Systèmes hy­per­con­ver­gents : le centre de données compact

Les exigences en matière d’in­for­ma­tique (IT) pour les en­tre­prises ne cessent d’augmenter : des volumes de données de plus en plus im­por­tants doivent circuler sur les serveurs en un temps toujours plus court, sans qu’un budget sup­plé­men­taire ne soit forcément dis­po­nible pour cela. C’est pourquoi les systèmes hy­per­con­ver­gents sont ac­tuel­le­ment très demandés dans le domaine de l’in­fras­truc­ture in­for­ma­tique. Aujourd’hui, les centres de données fonc­tion­nent gé­né­ra­le­ment avec des systèmes de stockage cen­tra­li­sés. L‘ « Hyper-converged in­fras­truc­ture (HCI) », soit en français l’hy­per­con­ver­gence ou in­fras­truc­ture hy­per­con­ver­gée, est basée sur du matériel normal : des or­di­na­teurs avec des disques durs intégrés ou SSD. Le grand avantage de cette structure est que tout peut être à partir d’un seul endroit : vir­tua­li­sa­tion, réseau et stockage.

« Con­ver­gence » signifie tout d’abord que plusieurs choses se dirigent vers un seul et même point. C’est ainsi que fonc­tion­nent les in­fras­truc­tures con­ver­gentes : dif­fé­rents com­po­sants in­for­ma­tiques sont combinés dans un seul paquet. Afin de maîtriser les défis de la vir­tua­li­sa­tion, la con­ver­gence vers l’hy­per­con­ver­gence s’est encore dé­ve­lop­pée ces dernières années. Les étapes allant de l’in­fras­truc­ture tra­di­tion­nelle vers l’HCI suivent une ligne di­rec­trice claire : plus d‘ef­fi­ca­cité grâce à la sim­pli­fi­ca­tion.

Le centre de données d’une en­tre­prise se compose gé­né­ra­le­ment de plusieurs com­po­sants : Network (réseau), Storage (serveurs), Compute et, dans le meilleur des cas, Back-up/Disaster Recovery. Tous les aspects fonc­tion­nent sé­pa­ré­ment, sur dif­fé­rents matériels et avec des solutions lo­gi­cielles in­di­vi­duelles. Les ad­mi­nis­tra­teurs gèrent les com­po­sants in­dé­pen­dam­ment les uns des autres. La com­plexité et l’in­di­vi­dua­lité de chaque pièce nécessite le recours à des spé­cia­listes. Un ad­mi­nis­tra­teur réseau n’est par exemple pas en mesure de prendre en charge en même temps la gestion de la mémoire.

Un tel système in­for­ma­tique d’en­tre­prise, s’il est cor­rec­te­ment géré et entretenu, est un système solide qui fonc­tionne alors très bien. Mais dans le même temps, il est aussi très rigide et ne peut être modifié qu’avec beaucoup d’efforts. Les nouveaux com­po­sants sont coûteux, c’est pourquoi les res­pon­sables ne les achètent gé­né­ra­le­ment qu’en cycles plus longs. S’il s’avère que les fonds existants ne répondent plus aux besoins, l’équi­pe­ment nou­vel­le­ment acquis devrait être utilisé au moins pour les pro­chaines années. Les capacités sont fournies à l’avance, en prévision, et non pas selon les besoins.

De plus, un tel système est ra­pi­de­ment sensible aux chan­ge­ments. Lors de la mise en place de l’IT, les ad­mi­nis­tra­teurs utilisent beaucoup d’énergie et de nerfs pour coor­don­ner tous les éléments de manière à ce que le bon fonc­tion­ne­ment soit possible. Les nouveaux com­po­sants doivent donc être in­tro­duits avec prudence, ils pour­raient sinon perturber l’équilibre technique général.

En com­pa­rai­son, dans les struc­tures con­ver­gentes, les com­po­sants in­di­vi­duels sont plus fortement combinés dans un cadre commun, ce qu’on appelle une Appliance (ap­pli­ca­tion ma­té­rielle). Les com­po­sants restent gé­né­ra­le­ment in­dé­pen­dants les uns des autres, mais tra­vail­lent cependant main dans la main. Ils sont coor­don­nées à l’avance par le four­nis­seur du système complet afin d’assurer une bonne in­te­rac­tion. L’IT n’a plus alors besoin de s’occuper de l’adap­ta­tion la­bo­rieuse des dif­fé­rentes parties du matériel.

