusterDisponible dès que S2D est activé dans le cluster Cluster rôle: Health Service

FlexibilitéAjout d’un nœud transparent• Ajout du nœud au cluster• Ajout du stockage au Storage Pool• Etalement des données automatiques

Efficacité• Ce processus prend entre 15 à 30 minutes• 10% à 15% des IO utilisés

DEMOUn datacenter dans vos toilettes

CONCLUSION

ConclusionSoftware-Defined• Solution logicielle et evolutive• Simplification de votre datacenter

Performant• Solution flashé à 6M IOPS• Permet l’utilization des dernières technologies

comme NVMe (et bientôt NVDIMM-R)

Built-In• Solution intégré à l’OS sans surcouche• Permet d’obtenir les dernières évolutions de

Windows Server

Orienté Cloud• Solution qui permet d’ajouter de la ressource

en fonction des besoins• Un noeud en plus = du CPU, RAM et stockage

Résilient• Solution résiliente à la perte d’un ou deux

fault domain• Choix du type de réslience (Miroir ou parité)

Flexible• Supporte de 2 à 16 noeuds• 416 disques par cluster• 1000TB par Storage Pool

Merci beaucoup à nos sponsors!

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