Tous les disques locaux attachés qui fournissent à ONTAP Select le stockage de support doivent être placés derrière un contrôleur RAID. La plupart des serveurs de matériel ordinaire sont livrés avec plusieurs options de contrôleurs RAID à différents niveaux de prix, chacune offrant des niveaux variés de fonctionnalité. L'intention est de prendre en charge autant de ces options que possible, à condition qu'elles répondent à certaines exigences minimales imposées au contrôleur.

Le contrôleur RAID qui gère les disques ONTAP Select doit répondre aux exigences suivantes :

Tous les disques connectés localement qui fournissent à ONTAP Select un stockage de support doivent être placés dans des groupes RAID fonctionnant en RAID 5 ou RAID 6. Pour les disques SAS et SSD, l'utilisation de groupes RAID allant jusqu'à 24 disques permet à ONTAP de tirer parti de la répartition des requêtes de lecture entrantes sur un plus grand nombre de disques. Cela offre un gain de performance significatif. Avec les configurations SAS/SSD, des tests de performance ont été réalisés en comparant les configurations à LUN unique et à LUN multiples. Aucune différence significative n'a été constatée, donc, par souci de simplicité, NetApp recommande de créer le nombre minimal de LUN nécessaires pour répondre à vos besoins de configuration.

Les disques NL-SAS et SATA requièrent des bonnes pratiques différentes. Pour des raisons de performance, le nombre minimal de disques reste de huit, mais la taille d'un groupe RAID ne doit pas dépasser douze disques. NetApp recommande également d'utiliser un disque de secours par groupe RAID ; toutefois, des disques de secours globaux pour tous les groupes RAID peuvent être utilisés. Par exemple, vous pouvez utiliser deux disques de secours pour trois groupes RAID, chaque groupe RAID étant composé de huit à douze disques.

De nombreux contrôleurs RAID prennent en charge jusqu'à trois modes de fonctionnement, chacun représentant une différence significative dans le chemin d'accès aux données emprunté par les requêtes d'écriture. Ces trois modes sont les suivants :

Le mode d'écriture différée offre le chemin d'accès aux données le plus court, l'accusé de réception des E/S intervenant immédiatement après l'entrée des blocs dans le cache. Ce mode garantit la latence la plus faible et le débit le plus élevé pour les charges de travail mixtes lecture/écriture. Toutefois, en l'absence d'une BBU ou de technologie Flash non volatile, les utilisateurs risquent de perdre des données en cas de coupure de courant lors du fonctionnement dans ce mode.

ONTAP Select requiert la présence d'une batterie de secours ou d'une unité de mémoire flash ; ainsi, nous pouvons être certains que les blocs mis en cache sont écrits sur disque en cas de ce type de panne. Pour cette raison, il est nécessaire que le contrôleur RAID soit configuré en mode writeback.

La configuration serveur la plus courante consiste à placer tous les disques durs locaux derrière un seul contrôleur RAID. Vous devez prévoir au minimum deux LUN : une pour l’hyperviseur et une pour la machine virtuelle ONTAP Select.

Prenons l'exemple d'un HP DL380 g8 équipé de six disques internes et d'un contrôleur RAID Smart Array P420i. Tous les disques internes sont gérés par ce contrôleur RAID, et aucun autre stockage n'est présent sur le système.

La figure suivante illustre ce type de configuration. Dans cet exemple, aucun autre stockage n'est présent sur le système ; par conséquent, l'hyperviseur doit partager le stockage avec le nœud ONTAP Select.

Configuration LUN du serveur avec uniquement des disques gérés par RAID

Le provisionnement des LUN du système d'exploitation à partir du même groupe RAID que ONTAP Select permet au système d'exploitation de l'hyperviseur (et à toute machine virtuelle cliente également provisionnée à partir de ce stockage) de bénéficier de la protection RAID. Cette configuration empêche la défaillance d'un seul disque d'entraîner l'arrêt complet du système.

L'autre configuration possible proposée par les fournisseurs de serveurs consiste à configurer le système avec plusieurs contrôleurs RAID ou de disques. Dans cette configuration, un ensemble de disques est géré par un contrôleur de disques, qui peut ou non offrir des services RAID. Un second ensemble de disques est géré par un contrôleur RAID matériel capable d'offrir des services RAID 5/6.

Avec cette configuration, l'ensemble des disques situés derrière le contrôleur RAID, capables de fournir des services RAID 5/6, doit être utilisé exclusivement par la machine virtuelle ONTAP Select. En fonction de la capacité de stockage totale gérée, vous devez configurer les disques en un ou plusieurs groupes RAID et un ou plusieurs LUN. Ces LUN seraient ensuite utilisés pour créer un ou plusieurs datastores, tous les datastores étant protégés par le contrôleur RAID.