Cela présente aussi des avantages or­ga­ni­sa­tion­nels : les systèmes con­ver­gents four­nis­sent gé­né­ra­le­ment une meilleure or­ga­ni­sa­tion et plus d’ordre dans la salle des serveurs. Les dif­fé­rents com­po­sants matériels sont logés dans des armoires serveurs avec des con­nexions directes les unes aux autres. Néanmoins, ils restent des pièces détachées in­dé­pen­dantes qui doivent aussi être en­tre­te­nues de cette façon, par le personnel approprié. Lorsque le temps est venu de mettre à niveau le matériel, il n’est pas facile d’ajouter des ex­ten­sions. Le système complet doit être adapté. à ce niveau, les systèmes con­ver­gents ne sont pas dif­fé­rents de leurs pré­dé­ces­seurs clas­siques.

L’état des choses se nomme la vir­tua­li­sa­tion. Au lieu de créer des en­vi­ron­ne­ments physiques in­di­vi­duels, les ad­mi­nis­tra­teurs créent des couches vir­tuelles dans les­quelles ils déploient des serveurs, du stockage et des réseaux. Cela autorise dif­fé­rents serveurs de fonc­tion­ner sur une seule pla­te­forme. Cela permet de mieux utiliser et d’optimiser les res­sources. Au lieu de nom­breuses solutions ma­té­rielles in­di­vi­duelles, dont chacune n’est utilisée que de manière inef­fi­cace, les res­sources de l’en­vi­ron­ne­ment virtuel sont dis­po­nibles pour l’ensemble du système. Un hy­per­vi­seur (c’est-à-dire la couche abstraite in­ter­mé­diaire) peut répartir les res­sources de manière égale entre les dif­fé­rents com­po­sants.

La com­mu­ni­ca­tion rapide des com­po­sants impliqués est im­por­tante pour le bon fonc­tion­ne­ment de la vir­tua­li­sa­tion. Les machines vir­tuelles, par exemple, né­ces­si­tent aussi des réseaux de stockage. Les LUN (Logical Unit Numbers) peuvent être à la fois des disques durs simples et des com­po­sants du réseau de stockage général. Dans tous les cas, l’ins­tal­la­tion doit être effectuée par une spé­cia­liste du stockage et non par l’ad­mi­nis­tra­teur de vir­tua­li­sa­tion. Cela conduit à des ra­len­tis­se­ments dans les processus de travail.

De plus l’effet I/O Blender est un problème avec lequel les ad­mi­nis­tra­teurs se débattent depuis longtemps : toutes les machines vir­tuelles (Virtual Desktop In­fras­truc­ture par exemple) envoient leurs requêtes (Input/Output) à l’hy­per­vi­seur, où elles sont mélangées comme dans un Mixer (Blender). Cela signifie que le support de stockage prend plus de temps pour trouver les données demandées. Il en résulte des pertes de vitesse au niveau de la trans­mis­sion des données.

Des systèmes hy­per­con­ver­gents ont été créés pour répondre aux nouveaux défis de l’in­for­ma­tique pour en­tre­prise, en par­ti­cu­lier la vir­tua­li­sa­tion crois­sante. Le principe est basé sur l’idée de la con­ver­gence main dans la main et va encore plus loin.

Un tel système arrive chez le client sous la forme d’un ensemble complet. Tous les com­po­sants de l’in­fras­truc­ture se trouvent dans le système préréglé. L’in­fras­truc­ture fonc­tionne via une machine virtuelle au niveau de l’hy­per­vi­seur. Le matériel est situé en dessous comme un pool de res­sources partagées. En principe, les systèmes hy­per­con­ver­gents fonc­tion­nent comme des services de Cloud. Au niveau abstrait, des services offerts s’exécutent sur des serveurs virtuels, la solution ma­té­rielle en arrière-plan n’étant ni visible ni per­ti­nente pour l’uti­li­sa­teur. Cependant, con­trai­re­ment aux four­nis­seurs de Cloud, une ar­chi­tec­ture hy­per­con­ver­gente offre aux en­tre­prises l’avantage que leurs données restent locales.

