Vue d'ensemble des technologies de stockage

 

Dernière rubrique modifiée : 2006-05-08

Pour une meilleure disponibilité de votre organisation Exchange 2003, votre solution de stockage principale Exchange doit être prise en charge par un sous‑système de stockage redondant. Lorsque vous planifiez votre solution de stockage, familiarisez‑vous avez les technologies liées au stockage ci‑après :

  • Niveaux RAID   Implémentations de baies de disques qui offrent différents degrés de performances et de tolérance de pannes.
  • Solution SAN   Solution de stockage qui assure un stockage centralisé des données par l'intermédiaire d'un réseau grande vitesse.
  • Solutions de stockage réseau (NAS)   Solution de stockage qui établit une connexion directe aux serveurs par le biais des connexions réseau existantes.
  • Technologies de réplication   Solutions qui utilisent les technologies de réplication synchrone et asynchrone des données pour répliquer des données au sein d'un site (via des réseaux SAN et locaux) ou sur un site distinct (via des réseaux locaux virtuels).

Les solutions de stockage SAN et NAS intègrent généralement les technologies RAID. Vous pouvez configurer les disques sur le périphérique de stockage pour qu'ils utilisent le niveau RAID adapté à vos besoins en matière de performances et de tolérance de pannes. Les informations présentées dans les sections suivantes vous aideront à comparer les différentes technologies de stockage.

importantImportant :
Il est généralement recommandé d'utiliser un périphérique de stockage DASD (Direct Access Storage Device) ou une solution de stockage SAN, car ces configurations optimisent les performances et la fiabilité d'Exchange 2003. Microsoft ne prend pas en charge les solutions réseau NAS, sauf si elles répondent spécifiquement à la configuration Windows.
noteRemarque :
Pour plus d'informations sur les solutions de stockage SAN et NAS, voir l'article 328879 de la Base de connaissances Microsoft sur l'utilisation d'Exchange Server avec les solutions de stockage SAN et NAS.

Avant de déployer une solution de stockage pour vos bases de données Exchange 2003, vérifiez auprès de votre fournisseur que la solution de stockage de bout en bout est conçue pour Exchange 2003. De nombreux fournisseurs proposent des méthodes conseillées pour Exchange.

Vue d'ensemble de RAID

L'utilisation d'une solution RAID permet d'améliorer la tolérance de pannes de votre organisation Exchange. Dans une configuration RAID, une partie de la capacité de stockage physique contient des informations redondantes concernant les données stockées sur les disques durs. Ces informations redondantes sont des informations de parité (dans le cas d'un volume RAID-5) ou une copie intégrale séparée des données (dans le cas d'un volume en miroir). En cas de défaillance de l'un des disques ou du chemin d'accès, ou si un secteur du disque ne peut pas être lu, les informations redondantes permettent de régénérer les données.

noteRemarque :
Vous pouvez mettre en œuvre des solutions RAID sur le système hôte (logiciel RAID) ou sur la baie de stockage externe (matériel RAID). En général, les deux solutions présentent les mêmes avantages en matière de fiabilité. Cependant, le logiciel RAID augmente la charge de traitement de l'UC sur le serveur hôte. Cette section part du principe que vous utilisez une solution matérielle RAID et non une solution logicielle RAID. Pour plus d'informations sur l'utilisation d'une solution logicielle RAID avec Microsoft Windows Server™ 2003, voir l'aide de Windows Server 2003.

Pour vous assurer que vos serveurs Exchange continuent à fonctionner correctement en cas de défaillance d'un disque, vous pouvez utiliser la mise en miroir de disque ou l'agrégation par bande avec parité sur vos disques durs. La mise en miroir des disques et l'agrégation par bande avec parité permet de créer des données redondantes pour les données de vos disques durs.

Bien que la mise en miroir des disques crée des volumes dupliqués qui peuvent continuer à fonctionner si un disque d'un des miroirs connaît une défaillance, elle n'empêche par l'écriture de fichiers endommagés (ou autres erreurs de fichiers) sur les deux miroirs. Par conséquent, ne remplacez pas la sauvegarde régulière des données importantes de vos serveurs par une mise en miroir des disques.

noteRemarque :
Lorsque vous utilisez des techniques de redondance telles que la parité, une partie des performances d'E/S des disques durs est sacrifiée pour les besoins de la tolérance de pannes.

