Fournir un stockage économique pour les charges de travail Hyper-V à l'aide de Windows Server

S'applique à: System Center 2012 R2, Windows Server 2012 R2

À qui ce guide s'adresse-t-il ? Ce guide s'adresse aux fournisseurs de services (les hébergeurs) qui offrent une infrastructure IaaS (Infrastructure-as-a-Service) et aux grandes entreprises qui configurent des clouds privés.

En quoi ce guide peut-il vous aider ? Ce guide vous permettra d'avoir une compréhension globale de la conception et de l'implémentation d'une solution de stockage spécifique basée sur un serveur de fichiers pour les clusters de calcul Hyper-V. D'autres solutions sont possibles, mais elles ne sont pas décrites dans ce guide.

La solution utilise des espaces de stockage avec des niveaux de stockage, un cluster de serveurs de fichiers avec montée en puissance parallèle ainsi que des partages de fichiers SMB (Server Message Block) faciles à gérer. Elle constitue ainsi une solution de stockage définie par logiciel qui optimise les performances de stockage, réduit les coûts et adapte indépendamment les ressources de calcul et le stockage.

Saviez-vous que Microsoft Azure offre une fonctionnalité similaire dans le cloud ? En savoir plus sur les solutions de stockage et de virtualisation Microsoft Azure. Créer une solution hybride dans Microsoft Azure : - en savoir plus sur le stockage SSD économique et très réactif pour les machines virtuelles - déplacer des machines virtuelles entre Hyper-V et Microsoft Azure

Le schéma suivant illustre le problème et le scénario abordés dans ce guide de solution.

Stockage pour les charges de travail virtualisées

Contenu de ce guide :

• Scénario, énoncé du problème et objectifs

• Quelle est l'approche de conception et de planification recommandée pour cette solution ?

• Quelles sont les principales étapes à suivre pour implémenter cette solution ?

Scénario, énoncé du problème et objectifs

Cette section décrit le scénario, l'énoncé du problème et les objectifs abordés dans ce guide de solution.

Scénario

Dans ce scénario, nous supposons que vous êtes soit un fournisseur d'hébergement de taille moyenne offrant des services gérés (notamment IaaS), soit une grande entreprise cherchant à configurer des clouds privés. Vous offrez aux entreprises la possibilité de déplacer de plus en plus de leurs charges de travail dans le cloud, hébergées sur des ordinateurs virtuels Hyper-V, mais ces nouvelles charges de travail s'accompagnent d'une quantité stupéfiante de données…

Énoncé du problème

Comme vous l'avez sans doute constaté à vos dépens, le stockage constitue l'un des principaux postes de dépenses dans le cadre des services cloud d'hébergement. Les besoins de données explosent et, même si le prix des disques durs est fortement en baisse, vous dépensez probablement beaucoup d'argent dans l'achat d'un nombre croissant de disques SSD pour essayer d'améliorer les performances. Au final, l'acquisition et l'utilisation du stockage coûtent encore cher.

Vos options de stockage actuelles utilisent des réseaux de zone de stockage (SAN) onéreux basés sur une infrastructure Fibre Channel, mais aussi éventuellement des réseaux iSCSI quand les performances ne sont pas un enjeu capital. Ces options ont l'avantage de permettre des configurations de stockage flexibles, mais elles présentent les inconvénients suivants :

• Les réseaux SAN Fibre Channel (et même iSCSI) sont assez onéreux.

• Les réseaux SAN peuvent être difficiles à configurer et à gérer.

Par conséquent, le problème global que vous voulez résoudre est le suivant :

• Comment fournir un stockage résilient et très performant pour vos hôtes Hyper-V tout en réduisant les coûts ?

Objectifs de l'organisation

Fondamentalement, vous recherchez une solution de stockage présentant les caractéristiques suivantes :

• Disponibilité constante : vous devez fournir un stockage étendu constamment disponible pour réduire le temps d'arrêt au strict minimum.

• Stockage évolutif : vous devez fournir des centaines de téraoctets de stockage avec un débit élevé à des milliers de machines virtuelles que vous voulez héberger (cette solution offre environ 150 à 600 To de capacité pour 1 000 à 8 192 machines virtuelles d’environ 75 Go chacun).

• Hautes performances : vous aurez besoin d'un stockage pouvant fournir de bonnes performances pour chaque ordinateur virtuel et service.

• Gestion efficace : vous avez besoin d'outils de gestion efficaces et puissants pour vous aider à configurer et gérer l'intégralité de la solution de plateforme cloud, qui comprend des centaines de disques et des dizaines de nœuds de serveur.

• Faible coût : vous devez éviter que le stockage ne consomme la totalité de votre budget.

Quelle est l'approche de conception et de planification recommandée pour cette solution ?