Ce qui est in­té­res­sant, c’est que tout fonc­tionne sur du matériel de la famille x86 et que les en­tre­prises n’ont pas besoin de produits sur mesure. Cela simplifie l’entretien. Ceci est possible parce que l’hy­per­con­ver­gence est basée sur l’idée d’un SDDC (Software defined data center). Le matériel utilisé s’efface en arrière-plan, tous les com­po­sants né­ces­saires sont fournis et gérés par logiciel. Cela facilite le dé­pla­ce­ment des res­sources. Le logiciel de gestion permet aux ad­mi­nis­tra­teurs de fournir des services in­for­ma­tiques et de stockage dans l’en­vi­ron­ne­ment virtuel tel qu’ils sont ac­tuel­le­ment né­ces­saires. Du côté matériel, la plupart des systèmes hy­per­con­ver­gents sont équipés à la fois de mémoires Flash et de disques durs clas­siques, offrant ainsi un bon équilibre entre coûts et per­for­mances.

L’hy­per­con­ver­gence réduit la com­plexité des centres de données, ce qui se traduit par une ef­fi­ca­cité et une pro­duc­ti­vité accrues à dif­fé­rents niveaux.

• Ad­mi­nis­tra­tion : la com­po­si­tion de l’équipe in­for­ma­tique change fon­da­men­ta­le­ment par la mise en place d’une in­fras­truc­ture hy­per­con­ver­gente. Un centre de données tra­di­tion­nel se ca­rac­té­rise par de nom­breuses solutions in­dé­pen­dantes. En effet, les réseaux, le stockage et l’activité des or­di­na­teurs sont traitées sé­pa­ré­ment et pas uni­que­ment en ce qui concerne la mise en place du matériel approprié. Ces systèmes sont aussi gérés par dif­fé­rents experts en IT. Il existe des spé­cia­listes distincts pour chaque tâche ou domaine. Or, avec le HCI, tout fonc­tionne sur la même surface. Tous les processus de sur­veil­lance peuvent en effet s’exécuter en un seul endroit. Cela permet donc de d’assurer que des gé­né­ra­listes s’en occupe plutôt que des spé­cia­listes. Ils doivent s’occuper de l’in­fras­truc­ture dans son ensemble au lieu d’être res­pon­sable ex­clu­si­ve­ment d’un aspect partiel. En fin de compte, cela signifie que les besoins en personnel du service in­for­ma­tique peuvent diminuer.
• Ins­tal­la­tion : HCI est une solution tout-en-un ou « tout compris ». Par con­sé­quent, il est fon­da­men­ta­le­ment basé sur l’idée de Plug and Play. Le système est délivré, il doit être connecté à l’ali­men­ta­tion élec­trique et peut alors fonc­tion­ner sim­ple­ment. D’autres ajus­te­ments sont bien encore né­ces­saires, mais la plus grande part des ins­tal­la­tions a déjà été prise en charge par le pres­ta­taire lui-même. Cela facilite gran­de­ment le passage d’un système tra­di­tion­nel à une ar­chi­tec­ture hy­per­con­ver­gée.
• Per­son­na­li­sa­tion : les systèmes hy­per­con­ver­gents sont beaucoup plus faciles à per­son­na­li­ser que les in­fras­truc­tures tra­di­tion­nelles. Dans ce cas, il est né­ces­saire d’adapter la taille des systèmes en fonction des volumes. Cela signifie que les com­po­sants sont achetés avec l’intention de ne pas utiliser plei­ne­ment les services jusqu‘à l’avenir. Au moment même de l’ac­qui­si­tion, les con­di­tions d’une uti­li­sa­tion efficace ne sont souvent pas encore dis­po­nibles, de sorte que les res­sources restent inu­ti­li­sées pendant longtemps. Cependant, il s’agit d’un processus très coûteux et complexe s’il doit être mis à niveau après tout. Par contre, une ar­chi­tec­ture hy­per­con­ver­gée est beaucoup plus facile à mettre à niveau : il est en effet re­la­ti­ve­ment facile d’acheter des ex­ten­sions pour le système et de les intégrer sans créer une panne in­for­ma­tique complète. Tout ce que vous avez alors à faire est d‘intégrer un autre nœud dans le système. Cela peut se réaliser en quelques heures au lieu de plusieurs semaines.
• Coûts : réduction du personnel de gestion et d’ad­mi­nis­tra­tion, dé­ploie­ment plus rapide et expansion plus facile de l’HCI, tout cela réduit les coûts par rapport à un système tra­di­tion­nel. L’achat est dans la plupart des cas beaucoup moins cher. De plus, les coûts d’ex­ploi­ta­tion sont réduits grâce aux économies d’énergie. Cependant, les prix des solutions in­di­vi­duelles varient : le matériel lui-même n’est pas un facteur de coût très important, mais les four­nis­seurs sont prêts à facturer pour le dé­ploie­ment. Le logiciel, qui doit être ex­trê­me­ment puissant chez HCI en raison de la vir­tua­li­sa­tion a aussi son prix. Cependant, à plus long terme cela porte ses fruits.
• Sécurité : il a été démontré que les systèmes hy­per­con­ver­gés ont beaucoup moins de pannes que les systèmes tra­di­tion­nels. En outre, les con­di­tions né­ces­saires aux sau­ve­gardes et aux res­tau­ra­tions sont déjà ins­tal­lées et au­to­ma­ti­sées dans les systèmes complets. La re­don­dance résulte du couplage de deux nœuds. Comme tous les com­po­sants sont vir­tuel­le­ment présents dans l’in­fras­truc­ture, des Appliance entières peuvent être rem­pla­cées sans perte de données ou dé­fail­lance du système.
• Vitesse : l’in­fras­truc­ture hy­per­con­ver­gente offre aussi l’avantage d’augmenter la vitesse dans certaines zones. Les processus de dé­du­pli­ca­tion, en par­ti­cu­lier, peuvent être contrôlés plus ef­fi­ca­ce­ment. Comme toutes les machines vir­tuelles utilisent le même code, il est plus facile d’éliminer les données en double. De plus, le problème de l’effet I/O Blender est réduit car les systèmes sont en­tiè­re­ment coor­don­nées et conçus pour la vir­tua­li­sa­tion.