Les fichiers journaux des transactions et les fichiers de base de données sont essentiels au fonctionnement d'un serveur Exchange ; c'est pourquoi il est conseillé de conserver les fichiers journaux des transactions et les fichiers de base de données de votre groupe de stockage Exchange sur des lecteurs physiques distincts. Vous pouvez également avoir recours à la mise en miroir des disques ou à l'agrégation par bandes avec parité afin d'éviter que la défaillance d'un seul disque dur physique n'entraîne celle d'une partie du système de messagerie. Pour plus d'informations sur la mise en miroir des disques et l'agrégation par bandes avec parité, voir la rubrique sur l'obtention de la tolérance de pannes à l'aide de RAID dans le Kit de déploiement de Microsoft Windows Server 2003.

Pour implémenter une configuration RAID, il est conseillé d'utiliser uniquement du matériel RAID plutôt que des fonctionnalités logicielles de disques dynamiques à tolérance de pannes.

Les sections suivantes traitent des quatre implémentations RAID principales : RAID-0, RAID-1, RAID-0+1, et RAID-5. Bien qu'il existe de nombreuses autres implémentations RAID, ces quatre solutions donnent une idée représentative de l'éventail global de solutions RAID.

RAID-0

RAID-0 est une baie de disques agrégés par bandes. Chaque disque est partitionné logiquement de sorte qu'une « bande » traverse tous les disques de la baie pour former une partition logique unique. Par exemple, si un fichier est enregistré sur une baie RAID‑0 et si l'application qui enregistre le fichier l'enregistre sur le lecteur D, la baie RAID-0 répartit le fichier à travers l'unité logique D. Dans cet exemple, le fichier s'étend sur l'ensemble des six disques.

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Du point de vue des performances, RAID-0 est la technologie RAID la plus efficace car elle peut écrire simultanément sur les six disques. Quand tous les disques stockent les données d'application, on parvient à l'utilisation la plus efficace des disques.

L'inconvénient de RAID-0 réside dans sa faible tolérance de pannes. Si les bases de données des boîtes aux lettres Exchange sont stockées sur une baie RAID-0 et qu'un seul disque tombe en panne, vous devez restaurer les bases de données sur une baie de disques fonctionnelle et restaurer les fichiers journaux des transactions. En outre, si vous stockez les fichiers journaux des transactions sur cette baie et que vous perdez un disque, vous ne pouvez effectuer qu'une restauration ponctuelle des bases de données des boîtes aux lettres, en remontant à partir de la dernière sauvegarde.

RAID-0 n'est pas une solution recommandée pour Exchange.

RAID-1

RAID-1 est une baie de disques dans laquelle deux disques sont mis en miroir.

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RAID-1 est la plus fiable des trois baies de disques RAID car toutes les données sont mises en miroir au fur et à mesure qu'elles sont écrites. Vous ne pouvez utiliser que la moitié de l'espace de stockage sur ces disques. Bien que cela paraisse inefficace, RAID-1 est l'option de prédilection pour les données nécessitant le degré de fiabilité le plus élevé possible.

RAID-0+1

Si votre objectif est d'atteindre une excellente fiabilité et des performances optimales pour vos données, vous pouvez utiliser RAID-0+1. RAID-0+1 assure des performances élevées grâce aux avantages de l'agrégation de RAID-0, tout en garantissant la redondance grâce aux avantages de la mise en miroir des disques de RAID‑1.

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Dans une baie de disques RAID-0+1, les données sont mises en miroir sur les deux ensembles de disques (RAID-1) puis agrégées par bandes à travers les lecteurs (RAID-0). Chaque disque physique est dupliqué dans la baie. Si vous disposez d'une baie RAID-0+1 de six disques, trois disques sont disponibles pour le stockage de données.