Le premier ensemble de disques est réservé au système d'exploitation de l'hyperviseur et à toute machine virtuelle cliente qui n'utilise pas le stockage ONTAP, comme illustré dans la figure suivante.

Configuration LUN du serveur sur un système RAID/non-RAID mixte

Il existe deux cas où les configurations à groupe RAID unique/LUN unique doivent être modifiées. Lors de l'utilisation de disques NL-SAS ou SATA, la taille du groupe RAID ne doit pas dépasser 12 disques. De plus, un LUN unique peut devenir plus grand que les limites de stockage de l'hyperviseur sous-jacent, soit la taille maximale d'une extension de système de fichiers individuelle, soit la taille maximale totale du pool de stockage. Dans ce cas, le stockage physique sous-jacent doit être divisé en plusieurs LUN pour permettre la création réussie du système de fichiers.

La taille maximale d'un datastore sur certaines versions d'ESXi est de 64TB.

Si un serveur dispose de plus de 64 To de stockage connecté, il peut être nécessaire de provisionner plusieurs LUN, chacune d'une capacité inférieure à 64 To. La création de plusieurs groupes RAID pour améliorer le temps de reconstruction RAID des disques SATA/NL-SAS entraîne également le provisionnement de plusieurs LUN.

Lorsque plusieurs LUN sont nécessaires, il est primordial de s'assurer que ces LUN offrent des performances similaires et homogènes. Ceci est particulièrement important si toutes les LUN sont utilisées dans un seul agrégat ONTAP. En revanche, si un sous-ensemble d'une ou plusieurs LUN présente un profil de performances nettement différent, nous recommandons vivement d'isoler ces LUN dans un agrégat ONTAP distinct.

Il est possible d'utiliser plusieurs extensions de système de fichiers pour créer un seul datastore, jusqu'à la taille maximale de celui-ci. Pour limiter la capacité nécessitant une licence ONTAP Select, veillez à spécifier une limite de capacité lors de l'installation du cluster. Cette fonctionnalité permet à ONTAP Select d'utiliser (et donc de nécessiter une licence pour) uniquement une partie de l'espace dans un datastore.

Il est également possible de commencer par créer un seul datastore sur un seul LUN. Lorsque de l'espace supplémentaire nécessitant une licence de capacité ONTAP Select plus importante est requis, cet espace peut être ajouté au même datastore sous forme d'extension, jusqu'à la taille maximale du datastore. Une fois la taille maximale atteinte, de nouveaux datastores peuvent être créés et ajoutés à ONTAP Select. Les deux types d'opérations d'extension de capacité sont pris en charge et peuvent être réalisés à l'aide de la fonctionnalité storage-add d'ONTAP Deploy. Chaque nœud ONTAP Select peut être configuré pour prendre en charge jusqu'à 400 To de stockage. L'allocation de capacité à partir de plusieurs datastores nécessite une procédure en deux étapes.

La création initiale d'un cluster peut être utilisée pour créer un cluster ONTAP Select consommant une partie ou la totalité de l'espace dans le datastore initial. La deuxième étape consiste à effectuer une ou plusieurs opérations d'ajout de capacité à l'aide de datastores supplémentaires jusqu'à atteindre la capacité totale souhaitée. Cette fonctionnalité est détaillée dans la section "Augmenter la capacité de stockage".

Un espace tampon de 2 % est laissé inutilisé dans chaque datastore. Cet espace ne nécessite pas de licence de capacité car il n'est pas utilisé par ONTAP Select. ONTAP Deploy calcule automatiquement le nombre exact de gigaoctets pour le tampon, tant qu'une limite de capacité n'est pas spécifiée. Si une limite de capacité est spécifiée, cette taille est appliquée en premier. Si la taille de la limite de capacité se situe dans la taille du tampon, la création du cluster échoue avec un message d'erreur précisant le paramètre de taille maximale correct pouvant être utilisé comme limite de capacité :

VMFS 6 est pris en charge à la fois pour les nouvelles installations et comme cible d'une opération de Storage vMotion d'une VM ONTAP Deploy ou ONTAP Select existante.

VMware ne prend pas en charge les mises à niveau sur place de VMFS 5 vers VMFS 6. Par conséquent, Storage vMotion est le seul mécanisme permettant à une machine virtuelle de migrer d'une banque de données VMFS 5 vers une banque de données VMFS 6. Cependant, la prise en charge de Storage vMotion avec ONTAP Select et ONTAP Deploy a été étendue à d'autres scénarios que le cas spécifique de la migration de VMFS 5 vers VMFS 6.