Cette section décrit une solution que nous recommandons pour répondre au problème et aux objectifs énoncés ci-dessus. Cette solution est ciblée sur la zone de stockage d'une plateforme cloud composée des trois parties suivantes :

• Calcul : des charges de travail clientes sont hébergées dans un cluster de calcul exécutant des ordinateurs virtuels Hyper-V.

• Stockage : des ordinateurs virtuels sont stockés dans un cluster de serveurs de fichiers hautement performant.

• Gestion : les clusters de serveurs de fichiers et de calcul sont gérés par un cluster de gestion.

Le diagramme suivant illustre la zone de stockage de cette solution :

Stockage Windows Server pour l'architecture de la solution d'ordinateurs virtuels

Le tableau suivant répertorie les éléments qui font partie de la conception de cette solution et décrit la raison de ce choix.

Pour concevoir la configuration matérielle et logicielle de chaque cluster utilisé dans cette solution, consultez Fournir un stockage économique pour les charges de travail Hyper-V à l'aide de Windows Server : guide de planification et de conception.

Difficultés de cette solution

Voici quelques-unes des difficultés liées à cette solution, ainsi que des stratégies pour y faire face.

• Problèmes de pilote et de microprogramme

  Pour réduire les problèmes de pilote et de microprogramme, surtout à grande échelle, nous vous recommandons d’acheter l’ensemble de votre matériel de production auprès d’un fournisseur qui teste et prend en charge son matériel en tant que solution intégrée aux espaces de stockage.Microsoft Cloud Platform (CPS) Powered by Dell est un exemple de solution. Il est également important de suivre les recommandations de chaque fournisseur sur les dernières versions de pilote et de microprogramme à utiliser.

  Exécutez également l'Assistant Valider une configuration et corrigez chaque problème avant de configurer les clusters. Pour plus d'informations, voir Valider la configuration matérielle d'un cluster de basculement.

• Difficulté pour effacer complètement les informations précédentes des espaces de stockage et du clustering de basculement sur les boîtiers JBOD et les disques physiques

  Ce problème ne se pose généralement pas avec du matériel neuf. Si vous prévoyez de tester la configuration sur du matériel ayant déjà servi, exécutez les applets de commande du module de stockage Windows PowerShell pour effacer complètement les données de tous les espaces de stockage et du clustering de basculement sur les disques physiques et les boîtiers JBOD. Effectuez cette opération avant de configurer la solution. Dans certains cas, l'exécution d'un cycle d'alimentation sur les boîtiers JBOD facilite la suppression des informations de réservation persistante sur les appareils.

  Conseil

  Pour obtenir un script permettant d’effacer complètement la configuration des espaces de stockage, consultez Effacement complet d’une configuration existante d’espaces de stockage.

• Solution à grande échelle

  Cette solution nécessite un investissement en matériel important pour les tests. Vous pouvez contourner ce problème en commençant par tester une solution de taille inférieure. Par exemple, utilisez un cluster de serveurs de fichiers avec deux nœuds et deux boîtiers JBOD, un cluster de gestion plus simple et moins de nœuds de calcul. Une fois que vous êtes satisfait de la solution testée en laboratoire, vous pouvez ajouter des nœuds et des boîtiers JBOD au cluster de serveurs de fichiers. Notez que vous devrez alors recréer les espaces de stockage pour garantir que les données sont stockées sur tous les boîtiers avec prise en charge de la reconnaissance de boîtier.

Quelles sont les principales étapes à suivre pour implémenter cette solution ?

Suivez les étapes décrites dans cette section pour implémenter la solution. Assurez-vous de la réalisation correcte de chaque étape avant de passer à l'étape d'après.

1. Concevoir votre solution et acheter du matériel certifié

   Utilisez le Guide de la conception de stockage défini par logiciel pour planifier et concevoir votre solution de stockage. Vous pouvez également consulter Fournir un stockage économique pour les charges de travail Hyper-V à l'aide de Windows Server : guide de planification et de conception pour obtenir une vue d’ensemble d’une conception à grande échelle de clusters de calcul, de stockage et de gestion.

2. Monter en rack et câbler tout le matériel

   Raccordez le cluster de serveurs de fichiers, le cluster de gestion, le cluster de calcul, ainsi que les commutateurs réseau auxquels se connectent les clusters. Ne connectez pas tout de suite ce matériel à un réseau externe.

3. Mettre à jour tous les microprogrammes

   Mettez à jour le microprogramme de vos boîtiers JBOD, disques, serveurs, commutateurs de réseau et adaptateurs de bus hôte vers les versions certifiées lors de la mise en ligne du matériel.

4. Déployer Windows Server 2012 R2 sur le cluster de gestion

   Installez Windows Server 2012 R2 avec l’option d’installation minimale sur le cluster de gestion pour réduire la quantité de mises à jour logicielles qui s’appliquent au serveur (en supposant que vous n’utilisez pas de cluster de gestion existant). Utilisez un ordinateur portable connecté au réseau de gestion pour configurer à distance tous les nœuds, ou installez Windows Server avec l'option d'installation complète.