RAID-5

RAID-5 est une baie de disques agrégés par bandes, similaire à une baie RAID‑0 dans la mesure où les données sont réparties à travers la baie. Cependant, la solution RAID‑5 comporte également une fonction de parité. Un mécanisme maintient l'intégrité des données stockées sur la baie de manière à ce qu'en cas de défaillance de l'un des disques, les données puissent être reconstruites à partir des disques restants. Par conséquent, RAID‑5 constitue une solution de stockage fiable.

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Toutefois, pour maintenir la parité entre les disques, une quantité d'espace disque égale à 1/n (n étant le nombre de lecteurs dans la baie) doit être sacrifiée. Par exemple, si vous disposez de six disques de 9 Go, vous disposez en fait de 45 Go d'espace de stockage utilisable. Pour maintenir la parité, une opération d'écriture de données se traduit par deux opérations d'écriture et deux opérations de lecture dans la baie RAID‑5. Par conséquent, les performances globales en sont affectées.

L'avantage d'une solution RAID-5 tient à sa fiabilité et une utilisation plus efficace de l'espace disque par rapport à une solution RAID-1 et RAID-0+1.

Considérations sur les solutions RAID

Lorsque vous planifiez votre solution RAID, vous devez prendre en compte les performances, la fiabilité, la capacité des disques et le coût. Bien que le coût et la capacité soient importants, les considérations principales sont les performances et la fiabilité de votre système de stockage.

Le tableau suivant compare le coût et la fiabilité des quatre solutions de stockage RAID.

Comparaison du coût et de la fiabilité des solutions RAID

Solution RAID Nombre de lecteurs Coût Fiabilité

RAID-0

10 disques de 9 Go

Haut

Bas

RAID-1

2 disques de 45 Go

Bas

Bas

RAID-0+1

20 disques de 9 Go

Très élevée

Très élevée

RAID-5

11 disques de 9 Go

Haut

Haut

  • Coût
    L'évaluation des coûts s'effectue en calculant le nombre de disques nécessaires à la prise en charge de votre baie. Une solution RAID-0+1 est la plus coûteuse, car elle nécessite deux fois plus d'espace disque que ce dont vous avez besoin. Cependant, cette configuration permet d'atteindre des performances largement supérieures à celles d'une configuration RAID‑5 de même capacité, comme on peut en juger d'après le nombre maximal de lectures et d'écritures. RAID-1 est la solution la moins chère, car elle requiert uniquement deux lecteurs de 45 Go pour le stockage de 90 Go de données. Cependant, l'utilisation de deux disques de grande capacité se traduit par un débit considérablement plus faible.
  • Fiabilité et performances
    L'évaluation de la fiabilité s'effectue en déterminant l'impact d'une défaillance de disque sur l'intégrité des données. RAID-0 ne met en œuvre aucune redondance. Une seule défaillance de disque sur une baie RAID-0 nécessite une restauration intégrale des données. RAID-0+1 est la plus fiable des quatre solutions, car elle nécessite la défaillance d'au moins deux disques avant que des données risquent d'être perdues.

    Pour évaluer les performances, testez de manière approfondie les différents niveaux RAID dans un environnement de test. Vous devez sélectionner votre matériel, les niveaux RAID et la configuration du stockage pour atteindre ou dépasser les performances exigées par votre organisation. Pour tester les performances de votre sous-système de stockage Exchange, utilisez l'outil Jetstress et d'autres outils Exchange de planification de la capacité. Pour plus d'informations sur les pratiques recommandées pour atteindre les niveaux requis de performances, de fiabilité et de récupération, voir la rubrique Méthodes conseillées pour la configuration du stockage principal Exchange

Solutions de réseaux SAN (Storage Area Network)

Il est recommandé d'utiliser un réseau SAN pour le stockage de vos fichiers Exchange. Cette configuration optimise les performances et la fiabilité des serveurs.

importantImportant :
En général, il est recommandé d'utiliser des solutions de baies de stockage DASD (Direct Access Storage Device) ou de stockage réseau NAS (Network Attached Solutions) car cette configuration optimise les performances et la fiabilité d'Exchange. Microsoft ne prend pas en charge les solutions de stockage NAS (Network Attached Storage), sauf si elles répondent spécifiquement à la configuration Windows. Pour plus d'informations sur les solutions de stockage NAS prises en charge, voir la section correspondante plus loin dans cette rubrique.

