Alphorm.com Formation Microsoft Hyperconvergence

Formation Microsoft hyperconvergence

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Romain SERRE

Présentation du formateur

Cloud & Datacenter Management

Membre de la communauté CMDhttp://cmd.community

@RomSerre

http://www.linkedin.com/in/romainserre

http://www.tech-coffee.net

Une formation

Présentation du modèle hyperconvergé

Deep-Dive de Storage Spaces Direct

Troubleshooting et Monitoring

Plan de Reprise d’Activité

Plan de la formation

Une formation

Audience souhaitant découvrir le modèle hyperconvergé

Administrateur Windows

Avant vente / architecte

Public concerné

Une formation

Prérequis

Notion sur le stockage

Notion du système d’exploitation Windows Server

Notion sur les clusters à basculement (Failover Clustering)

PowerShell ☺

Une formation

Ressources

Windows Server 2016 évaluation 180 jours:https://www.microsoft.com/en-us/evalcenter/evaluate-windows-server-2016

Documentation de Microsoft:https://technet.microsoft.com/en-us/windows-server-docs/get-started/windows-server-2016

Documentation sur Storage Spaces Directhttps://technet.microsoft.com/en-us/windows-server-docs/storage/storage-spaces/storage-spaces-direct-overview

Merci

Présentation du lab

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Présentation du lab

Machines virtuelles• Gen 2, 4 vCPU, 8GB de mémoire statique et 2x vNICs

• 8x disques virtuelles de 100GB (en dynamique)

Lab virtuel

• Tout le monde pourra déployer un lab

• Inutile d’investir dans du matériel de pointe

Hyperviseur• Hyper-V sous Windows Server 2016

• Nested Hyper-V pour les VMs

Une formation

Merci

Introduction au modèle hyperconvergé

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Composants basiques d’une infrastructure

Le datacenter de l’antiquité

Le datacenter moyenâgeux

Le datacenter de la renaissance

Le datacenter du monde moderne

Plan

Une formation

Composants basiques

Compute

• Ressources processeurs et mémoire

• Exécute les applications

Networking

• Equipements réseaux

• Communication entre les applications

Storage

• Equipements de stockage

• Stocke les données des applications

Une formation


Compute

• Une application -> un serveur physique

• Faible consolidation

Networking

• Un flux -> une carte réseau

• Multiplication des équipements

Storage

• Applications non HA -> Interne aux serveurs

• Applications HA -> SAN ou NAS

Une formation


Faible densité et consolidation

Maintien opérationnel complexe

Coût élevé du matériel

Aucune flexibilité

Une formation


Compute

• Plusieurs applications -> quelques serveurs physiques

• Consolidation élevée grâce à la virtualisation

Networking

• Un flux -> une carte réseau

• Multiplication des équipements

Storage

• Plusieurs applications -> SAN ou NAS

• Complexité et évolutivité limitée

Une formation


Mutualisation des serveurs

Fort taux de consolidation

Evolutivité complexe

Coût élevé du matériel (SAN)

Management complexe

Une formation


Compute



Networking

• Plusieurs flux -> quelques cartes réseaux

• Diminution des équipements

Storage

• Plusieurs applications -> Stockage logiciel

• Simplification, évolutivité limitée

Une formation




Automatisation

Mutualisation des ressources

Une formation


Compute & Storage

• Le stockage et les noeuds de “compute” sont mutualisés



• Solution souple, flexible, hautement automatisable et Cloud Ready

Networking

• Plusieurs flux -> quelques cartes réseaux

• Diminution des équipements

• Convergence de tous les flux

Une formation




Faible encombrement Datacenter

Prêt pour le Cloud

Solution très évolutive et flexible

Merci

Avantages / inconvénients du modèle hyperconvergé

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Les avantages

Les inconvénients

Plan

Une formation

Les avantages ☺

Infrastructure

• Réduction des équipements réseaux et de stockage nécessaires

• Faible empreinte dans le datacenter

• Moins de matériel = moins de panne

Flexibilité

• Ajout d’un nœud = ajout CPU, RAM, Stockage

• Monté en charge simplifiée

• Automatisation du déploiement (logiciel)

Simplification

• Simplification du réseau

• Simplification du stockage

• Solution basée sur du logiciel

Une formation

Les inconvénients �

Dépendance stockage / hyperviseur

• Ajout d’un nœud = ajout CPU, RAM, Stockage

• Perte d’un nœud = perte d’un hyperviseur et d’une partie du stockage

• Les ressources du nœud sont utilisés pour le calcul et le stockage

Contraintes matériels

• Le réseau c’est la vie !

