La virtualisation des serveurs selon Cisco, avantages de Cisco UCS

Pourquoi la solution de virtualisation Cisco UCS ?

Le développement continu des systèmes informatiques est intimement lié à celui de la complexité des matériels. Cela entraine une augmentation des coûts conséquente puisque plus de 2/3 du budget informatique est en moyenne consacré à la gestion et à la maintenance des infrastructures par l’affectation continue de nouvelles ressources. C’est dans cette optique que Cisco Unified Computing System est une approche radicalement innovante pour une virtualisation réussie.


 

Atouts de la technologie Unified Computing

Cisco Unified Computing System va en effet bien au-delà de la simple maintenance d’infrastructure en rapprochant les besoins informatiques et commerciaux. Cette solution permet de réduire les coûts d’acquisition en ce qui concerne le site, l’organisation et la plateforme. La prise en charge de la mobilité des environnements virtualisés et non vitualisés ainsi que le provisionnement « juste-à-temps » sont des outils de gain de productivité pour les équipes informatiques. Autre avantage, et non des moindres, l’évolutivité de cette technologie capable de gérer des milliers de machines virtuelles et jusqu’à 320 serveurs différents. On notera enfin « l’écosystème partenaire », composé de sociétés leader du secteur prenant en charge les normes industrielles.

Schéma Cisco Unified Computing

Cette solution permet une optimisation de bout en bout des environnements virtualisés, tout en offrant une souplesse inégalée aux piles d’applications et systèmes d’exploitation traditionnels dans les environnements physiques.

Les défis à relever

Si la virtualisation a opéré une vraie révolution dans le monde des serveurs, elle n’est pas sans soulever de nouveaux défis. L’environnement virtualisé traditionnel pose de nouveaux problèmes :

  • Que faire de la prolifération des interfaces, des câbles et des ports de commutation en amont, indispensable à la prise en charge de chaque serveur, mais qui augmente les coûts et la complexité ?
  • Comment rendre gérables les multiples couches de commutation matérielle et logicielle
  • Comment maintenir la sécurité et la qualité de service (QoS) dans un ensemble où les points de gestion sont devenus pléthoriques ?
  • Comment assurer l’évolutivité rendue difficile en raison du temps nécessaire pour configurer les serveurs et les intégrer à l’infrastructure réseau ?
  • Comment garantir les performances même en cas de surdébit lié aux environnements virtualisés et aux contraintes liés aux ressources ?

Toutes ces questions, les ingénieurs Cisco se les ont posées car elles sont les freins qui pourraient faire échouer les projets les plus ambitieux. La réponse Cisco est à la hauteur  des enjeux. Seuls de grands constructeurs sont capables de repenser intégralement les architectures, souvent ancrées dans les pratiques et les esprits pour des années !  Et en l’occurrence, Cisco a fait preuve d’une originalité décisive.

Cisco Unified Computing System™ est la réponse de Cisco

Cisco Unified Computing System™ (dit Cisco UCS®) a puisé sa réponse originale à partir de « briques » spécifiques que sont principalement :

  • un « fabric unifié »;
  • des capacités de gestion intégrée;
  • des serveurs puissants dotés de processeurs Intel® Xeon® intelligents.

On peut donc dire que le Cisco Unified Computing System apporte aux utilisateurs :

  • Une simplification des réseaux virtuels et physiques, ce qui a pour conséquence une réduction des coûts et une simplification de la gestion;
  • Une amélioration et une accélération de l’évolutivité en réduisant les coûts d’infrastructure par serveur;
  • Des performances plus poussées pour les environnements virtualisés, par un meilleur équilibre des ressources;
  • Une plus grande flexibilité, et donc une augmentation significative de la réactivité d’une entreprise face à des charges de travail de plus en plus soumises à des fluctuations.

 

Mais qu’est ce que Cisco Unified Computing System au juste ?

Cisco UCS peut être vu comme la première plate-forme de data center réellement unifiée. Ses spécificités tiennent à une architecture originale et exclusive. On y retrouve associés :

  • des serveurs standards équipés de processeurs Intel Xeon (serveurs lames et rack d’architecture x86). Ces serveurs standards offrent des améliorations au niveau du processeur visant à accélérer les E/S virtuelles;
  • Une mise en réseau (UCS profite de l’expérience de Cisco dans la mise en réseau, garantissant une latence faible et une bande passante élevée);
  • un accès au stockage unifié dans un système conçu pour les environnements virtualisés;
  • des optimisations dédiées à Microsoft Windows 2008 R2 Hyper-V, Red Hat Enterprise Linux et VMware vSphere.

Irène Golbery du développement Data Center et Cloud Computing chez Cisco nous détaille le fonctionnement de Cisco UCS. La présentation sur un paperboard , schéma à l’appui, vaut toutes les animations 3D. Une revue en détail des étapes de la réflexion qui a mené à cette réponse « révolutionnaire » (on ose le mot) qu’est Cisco UCS. S’il y avait une vidéo à voir pour tout comprendre, ce serait celle-là ! On ne se lasse pas de repasser la séquence, tellement c’est clair et précis.

L’ensemble est configuré automatiquement à base de modèles intégrés qui vont considérablement faciliter le déploiement d’applications et de services d’entreprise.

 

Le rôle du Fabric unifié

Le fabric unifié de Cisco va simplifier l’architecture qui gère les environnements virtualisés, ce qui aura un impact immédiat sur les coûts, réduira la complexité et simplifiera la gestion.