En résumé, ONTAP Select présente à ONTAP un ensemble de disques virtuels provisionnés à partir d'un ou plusieurs pools de stockage. ONTAP se voit présenter un ensemble de disques virtuels qu'il traite comme physiques, et la partie restante de la pile de stockage est abstraite par l'hyperviseur. La figure suivante montre cette relation plus en détail, en mettant en évidence la relation entre le contrôleur RAID physique, l'hyperviseur et la machine virtuelle ONTAP Select.

Mappage d'un disque virtuel avec un disque physique

Pour offrir une expérience utilisateur plus fluide, l’outil de gestion ONTAP Select, ONTAP Deploy, provisionne automatiquement les disques virtuels à partir du pool de stockage associé et les attache à la machine virtuelle ONTAP Select. Cette opération se produit automatiquement lors de la configuration initiale ainsi que lors des opérations d’ajout de stockage. Si le nœud ONTAP Select fait partie d’une paire haute disponibilité, les disques virtuels sont automatiquement affectés à un pool de stockage local et à un pool de stockage miroir.

ONTAP Select divise le stockage sous-jacent en disques virtuels de taille égale, ne dépassant pas 16 To chacun. Si le nœud ONTAP Select fait partie d'une paire haute disponibilité, au minimum deux disques virtuels sont créés sur chaque nœud de cluster et affectés au plex local et au plex miroir pour être utilisés au sein d'un agrégat en miroir.

Par exemple, un ONTAP Select peut se voir attribuer un datastore ou un LUN de 31 To (l'espace restant après le déploiement de la VM et le provisionnement des disques système et racine). Ensuite, quatre disques virtuels d'environ 7,75 To sont créés et affectés au plex local ONTAP et au plex miroir approprié.

NetApp FAS systèmes sont traditionnellement équipés d'une carte NVRAM PCI physique, une carte haute performance contenant de la mémoire flash non volatile. Cette carte offre une amélioration significative des performances d'écriture en donnant à ONTAP la capacité d'accuser immédiatement réception des écritures entrantes auprès du client. Elle peut également planifier le déplacement des blocs de données modifiés vers le support de stockage plus lent, dans un processus appelé destaging.

Les systèmes standard ne sont généralement pas équipés de ce type de matériel. Par conséquent, la fonctionnalité de cette carte NVRAM a été virtualisée et placée dans une partition sur le disque de démarrage du système ONTAP Select. C'est pour cette raison que l'emplacement du disque virtuel système de l'instance est extrêmement important. C'est également pourquoi le produit requiert la présence d'un contrôleur RAID physique avec un cache résilient pour les configurations de stockage local attaché.

La NVRAM est placée sur son propre VMDK. Séparer la NVRAM dans son propre VMDK permet à la machine virtuelle ONTAP Select d'utiliser le pilote vNVMe pour communiquer avec son VMDK NVRAM. Cela nécessite également que la machine virtuelle ONTAP Select utilise la version matérielle 13, qui est compatible avec ESXi 8.0 et versions ultérieures.

L'interaction entre la partition système NVRAM virtualisée et le contrôleur RAID peut être mieux mise en évidence en parcourant le chemin d'accès aux données emprunté par une requête d'écriture lorsqu'elle entre dans le système.

Les requêtes d'écriture entrantes vers la machine virtuelle ONTAP Select sont dirigées vers la partition NVRAM de la VM. Au niveau de la virtualisation, cette partition existe dans un disque système ONTAP Select, un VMDK attaché à la machine virtuelle ONTAP Select. Au niveau physique, ces requêtes sont mises en cache dans le contrôleur RAID local, comme toutes les modifications de blocs destinées aux disques sous-jacents. À partir de là, l'écriture est accusée de réception auprès de l'hôte.

Physiquement, le bloc se trouve alors dans le cache du contrôleur RAID, en attente d'être écrit sur le disque. Logiquement, le bloc réside dans NVRAM en attente d'être transféré vers les disques de données utilisateur appropriés.

Les blocs modifiés étant automatiquement stockés dans le cache local du contrôleur RAID, les écritures entrantes sur la partition NVRAM sont automatiquement mises en cache et périodiquement transférées vers le support de stockage physique. Il ne faut pas confondre ce processus avec le transfert périodique du contenu de la NVRAM vers les disques de données ONTAP. Ces deux opérations sont indépendantes et se produisent à des moments et des fréquences différents.

La figure suivante illustre le chemin d'E/S emprunté par une écriture entrante. Elle met en évidence la différence entre la couche physique (représentée par le cache et les disques du contrôleur RAID) et la couche virtuelle (représentée par la NVRAM et les disques virtuels de données de la machine virtuelle).

Écritures entrantes vers la machine virtuelle ONTAP Select