5. Installer Hyper-V et créer des ordinateurs virtuels pour les services AD DS, DNS et DHCP sur le cluster de gestion

   Installez le rôle serveur Hyper-V, puis utilisez le Gestionnaire Hyper-V ou Windows PowerShell pour créer un ordinateur virtuel sur un nœud du cluster de gestion pour les services AD DS, DNS et DHCP. Cet ordinateur virtuel ne présente pas un haut niveau de disponibilité (ces services se répliquent et équilibrent la charge sans clustering) et vous devez stocker le fichier de disque dur virtuel (.vhdx) du système d'exploitation sur le disque dur local de l'un des nœuds. Répétez cette procédure sur deux autres nœuds pour disposer au total de trois ordinateurs virtuels sur trois nœuds distincts. Plus loin dans la procédure de configuration, vous créerez davantage d'ordinateurs virtuels après avoir configuré le clustering de basculement sur le cluster de gestion.

   Pour plus d’informations, consultez Installer Hyper-V et créer une machine virtuelle.

   Notes

   Après avoir configuré cette solution, vous pouvez éventuellement créer des ordinateurs virtuels à haut niveau de disponibilité pour exécuter les services AD DS, DNS et DHCP, et mettre hors service les ordinateurs virtuels autonomes que vous avez créés pendant cette étape. Cela facilite la gestion, car tous les ordinateurs virtuels utilisés présentent un haut niveau de disponibilité et sont stockés sur le cluster de serveurs de fichiers.

6. Déployer les services AD DS, DNS et DHCP

   Si vous installez un nouveau cluster de gestion, installez les services AD DS sur chacun des ordinateurs virtuels (trois contrôleurs de domaine) et créez une nouvelle forêt pour vos clusters de serveurs, avec des zones DNS intégrées à Active Directory, et des étendues DHCP pour le réseau de stockage et le réseau de gestion.

   Pour plus d’informations, consultez Installer les services de domaine Active Directory (niveau 100) et Pas à pas : configurer le protocole DHCP pour le basculement.

7. Configurer le cluster de serveurs de fichiers

   Effectuez les étapes suivantes pour configurer le cluster de serveurs de fichiers :

   Notes

   Virtual Machine Manager peut créer rapidement un serveur de fichiers avec montée en puissance parallèle à partir des quatre nœuds nus de votre cluster de serveurs de fichiers. Le seul problème est que vous voulez probablement stocker les fichiers de disque dur virtuel de Virtual Machine Manager sur le cluster de serveurs de fichiers qui n’est pas encore configuré. Vous pouvez éventuellement contourner ce problème en installant Virtual Machine Manager dans une configuration à faible niveau de disponibilité sur le cluster de gestion, l’utiliser pour configurer le cluster de serveurs de fichiers, puis reconfigurer Virtual Machine Manager dans une configuration à haut niveau de disponibilité (stockée sur le cluster de serveurs de fichiers).

   1. Installer Windows Server 2012 R2

      Installez Windows Server avec l'option d'installation minimale sur les nœuds du cluster de serveurs de fichiers (le système d'exploitation étant installé sur le disque dur local de chaque nœud).

   2. (Facultatif) Effacer les données de configuration existantes des espaces de stockage et du cluster de basculement

      Si vos serveurs et les boîtiers JBOD ont précédemment été utilisés dans une autre solution, effacez complètement toutes les données des espaces de stockage et du clustering de basculement qui sont stockées sur les disques physiques et les boîtiers JBOD. Pour obtenir un script permettant d’effacer complètement TOUTES les données d’une configuration d’espaces de stockage, consultez Effacer complètement une configuration existante d’espaces de stockage.

   3. Valider les boîtiers et les disques physiques

      Vérifiez que tous les disques physiques sont intègres, qu'ils présentent le type de média approprié et qu'ils sont indiqués comme éligibles pour le regroupement. Vérifiez également que les boîtiers JBOD affichent correctement les informations des boîtiers.

      Pour obtenir un script permettant de valider vos disques physiques et boîtiers, et effectuer certains tests de performances et d’intégrité, consultez Script de validation des disques physiques pour les espaces de stockage.

   4. Créer des pools de stockage en cluster

      Validez et optimisez la configuration de mise en réseau en cluster, en étiquetant chaque réseau (par exemple, le réseau de stockage et le réseau de gestion), puis créez trois pools de stockage en cluster avec quatre disques SSD et 16 disques durs de chacun des quatre boîtiers JBOD, soit un total de 80 disques par pool.

      Pour obtenir des instructions détaillées pour configurer le cluster de basculement et créer des pools de stockage, voir Déployer des espaces de stockage en cluster.