Un réseau SAN offre des fonctionnalités de stockage et de gestion de stockage pour les données de l'entreprise. Les réseaux SAN utilisent une technologie de commutation Fibre Channel qui permet une connectivité rapide et fiable entre le stockage et les applications.

Un réseau SAN s'articule autour de trois composantes principales :

  • Technologie de commutation Fibre Channel
  • Baies de stockage sur lesquelles les données sont stockées et protégées
  • Logiciel de gestion SAN et de stockage

Les fournisseurs de matériels vendent des solutions SAN complètes qui contiennent les matériels, les logiciels et le support technique nécessaires. Le logiciel du SAN gère la redondance du réseau et du flux de données en fournissant plusieurs chemins d'accès aux données stockées. Étant donné que la technologie SAN est relativement nouvelle et qu'elle connaît une évolution rapide, vous pouvez planifier et déployer une solution SAN intégrale pour prendre en compte la croissance des besoins et les technologies SAN à venir. Enfin, la technologie SAN facilite la connectivité entre les systèmes multifournisseurs qui exécutent des systèmes d'exploitation différents et des produits de stockage de divers fournisseurs.

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Actuellement, les solutions SAN conviennent particulièrement aux entreprises et aux services informatiques qui ont besoin de stocker des volumes de données importants.

Bien que les coûts de déploiement puissent être un obstacle, il peut être préférable d'opter pour une solution SAN car le coût total de possession à long terme peut être inférieur aux coûts liés à la maintenance d'un grand nombre de baies de stockage à attachement direct. Une solution SAN présente les avantages suivants :

  • Si vous disposez actuellement de plusieurs baies gérées par plusieurs administrateurs, une administration centralisée de l'ensemble du stockage permet de libérer des administrateurs pour d'autres tâches.
  • En termes de disponibilité, aucune autre solution n'est en mesure d'offrir la fiabilité, la souplesse et l'exhaustivité d'un réseau SAN pris en charge par un fournisseur. Certaines entreprises peuvent s'attendre à des pertes de revenus considérables lorsque les services de messagerie et de collaboration sont indisponibles. Si votre entreprise risque de perdre des revenus importants suite à l'indisponibilité d'un service de messagerie, le déploiement d'une solution SAN peut s'avérer rentable.

Avant d'investir dans le déploiement d'un réseau SAN, calculez les coûts de votre solution de stockage actuelle en termes de ressources matérielles et administratives, et déterminez si votre entreprise a besoin d'une solution de stockage fiable.

Avantages d'un réseau SAN pour Exchange

L'implémentation d'une solution de stockage SAN dans votre organisation Exchange 2003 présente les avantages suivants :

