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Deux technologies clés pour la consolidation : partitionnement et virtualisation
Dans un monde ouvert, la capacité des organisations à s’adapter devient un facteur décisif pour maintenir ou développer leur compétitivité. Ces évolutions font peser de lourdes contraintes sur les systèmes d’information et notamment sur le centre de données. Une entreprise ne peut être flexible que si son système d’information l’est. Pourtant, les multiples systèmes et applications disparates déployés en strates au fil des ans, construites en silos sur des technologies hétérogènes, se traduisent souvent par une forte complexité d’exploitation.
En s’appuyant sur les nouvelles générations de matériels standard et sur les nouvelles technologies, les stratégies de rationalisation et de consolidation apparaissent aujourd’hui comme une priorité dans l’agenda des DSI.
Deux approches complémentaires existent pour répondre aux besoins de consolidation, chacune ayant ses avantages spécifiques et pouvant s’adapter à des cas différents : le partitionnement et la virtualisation.
Partitionnement : fractionner le serveur en machines distinctes
La première approche est le partitionnement, qui peut être physique (PPAR) ou logique (LPAR).
Le partitionnement physique, PPAR, assure une isolation complète au niveau matériel et électrique. Un grand serveur devient ainsi une juxtaposition de plusieurs serveurs indépendants. Cette option par exemple disponible sur les serveurs NovaScale® permet de distinguer des partitions Linux, Windows® ou GCOS. Ainsi, PPAR est bien adapté pour faire cohabiter plusieurs systèmes d’exploitation différents, en assurant une forte isolation, au niveau matériel. C’est une solution très puissante. Avantage : des serveurs indépendants au sein d’une même machine, avec une seule console d’administration. Par contre, il n’y a pas d’optimisation dynamique des ressources entre partitions en fonction des évolutions de charge.
Le partitionnement logique, LPAR, est lui assuré de manière purement logicielle, au niveau du système d’exploitation ou du firmware (couche qui donne au système d’exploitation la vision des ressources physiques, ce qui permet une meilleure isolation). Un LPAR au niveau système d’exploitation est bien adapté, par exemple pour une consolidation de charge de plusieurs applications et d’une base de données. Il est alors intéressant en terme de performance car il permet de n’avoir à gérer qu’un seul système d’exploitation, tout en isolant bien les ressources affectées à chaque besoin. On pourra par exemple affecter 3 CPUs à un serveur d’application et 5 à la base de données, tout ceci de manière très optimisée, en conjonction avec le scheduler du système d’exploitation.
Une telle offre, développée par Bull, existe sur NovaScale avec Dynamic Domain For Applications (DDFA). C’est la première solution offrant sur Linux l’équivalent des technologies de containers disponibles sous Unix® (Solaris®, HP-UX). DDFA est particulièrement adapté aux grands serveurs NUMA de 8 à 16 CPUs. Il optimise de manière intelligente le choix des CPUs pour assurer une disponibilité maximale en adaptant dynamiquement le nombre de CPUs en fonction de la charge par domaine.
Ces technologies de partitionnement sont puissantes et bien adaptées pour répartir un nombre entier de ressources (processeurs, etc.) sur de grands serveurs. Par contre, il peut être nécessaire de faire un arbitrage plus fin, en affectant des pourcentages plus granulaires de ressources à un nombre plus élevé d’applications. Cela convient particulièrement aux serveurs devant gérer un nombre élevé d’applications. C’est à ce niveau qu’interviennent les technologies de virtualisation, dont il existe deux grands types.
Virtualisation : vers une virtualisation complète de la notion de serveur
La première technologie est la virtualisation de charge simple, sur un seul et même système d’exploitation. C’est l’approche offerte par un logiciel tel que Virtuozzo Linux de SWsoft disponible sur NovaScale : il n’y a qu’un seul système d’exploitation, mais chaque application pense qu’elle tourne sur son propre système, avec sa propre adresse IP, son pourcentage de CPU et de mémoire. Pour une approche de consolidation applicative simple (serveurs Web ou applications J2EE, par exemple), cette solution est bien adaptée avec des performances et une facilité de déploiement optimale.
Pour renforcer l’indépendance de chaque partition, on peut vouloir faire tourner un système d’exploitation dans des machines virtuelles indépendantes. Ceci implique des mécanismes plus avancés. Aujourd’hui, des solutions de ce type commencent à apparaître dans les environnements standard Intel. Jusqu’à présent, des solutions purement logicielles et émulant le firmware étaient disponibles : VMware ESX Server et Microsoft Virtual Server. La sortie mi 2006 des technologies Intel VT (Virtual Technology, anciennement ‘Vanderpool’) ouvre désormais de nouvelles perspectives, à la fois sur Itanium® et x86. Elles permettront en effet de gérer la virtualisation au niveau du processeur, d’offrir des outils pour créer des processeurs virtuels dans le firmware, de gérer un hyperviseur et d’offrir la maîtrise combinée du hardware, du firmware et du software. Ces technologies permettront aux prochaines versions de VMware (réécrites pour tirer parti de ces technologies matérielles), mais surtout à la nouvelle solution Open Source Xen (supportée par Bull et la plupart des constructeurs), de gagner fortement en performance et en sécurité ! Avec donc la perspective de conjuguer définitivement le meilleur des standards au meilleur de la flexibilité en matière de virtualisation !