Les réseaux parallèles, un vrai casse-tête dans les environnements virtualités traditionnels

Câblage pour un environnement de serveurs lames traditionnel

Câblage pour un environnement de serveurs lames traditionnel

Les difficultés rencontrées en général par les environnements virtualisés traditionnels sont liés à la multitude de réseaux parallèles. Les serveurs devant être connectés aux réseaux IP, à l’infrastructure de gestion et au stockage partagé. Les contraintes des environnements partagés sont encore plus fortes car elles imposent d’utiliser des réseaux physiques séparés pour le trafic de production des machines virtuelles, la gestion du logiciel de virtualisation et le déplacement des machines virtuelles d’un serveur à un autre.

On peut compter jusque 7 connexions dans les environnements 1 Gigabit Ethernet, ou plus encore. Les réseaux physiques doivent disposer de cartes d’interface réseau (NIC) ou des adaptateurs de bus hôte (HBA, host bus adapter) dans chaque serveur, des câbles et des ports de commutation en amont.

Câblage pour un environnement de serveurs lames Cisco UCS

Câblage pour un environnement de serveurs lames Cisco UCS

Si l’on pense que chaque réseau doit être paramétré pour absorber des montées en charge, on voit bien comment tout cela peut vite devenir coûteux en  investissements et en exploitation ! D’autant plus s’il n’est pas possible de partager la bande passante entre les différents réseaux. Il en va d’une difficulté croissante à maintenir  l’infrastructure physique et les erreurs de câblage que cela peut générer, sans compter les temps d’arrêts ou les risques liés à la sécurité. Facteur aggravant, le nombre de câbles entrave la ventilation du serveur, ce qui aura pour effet de faire hausser la température et impactera les performances du serveur.

Cisco UCS - environnement 10 Gigabit Ethernet

Choisir un environnement 10 Gigabit Ethernet peut limiter le nombre de connexions indispensables pour le trafic des machines virtuelles.

 

Qu’apportent le fabric unifié et les extenseurs de fabric ?

Le choix de Cisco pour répondre à la prolifération des câbles en environnement virtualisé traditionnel, a été d’intégrer Cisco UCS à un fabric unifié 10 Gbit/s à bande passante élevée et à faible latence. Cette approche permet d’acheminer l’ensemble du trafic d’E/S vers les interconnexions de fabric réseau du système à  l’aide d’un jeu de câbles unique comme on le voit sur le schéma ci-dessus. Ce choix d’une connexion unique répond non seulement aux besoins en matière de bande passante mais permet aussi de gérer, à l’aide du logiciel, les fonctionnalités telles que l’accès au stockage partagé (via FCoE = Fibre Channel over Ethernet). Un tel réseau unique limite le volume de câbles,  adaptateurs et ports de commutation en amont.

On évite ainsi de redimensionner les réseaux physiques pour chaque classe de trafic puisque les ressources d’E/S partagées dans le fabric unifié assurent une allocation de ressources plus flexible.

Le fabric unifié apporte la connectivité FCoE à chaque serveur sans frais supplémentaires, donnant aux entreprises la possibilité de choisir les mécanismes de stockage partagés qui répondent le mieux à leurs besoins, et ce sans conséquence sur les coûts.

La technologie des extenseurs de fabric (FEX),  apporte quant à elle une simplification logique dans l’architecture de l’ensemble. En concentrant 3 couches réseau en une seule, et parce qu’elle est répartie physiquement mais centralisée logiquement, elle permet un point de contrôle unique. Un gain substantiel en simplification dans le cas des serveurs rack (Nexus), puisque l’emplacement des extenseurs de fabric en haut de rack permettent à chaque rack d’être autonome, et donc d’être facilement déplacé dans la data center !

Dans le cas des serveurs lames, les extenseurs de fabric dirigent le fabric unifié du système vers chaque châssis de serveur lame, avec la génération actuelle d’extenseurs de fabric Cisco UCS 6200 prenant en charge jusqu’à 160 Gbit/s de bande passante pour un châssis à huit lames.

 

Quel impact sur les coûts d’acquisition (TCO) ?

Le schéma ci-dessous montre clairement les bénéfices à tirer d’une solution telle que Cisco UCS face à une solution virtualisée classique.

Cisco UCS - coûts d’acquisition (TCO)

Outre le coût initial d’une solution classique, il fauta encore y ajouter la garantie et le matériel serveur, la commutation, garantie et câblage, l’alimentation et le refroidissement, le provisionnement et l’administration, et enfin la gestion des systèmes.

Si on calcul l’ensemble, la solution Cisco UCS représente une économie (un TCO) de inférieur 50 % comparé au modèle classique !

 

Quelle évolutivité avec Cisco UCS ?

La conception même de Cisco UCS garantit un haut niveau d’évolutivité à moindre coût. Pourquoi ? Tout simplement parce que l’infrastructure réseau est pensée dès le départ comme un système unifié et unique, ce qui offre une grande flexibilité dans la mise en œuvre des adaptations aux pic de trafic. Les environnements virtualisés classiques sont difficiles à mettre à niveau car il faut parfois revoir toute la grappe de virtualisation, ce qui entrainera des investissements supplémentaires mais également des coûts induits par le temps perdu pour accueillir de nouveaux serveurs. Avec Cisco UCS, pas d’interruption dans l’exploitation des serveurs, on redimensionne à volonté ! Enfin, Cisco UCS bénéficie du fait que les extenseurs de fabric sont peu onéreux. Ils remplacent avantageusement les commutateurs de haut de rack dans le cas des serveurs rack, ou un nouveau châssis dans le cas des serveurs lames.

 

Conclusion

La solution Cisco UCS est un gage de réduction des coûts d’investissements et d’exploitation, mais surtout une formidable simplification de l’architecture, une limitation des risques d’erreurs et donc des risques de temps d’arrêt. C’est une conception originale soutenue par une vision en profondeur des spécificités des environnements virtualisés. Une vraie révolution dans la virtualisation des serveurs !