• Attention aux cartes SAS / SATA (carte HBA)

• Augmentation des ressources minimum requises par nœud

Merci

Présentation des fonctionnalités requises de

Windows Server 2016

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Hyperviseur

Fonctionnalités de stockage

Fonctionnalités réseaux

Edition de Windows Server 2016 requise

Plan

Une formation

Hyperviseur

Hyper-V

• Hyperviseur de Microsoft

• Permet d’exécuter des machines virtuelles

Failover Clustering

• Haute-disponibilité des VMs

• Utile pour la couche stockage

Dépendances

• Active Directory

• DNS

Une formation

Fonctionnalités de stockage

Failover Clustering

• Utile pour la couche hyperviseur

• Storage Spaces Direct

PRA (optionnel)

• Storage Replica

• Microsoft Azure

Dépendances

• Active Directory

• DNS

Une formation

Fonctionnalités réseaux

Windows

• Switch Embedded Teaming (recommandé)

Offload (optionnel)

• RDMA (RoCE ou iWARP) recommandé

• Datacenter Bridging si RoCE

Divers

• Réseaux 10/25/40/100 GbE

• Au moins deux NICs recommandés

Une formation

Edition de Windows Server requise

Merci

Présentation de la stack hyperconvergé de Microsoft

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Couche du modèle hyperconvergé

Couche matérielle

Couche stockage

Storage Spaces Direct (S2D)

S2D intégré au cluster

Couche réseau

Couche Computer

(Hyper-V)

Une formation


Couche réseau

• 10/25/40/100 GbE

• Basé sur SMB 3.11

• Option: RDMA

• Option: 2x vNICs

Une formation


Couche matérielle

• Serveurs

• CPU

• RAM

• Disques

• Cartes réseaux

• Cartes HBA

Une formation


Couche stokage

• Storage SpacesDirect

• Software Storage Bus

• Storage Pool

• Storage Spaces

• Failover Clustering

• CSV

Une formation


Couche compute

• Hyper-V

• S’appuie sur Failover Clustering

Merci

Pré-requis réseaux

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Bande passante requise

Remote Direct Memory Access

Exemple de matériel

Plan

Une formation

Bande passante requise

10 GbE minimum

• Pour les communications intra-cluster

• Supporte aussi le 25/40/100 GbE

• Nécessaire pour replication et accès aux données

• Les SSDs sont très consommateurs

Une formation

Remote Direct Memory Access

RDMA

• Réduit la consommation CPU

• Réduit la latence

• Augmente les débits

• Fonctionnalité recommandée mais pas obligatoire

Implémentation de RDMA supporté

• iWARP (internet Wide Area RDMA Protocol)

• Solution Plug & Play

• RoCE (RDMA over Converged Ethernet)

• Solution nécessitant une configuration de bout en bout

• DataCenter Bridging requis

Une formation

Exemple de matériel

Cartes réseaux

• Mellanox Connectx4 pro (RoCE)

• Chelsio T6225-CR (iWARP)

• Intel X710 series (Non RDMA)

Switches

• Mellanox SN2100

• Lenovo RackSwitch G8272

• Cisco Catalyst 3xxx series

Merci

Design réseau

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Design réseau du cluster

Réseau 1GB + Réseau 10GB


Réseau > 10GB convergé

Plan

Une formation

Design réseau du cluster

Concernant les flux SMB

SMB Multichannel configuré automatiquement

SMB utilisera par défaut les pNIC ou vNIC où les metrics sont les plus faibles

Recommandations Microsoft pour les Clusters

1x carte physique (pNIC) ou 1x Carte virtuelle (vNIC) pour le management

2x pNIC ou 2x vNIC pour les flux clusters (Heartbeat, SMB, Live-Migration etc.)