C’est un domaine sur lequel Bull s’implique fortement au travers de contributions à Xen au sein de XenSource ; sa contribution portant notamment sur la gestion multiprocesseur. Ce projet sera intégré à la distribution Linux SLES 10 de Novell/SuSE (mi-2006) et à RHEL 5 de Red Hat (fin 2006 ou début 2007).
Entre ces technologies, charge à chaque exploitant de choisir pour définir la configuration opérationnelle qui lui convient, selon le contexte de son infrastructure applicative.
L’exemple des Serveurs NovaScale : quatre grandes technologies disponibles
Partitionnement, HA, transfert dynamique : les perspectives technologiques
Au delà de ces évolutions, quelles sont les perspectives ? Linux est parti de la virtualisation pour aller vers le partitionnement. C’est assez normal puisque les solutions Linux se sont voulues dès le départ très universelles, même si les technologies VT de fondeurs comme Intel leur permettent aujourd’hui d’élargir leur palette de solutions en s’appuyant plus étroitement sur des spécificités hardware des matériels standards.
En terme de tendances pour l’avenir, trois axes se dessinent :
• Un retour d’intérêt sur le partitionnement logique. La virtualisation n’est pas adaptée à tous les contextes. C’est une technologie très intéressante, mais qui consomme aussi beaucoup de ressources (plusieurs systèmes d’exploitation en parallèle, etc.). Il y a des cas où le partitionnement logique au niveau applicatif est mieux adapté. D’où de nouveaux développements dans ce domaine, comme DDFA.
• Un effort important de R&D sur le renforcement de la haute disponibilité, notamment avec des acteurs comme Bull, pour lesquels cet aspect est essentiel. Ceci par exemple en renforçant les fonctionnalités intrinsèques du noyau Linux. Des développements qui sont ensuite intégrés dans les grandes distributions telles que celles de Red Hat (RHEL) et de Novell/SuSE (SLES).
• Le développement d’outils d’administration et des technologies de type Vmotion de VMware, qui permettent de transférer dynamiquement une instance d’exécution d’application - dans une machine virtuelle - d’un serveur à un autre (disponible sur VMware, cette technologie sera disponible sur Xen avec la version 3).
Une contribution à la convergence vers des « méta systèmes » recentralisés ?
On le voit au développement de la virtualisation d’architectures comme le grid et les méta systèmes de fichiers, les nouvelles technologies permettront d’évoluer à terme, pour ceux qui le souhaitent, vers un méta système recentralisé, dont les composants pourront être distribués, mais avec une administration et une vue unifiée.
Par contre, la recentralisation d’aujourd’hui est assez différente de celle d’hier. Les utilisateurs n’ont plus envie de savoir exactement où et quoi : ce qu’ils souhaitent, c’est administrer des services, pas des machines. La gestion détaillée est ainsi allée du monde des utilisateurs à un monde très étroit d’administrateurs spécialisés.
Pour mettre en œuvre ces architectures, deux alternatives se présentent :
• Les fermes de serveurs lames/rack ;
• Les grands serveurs, qui peuvent eux-mêmes être configurés en grid.
Avec des différences notables : les approches lames offrent une simplicité bien adaptée à certaines applications distribuées, facilement parallélisables. Les grands serveurs offrent un avantage très clair en terme de flexibilité (grâce au partitionnement et à la virtualisation) et de RAS (Reliability, Availability, Serviceability), qui en font la solution incontestable pour le back office ; mais lui ouvrent aussi de nouvelles perspectives pour le middle office.
Comme souvent, il faut reconnaître que les freins ne sont pas tant technologiques qu’humains : après l’ère de l’informatique distribuée, l’on constate souvent que les utilisateurs renâclent à abandonner ‘leur’ serveur au profit d’un pool central !
Les technologies de partitionnement et de virtualisation, qui peuvent au final préserver une « identité » distincte à chaque « serveur » virtuel, offrent en cela un atout intéressant.
Bull propose aussi une offre avancée de virtualisation/micro partitionnement en environnement AIX® ; pour la découvrir cliquez ici >>
Un livre blanc Bull sur la consolidation va paraître au 3e trimestre 2006, avec des règles d’or méthodologiques et des témoignages de DSI. Inscrivez-vous d’ores et déjà pour le recevoir
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