  • Exchange 2003 nécessite une bande passante d'E/S élevée qui n'est prise en charge que par une baie de stockage SAN. En revanche, les solutions de stockage en réseau qui reposent sur l'accès aux fichiers de bases de données Exchange 2003 via la pile réseau peuvent augmenter les risques de corruption des données et de baisse des performances.
  • Dans Exchange 2003, les banques de boîtes aux lettres et les dossiers publics doivent résider sur un lecteur considéré comme local par le lecteur du serveur Exchange. Cette condition est remplie par les solutions SAN qui se connectent aux serveurs Exchange via une connexion Fibre Channel locale. D'autres solutions de stockage qui font appel au programme de redirection du réseau pour traiter les ressources disques ne remplissent pas cette condition.
  • Les solutions SAN sont très évolutives, ce qui est un point important à prendre en compte pour Exchange. Au fur et à mesure que le volume des données de messages augmente et face à des limites de boîtes aux lettres qui sont constamment revues à la hausse, vous devez augmenter la capacité de stockage et les débits d'E/S. Un réseau SAN vous permet d'ajouter facilement des disques parallèlement à la croissance de votre organisation.
    Il est également recommandé de sélectionner une solution SAN qui intègre une fonctionnalité de virtualisation du stockage ; vous pouvez ainsi ajouter facilement des disques et réallouer rapidement cette capacité supplémentaire à vos serveurs Exchange. Grâce à la virtualisation du stockage, vous pouvez acheter des disques de stockage supplémentaires qui correspondent à votre budget et à vos besoins en termes de capacité.
  • L'évolutivité des solutions SAN permet également d'étendre l'organisation Exchange en ajoutant des serveurs. Vous pouvez connecter plusieurs serveurs Exchange à des baies de stockage multiples puis répartir le stockage entre elles.
  • Grâce aux mises en miroir et aux sauvegardes de clichés instantanés à l'aide du service Cliché instantané de volume, une solution SAN permet d'améliorer les sauvegardes, la récupération et la disponibilité des données.
    Pour plus d'informations sur l'optimisation de votre solution de stockage à l'aide du service de cliché instantané de volumes, voir la rubrique sur les recommandations pour l'utilisation du service de cliché instantané de volumes avec Exchange Server 2003.
  • Les stratégies de réplication qui incluent la réplication des données d'un réseau SAN d'un site vers un réseau SAN d'un autre site vous permettent de protéger les données de votre organisation en cas de défaillance d'un site. De plus, si vous implémentez des clusters dispersés sur le plan géographique dans le cadre de votre stratégie de réplication de sites, votre système de messagerie sera opérationnel.
    Pour plus d'informations sur la réplication des données vers d'autres sites, voir la section sur l'utilisation de plusieurs sites physiques dans la rubrique Mesures de tolérance de pannes au niveau système.
    Pour plus d'informations sur les clusters dispersés sur le plan géographique, voir la section sur les clusters dispersés sur le plan géographique dans la rubrique Considérations relatives à la planification de clusters.

Solutions de stockage réseau

Le stockage réseau renvoie aux produits qui utilisent un réseau pour le stockage des données. Le matériel de stockage se connecte directement au réseau Ethernet par le biais de connexions SCSI (Small Computer System Interface), Fibre Channel ou via la nouvelle prise en charge d'iSCSI (Internet SCSI). Un produit de stockage réseau est un serveur spécialisé contenant un système de fichiers et un stockage évolutif. Dans ce modèle, le stockage de données est décentralisé. Dans la mesure où le périphérique de stockage réseau se connecte localement à des serveurs de département, seuls les serveurs locaux peuvent accéder aux données.

Pour plus d'informations sur la solution iSCSI, voir le site Web Microsoft Storage Technologies - iSCSI.

Pour plus d'informations sur la prise en charge d'iSCSI dans Exchange, voir l'article 839686 de la Base de connaissances Microsoft sur laprise en charge de composants de la technologie iSCSI dans Exchange Server.

importantImportant :
La configuration d'Exchange 2003 en matière d'accès local aux données et de bande passante d'E/S n'est généralement pas prise en charge par les produits de stockage réseau. L'utilisation de Microsoft Exchange 2003 avec un produit de stockage réseau peut entraîner une perte de données, y compris une perte totale des bases de données.

Pour plus d'informations sur les solutions de stockage propres à Exchange 2003, voir l'article 839687 de la Base de connaissances Microsoft sur la stratégie de prise en charge Microsoft lors d el'utilisation de périphériques de stockage NAS avec Exchange Server 2003.

Pour plus d'informations sur les solutions de stockage NAS pour Exchange 5.5 et ultérieur, voir l'article 317173 de la Base de connaissances Microsoft sur Exchange Server et le stockage NAS.

Pour plus d'informations sur la comparaison des solutions de stockage SAN et NAS, voir l'article 328879 de la Base de connaissances Microsoft sur l'utilisation d'Exchange Server avec les solutions de stockage SAN et NAS.

Technologies de réplication des données Exchange

Si votre organisation Exchange doit fonctionner en permanence, même dans le cas d'un incident de site, vous pouvez optimiser la fiabilité de vos données Exchange. Pour ce faire, vous devez mettre en œuvre des technologies de réplication qui répliquent les données d'application sur un ou plusieurs sites distants. Ce type de technologie vous permet de synchroniser les réseaux SAN dans plusieurs sites sur des réseaux longue distance IP ou de type fibre. Dans ces types de solutions, la réplication est soit synchrone, soit asynchrone.