Simplified SMB MultiChannel

Système activé automatiquement dans les clusters Windows Server 2016

Reconnaissance automatique des pNIC ou vNIC sur le même switch / sous-réseau

Une seule IP est configurée pour chaque point d’accès cluster

Une formation


Une formation


Une formation

Réseau > 10GB convergé

Merci

Prérequis serveurs et stockage

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Prérequis serveurs

Prérequis carte HBA

Prérequis stockage

Minimum de disques requis

Plan

Une formation

Prérequis serveurs

Nombre de nœuds par cluster

• Minimum 2 serveurs

• Maximum 16 serveurs

CPU

• Processeur Intel Nehalem ou plus récent

• Recommandé 2x Intel Xeon par serveur

Mémoire

• 4GB de mémoire par TB de cache

• Ex: avec 2x 1TB de cache: 2 x 1 x 4096MB = 8192MB

Une formation

Prérequis cartes HBA

Cartes supportées

• Carte HBA simple en mode pass through JBOD (SAS ou SATA)

• SCSI Enclosure Service (SES) (SAS ou SATA)

• Les disques doivent être Direct-Attached et présenter un ID unique

• Non supportées : Carte RAID, Carte SCSI, disque SAN/NAS et MPIO

Exemple de cartes

• Lenovo N2215

• Dell HBA330

Une formation

Prérequis stockage

Type de disques

• NVMe, SAS ou SATA et physiquement attaché à un seul serveur

• Disque entreprise avec protection contre les coupures de courant

• Disque de cache : minimum 5 Disk Write Per Days (DWPD)

• Utiliser un disque et/ou carte HBA dédié pour l’OS

Configuration dans le cluster

• Recommandé : tous les serveurs ont la même configuration

• Tous les serveurs doivent avoir les mêmes types de disques

• Ajout de disques de capacité en suivant un multiple du nombre de disque de cache

Une formation

Minimum de disques requis

Minimum de disques

• S’il y a un système de cache : au moins deux disques de cache

• Au moins quatre disques de capacité

Disques présents Minimum requis

All NVMe (mêmes modèles) 4 NVMe

All SSD (mêmes modèles) 4 SSD

NVMe + SSD 2 NVMe + 4 SSD

NVMe + HDD 2 NVMe + 4 HDD

SSD + HDD 2 SSD + 4 HDD

NVMe + SSD + HDD 2 NVMe + 4 Others

Merci

Fonctionnement du Software Storage Bus

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Qu’est ce que le Software Storage Bus ?

Fonctionnement

Plan

Une formation

Qu’est ce que le Software Storage Bus ?

Software Storage Bus

• Bus de stockage virtuel étendu aux nœuds du cluster

• Permet à tous les nœuds de voir tous les disques

Protocole

• Utilisation de SMB3

• Permet de s’appuyer sur SMB MultiChannel, SMB Direct

Gestion de la bande passante

• Algorithme d’accès équitable entre les nœuds

• Priorité des IO applicatives (VM) par rapport aux IO systèmes

Une formation

Fonctionnement

ClusPort

• Virtual HBA

• Initiator

Clusblft

• Virtualisation des disques

• Target

Merci

Fonctionnement du système de cache

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Système de cache

Fonctionnement

Type de déploiement

Résilience du cache

Ratio disques cache / capacité

Plan

Une formation

Système de cache

Activé par défaut

• Surtout pour un serveur avec stockage mix

• Cache en lecture/écriture ou écriture

• Le disque le plus rapide est le disque de cache

Déploiement manuel

• Pour des déploiements personnalisés

• Cache réglable par PowerShell

• Possibilité de régler le type de cache manuellement

Une formation

Fonctionnement

Cache: Ecriture

(All Flash)

Cache: Lecture / Ecriture

(Hybrid)

Ecriture Lecture

cache Cache

Ecriture Lecture

Une formation

Type de déploiement

Déploiement All flash

• Full NVMe => pas de cache

• Full SSD => pas de cache

• NVMe + SSD / NVMe + NVMe / SSD + SSD = Cache en écriture

Déploiement hybride

• SSD + HDD => cache en lecture / écriture

• NVMe + HDD => Cache en lecture / écriture

• SSD + (SSD+HDD) => Cache en écriture pour SSD et Cache en lecture et écriture pour HDD

• NVMe + (SSD+HDD) => Cache en écriture pour SSD et Cache en lecture et écriture pour HDD