   5. Créer un serveur de fichiers avec montée en puissance parallèle

      Créez ensuite un rôle serveur de fichiers en cluster avec l'option Serveur de fichiers avec montée en puissance parallèle.

      Pour plus d’informations, consultez Déployer un serveur de fichiers avec montée en puissance parallèle.

   6. Créer le disque témoin pour le cluster de serveurs de fichiers

      Utilisez le Gestionnaire de serveur ou l’applet de commande New-VirtualDisk pour créer un espace en miroir double de 3 Go sans niveaux de stockage comme disque témoin pour le cluster de serveurs de fichiers, puis configurez le quorum du cluster.

      Pour plus d'informations, voir Configurer le quorum du cluster.

   7. Créer des niveaux de stockage, des espaces de stockage, des partitions, des volumes et des volumes partagés de cluster

      Créez les espaces de stockage nécessaires en fonction de votre conception, puis créez une partition, un volume et un volume partagé de cluster pour chaque espace de stockage.

   8. Créer des partages de fichiers disponibles en continu pour les ordinateurs virtuels du cluster de gestion

      Créez un partage de fichiers SMB disponible en continu pour chaque volume partagé de cluster utilisé par les ordinateurs virtuels sur le cluster de gestion. Accordez des autorisations Contrôle total aux comptes d'ordinateur de chaque nœud du cluster de gestion, au compte SYSTEM et au groupe Administrateurs de domaine.

      Pour plus d’informations, consultez Étape 3 : créer un partage de fichiers SMB.

8. Configurer le cluster de gestion et le reste des ordinateurs virtuels de gestion

   Effectuez les étapes suivantes pour configurer le clustering de basculement sur le cluster de gestion et créer des ordinateurs virtuels à haut niveau de disponibilité pour le reste de vos services d'infrastructure et de gestion (vous avez déjà configuré les services AD DS, DNS et DHCP sur les ordinateurs virtuels autonomes). La plupart des ordinateurs virtuels présentent un haut niveau de disponibilité, mais pour certains services, vous voudrez peut-être utiliser le clustering invité pour créer un cluster entre les ordinateurs virtuels.

   1. Installer le clustering de basculement et configurer le cluster Hyper-V

      Utilisez la rubrique suivante pour créer le cluster de gestion et configurer Hyper-V de sorte à prendre en charge des ordinateurs virtuels à haut niveau de disponibilité Déployer un cluster Hyper-V.

   2. Configurer la mise à jour adaptée aux clusters

      Configurez la mise à jour adaptée aux clusters pour faciliter la mise à jour du cluster tout en minimisant ou en éliminant les temps d'arrêt. Pour plus d’informations, consultez Vue d’ensemble de la mise à jour adaptée aux clusters.

   3. Déployer SQL Server

      Déployez SQL Server pour prendre en charge Virtual Machine Manager. Pour plus d'informations, voir les rubriques suivantes :

      • Instances de cluster de basculement AlwaysOn (SQL Server)

      • Installer SQL Server avec le partage de fichiers SMB en tant qu'option de stockage

      • Créer un cluster de basculement SQL Server (programme d'installation)

   4. Déployer Virtual Machine Manager

      Déployez Virtual Machine Manager sur un cluster invité.Virtual Machine Manager est utilisé pour déployer et gérer les nœuds de calcul et d’autres composants réseau pour cette solution.

      Pour plus d'informations, consultez les rubriques suivantes :

      • Installation d'un serveur d'administration VMM à haut niveau de disponibilité

      • Déployer un cluster invité avec un disque dur virtuel partagé

   5. Déployer Windows Server Update Services

      Utilisez Virtual Machine Manager avec Windows Server Update Services pour mettre à jour toutes les machines virtuelles dans cette solution.

      Pour plus d’informations, consultez Gestion des mises à jour d’infrastructure dans VMM (ou Déployer WSUS (Windows Server Update Services) dans votre organisation si vous n’utilisez pas Virtual Machine Manager).

9. Déployer les clusters et les nœuds de calcul

   Une fois votre infrastructure configurée, utilisez Virtual Machine Manager ou Windows PowerShell pour déployer les nœuds de calcul, et configurez-les dans un cluster de basculement, Virtual Machine Manager et Windows Server Update Services fournissant des mises à jour aux nœuds du cluster.

   Pour plus d’informations, consultez Administration de System Center 2012 - Virtual Machine Manager.

10. Configurer la mise en réseau des clients

    Pour configurer la mise en réseau de vos clients, consultez le Déployer une infrastructure réseau cliente très extensible pour les fournisseurs d'hébergement.

11. Déployer les ordinateurs virtuels clients

    Après avoir configuré la mise en réseau de vos clients, utilisez Virtual Machine Manager ou Windows PowerShell pour déployer vos machines virtuelles clientes.

Voir aussi

Historique des modifications