Pour plus d'informations sur l'utilisation de plusieurs sites physiques pour intégrer la redondance et protéger vos données d'application, voir la section sur l'utilisation de plusieurs sites physiques dans la rubrique Mesures de tolérance de pannes au niveau système.

Pour plus d'informations sur la réplication sur des sites distants avec les clusters Windows, voir la section sur les clusters dispersés sur le plan géographique dans la rubrique Considérations relatives à la planification de clusters.

Réplication synchrone

Grâce aux solutions qui incluent des technologies de réplication synchrone, vous pouvez viser une fiabilité à 100 % des données. Les technologies de réplication synchrone écrivent sur les deux plates‑formes de stockage (périphérique de stockage principal et celui de la réplication) avant de signaler au système d'exploitation que l'opération d'écriture a été correctement effectuée. En fonction de la distance qui sépare les deux plates­‑formes de stockage, cette latence peut être importante (+ de 50 millisecondes). Cette latence accrue génère une charge sur le serveur, ce qui entraîne des conséquences graves pour les clients Exchange. En particulier, la latence élevée en écriture peut générer un nombre excessif de files d'attente d'appels de procédures distantes (RPC), et elle peut épuiser la totalité des 100 threads RPC (threads qui attentent les écritures d'E/S), ce qui peut provoquer de graves problèmes de fonctionnement.

Pour minimiser l'incidence négative sur l'utilisation, vous pouvez limiter le nombre d'utilisateurs sur le serveur et sur le réseau SAN. Par exemple, imaginons un déploiement Exchange avec une réplication synchrone, dans lequel la charge des utilisateurs est limitée à 1 000 utilisateurs au maximum, bien que le serveur et le réseau SAN puissent en gérer 4 000. La réplication synchrone garantit une fiabilité élevée des données, cependant, elle affecte considérablement les performances au niveau des écritures en entrée/sortie. Ceci a une incidence cruciale sur le nombre d'utilisateurs pris en charge sur une plate‑forme donnée.

importantImportant :
Pour les solutions qui utilisent la réplication synchrone, il est préférable d'opter pour plusieurs serveurs à deux processeurs, au lieu de mettre en œuvre un modèle consolidé qui inclut des serveurs avec quatre ou huit processeurs. Il est reconnu que la consolidation des serveurs est réduite avec les technologies de réplication synchrone.

Réplication asynchrone

La réplication asynchrone n'a pas d'incidence négative sur les performances des clients Exchange, car les opérations d'écriture pour la réplication sont gérées une fois que l'opération d'écriture sur le périphérique de stockage principal est terminée. Cependant, il existe un problème avec la réplication asynchrone des données : l'opération d'écriture pour la réplication peut prendre jusqu'à une minute (la durée varie pour chaque fournisseur de solution SAN), donc le risque de perte des données durant un incident est accru. La réplication asynchrone n'a aucune incidence sur les performances en écriture, mais elle s'avère plus risquée pour la fiabilité des données.

importantImportant :
Si vous sélectionnez une méthode asynchrone, assurez‑vous que vos procédures de récupération d'urgence ont été soigneusement testées. De plus, sachez qu'il peut y avoir un risque de perte des données durant un incident. Par conséquent, les solutions de réplication asynchrone ne sont pas recommandées avec les clusters dispersés sur le plan géographique.

Test de la réplication des données

Si vous sélectionnez une méthode synchrone, procédez comme pour la mise en œuvre d'un sous‑système de stockage : déployez votre solution de réplication des données dans un environnement de test pour valider votre conception. La documentation qui accompagne l'outil Jetstress inclut des informations sur le test des solutions de réplication des données. Pour plus d'informations sur Jetstress, voir la rubrique Utilisation de l'outil Jetstress pour tester les performances des disques.

Vous pouvez télécharger Jetstress sur le site Web Microsoft Exchange Server Jetstress Tool.