Une formation

Ratio disques de cache / capacité

Association disque cache / capacité

• Géré par le système

• Disques de capacité associés en Round Robin aux disques de cache

Ratio à respecter

• Chaque disque de cache doit avoir le même nombre de disque de capacité

• Ratio 1:1 à 1:12 et au delà

Une formation

Résilience du cache

Merci

Déploiement d’un cluster Storage Spaces Direct

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Rappel du lab

Machines virtuelles• Gen 2, 4 vCPU, 8GB de mémoire statique et 2x vNICs

• 8x disques virtuelles de 100GB (en dynamique)

Hyperviseur• Hyper-V sous Windows Server 2016

• Nested Hyper-V pour les VMs

Une formation

Merci

Introduction aux storagepools et aux storage spaces

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Storage Pool et Storage Spaces

Storage Spaces

Plan

Une formation

Storage Pool et Storage Spaces

Une formation

Storage Spaces

Résilience

• La résilience est géré par le Storage Spaces

• Mirroring, Parity ou les deux

Notion

• Colonne: nombre de disques participant au Storage Spaces

• Interleave: taille du block

Fonctionnement dans le cluster

• S’appuie sur Cluster Shared Volume (CSV) pour éviter les accès concurrents

• Les VMs seront hébergées dans le CSV

Merci

Introduction aux systèmes de résilience

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Fault Domain Awareness

Mirroring

Parity

Multi-Resilient Virtual Disks

Résumé

Plan

Une formation

Fault Domain Awareness

Un Fault Domain (FD) est une collection de matériels qui partagent le même point de défaillance

Définition de votre infrastructure avec 4 types :

Site

Rack

Chassis

Nœuds

Chaque type correspond à un FD

Permet de la tolérance de panne comme dans Azure

Une formation

Mirroring

MirroringCopie de la donnée initiale unefois ou deux

Système le plus performant

Slab : 256MB

Deux modes2-Way Mirroring (2 FD ou plus) –50% utile

3-Way Mirroring (3 FD ou plus) –33% utile

Bonne pratiquesSystème recommandé pour de la VMs

En production : 3-Way Mirroring

Noeud 1 Noeud 2 Noeud n

2-Way

Mirroring

2-Way

Mirroring

VM Data 1 VM Replica 1

VM

VM Data 1 VM Replica 1 VM Replica 2

VM Data 2VM Replica 2

VM Data 2VM Replica 3 VM Replica 2

Une formation

Parity

Parity• 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

Une formation

Multi-Resilient Virtual Disk

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

Une formation

Résumé

Résilience Tolérance de panne

Stockage utile Fault Domain requis

2-way mirroring

1 50% 2

3-way mirroring

2 33,3% 3

Dual parity 2 50% - 80% 4

Multi-Resilient virtual disk

2 33,3% - 80% 4

Merci

Système de fichiers recommandé pour Storage Spaces Direct

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Système de fichier pour S2D

ReFS

• Système de fichiers amélioré avec WS 2016

• Apporte les opérations VHDX accélérées

Trafic redirigé sur le réseau

• Storage Spaces Direct va redirigé la majorité du trafic sur le réseau

• ReFS approprié uniquement avec cet usage uniquement

Alignement

• Il est recommandé de formater le volume en ReFS et en 4K

Merci

Déploiement d’un storagepool et d’un storage spaces

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Merci

Ajouter / Supprimer un nœud

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Merci

Gérer la QoS des disques de machines virtuelles

Une formation

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Une formation

Plan

Distributed Storage QoS

Politiques de QoS

Types de politique

Monitoring

Une formation

Distributed Storage QoS

Gestion•

•

Solution native•

••

Politique simple•••

Une formation

Politiques de QoS

Une formation

Types de politique

Single instance••

Multi-instance•

•

Une formation

Monitoring

# Performance des VMs du cluster

# Performance de chaque volume du cluster

Une formation

Merci

Gérer les mises à jour du cluster

Une formation

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Une formation

Merci

Monitoring de la solution avec Health Service

Une formation

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Une formation

Health Service

Metrics

Incidents

Solution de monitoring

Plan

Une formation

Health Service

Health Service

• Nouveau service dans Failover Clustering dans WS2016

• Activé uniquement quand S2D est activé

• Rassemble les metrics et les alertes en temps réel des nœuds du cluster

API

• Informations accessibles depuis un seul point d’entrée

• PowerShell, .NET, C# etc.

Une formation

Health Service

Une formation

Metrics

Health service met à disposition des rollups monitors

Pour qu’un nœud soit sain, les moniteurs enfants doivent être sains

Dans la prochaine version de Health Service, le service sera intelligent:

• Un noeud qui perd un disque provoque une erreursur le moniteur noeud

• Cependant le cluster affiche qu’un “Warning” car il a assez de noeud pour encore faire marcher le service

Une formation

Incidents

Temps réel

• Les incidents sont traités en temps réel

• Affichage de la source de la panne

Exemple de panne

• Carte réseau déconnectée

• Serveur injoignable (maintenance ou panne sérieuse)

• Un disque est absent

• Il n’y a plus d’espace libre sur le Storage Pool

Une formation


SCOM

Une formation


DataOn Must

Une formation


Log Analytics

Une formation

Merci

Remplacer un disque défectueux

Une formation

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Une formation

Merci

Premiers gestes en cas d’incident

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Une formation

Merci

Introduction à Storage Replica

Une formation

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Une formation

Plan

Storage Replica

Scénarios possibles

Modes de réplication

Prérequis

Une formation

Storage Replica

Réplication synchrone / asynchrone

Augmenter la résilience

Solution complète

Gestion simplifiée

Cluster-to-clusterStretch cluster

Server-to-selfServer-to-server

Scénarios possibles

Zero data loss RPO

Application critique

Petite distance

(<5 ms, soit <30 km)

Déploiement On-

premise

Lien dédié

Bande passante

importante

Near zero data loss (depends on multiple factors) RPO

Application non

critique

Réplication vers

d’autre sites région

ou pays

Distance illimitée

Utilisation du WAN

Mode de réplication

Une formation

Prérequis

Latence réseau

Bande passante

Performance et taille du volume

de log

Une formation

Merci

Introduction à Azure Site Recovery

Une formation

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Une formation

Azure Site Recovery

Exemples de scénario

Scénarios disponibles

Plan

Une formation

Azure Site Recovery

Fonctionnalités

• Protection et réplication automatisées des machines virtuelles VMWare ou Hyper-V et de machine physiques

• Orchestration du PRA à l’aide de plans de récupération personnalisables

• Azure Site Recovery peut utiliser Azure Automation pour automatiser des tâches lors de l’exécution du PRA

• Possibilité de tester un plan de récupération sans impact sur la production

Pré-requis

• Nécessite un compte Microsoft Azure

• Nécessite au moins un compte de stockage dans la même région que l’instance ASR

• Un réseau virtuel configuré est nécessaire pour interconnecter les VMs qui ont basculées. Ce réseau virtuel doit être dans la même zone géographique que l’instance ASR

Azure Site Recovery

Exemple de scenario

Réplication ASR

SQL Availability Group

On-premises Microsoft Azure

Réplication AD

Site-to-Site VPN

Scénarios disponibles

Fonctionnalités clés:

Utiliser Azure comme site de récupération

Automatiser la protection et la replicationdes VMs

Monitoring de l’état de réplication

Personnaliser les plans de récupération

Tester les plans de récupération sans impact

Orchestrer la récupération d’applications tierces

Réplication dans Azure sans System Center

Orchestrationet réplication

Microsoft Azure Site Recovery

Site

On-premises

Hyper-V



Site

On-Premises VMware/Physical



Site

On-premises

Hyper-V

Une formation

Merci

Conclusion

Une formation

Romain SERRE

Une formation

Hyperconvergence : les atouts

Simplicité

• Facile à déployer

• Facile à administrer

Flexibilité

• Ajout / suppression d’un nœud rapide

• Ajout d’un nœud = ajout de CPU et de RAM

Orienté Cloud

• Suivi de la montée en charge plus facile

• Systèmes de gestion de QoS pour plusieurs SLA

Une formation

Hyperconvergence : attention

Evitez les économies sur :

• Les équipements réseaux (y compris les NICs)

• La qualité des équipements de stockage

Ne pas choisir cette solution lorsque:

• Le réseau n’est pas adapté

• Si les besoins stockage sont plus élevés que CPU

Le design

• Passer du temps sur le design avant d’acheter

• Bien calculer le stockage utile restant

Une formation

Merci !

Merci d’avoir suivi cette formation

En espérant qu’elle vous ait plu

N’hésitez pas à me joindre si vous avez des

questions :)

Une formation

Liens utiles

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Technology

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