Les équipes in­for­ma­tiques qui s’appuient sur une in­fras­truc­ture classique rap­por­tent que lorsque des problèmes sur­vien­nent, les four­nis­seurs se blâment alors mu­tuel­le­ment pour l’erreur au lieu de plutôt apporter des solutions. Cependant, l’en­tre­prise concernée ne se soucie pas  vraiment de savoir qui est res­pon­sable des com­pli­ca­tions, il importe surtout de les corriger le plus ra­pi­de­ment possible. Cette situation ne peut pas se produire avec une solution « tout-en-un » d’hy­per­con­ver­gence. Un seul four­nis­seur est alors res­pon­sable du fonc­tion­ne­ment du système. Même s’il utilise des com­po­sants d’autres fa­bri­cants, il reste l’unique point de contact et reste donc le seul res­pon­sable du système.

Ce qui n’est pas sans im­por­tance, notamment pour les petites en­tre­prises : les besoins en espace et en énergie sont réduits au minimum. Les serveurs hy­per­con­ver­gents sont très petits et n’ont rien à voir avec les énormes armoires de stockage tra­di­tion­nelles. La con­som­ma­tion d’énergie est aussi plus faible, c’est pourquoi ces systèmes sont même con­si­dé­rés comme plus res­pec­tueux de l’en­vi­ron­ne­ment. Le mot d’ordre est : Green IT.

Choisir un système hy­per­con­ver­gent signifie choisir une solution tout-en-un, venant d’un seul et même four­nis­seur. Toutefois, cela signifie aussi que vous devenez alors dépendant (Vendor Lock). Si le fabricant n’est pas fiable ou arrête son activité, cela peut avoir des con­sé­quences dé­sas­treuses pour le système in­for­ma­tique de votre en­tre­prise. Vous ne pouvez pas non plus passer à un nouveau fabricant pour des ex­ten­sions. Cela serait alors le chaos dans la salle des serveurs.

Cela se produit aussi lorsque les en­tre­prises essaient de mettre à niveau leur in­fras­truc­ture existante avec des systèmes hy­per­con­ver­gents. Le système n’est alors pas censé être utilisé ainsi : HCI devrait remplacer le matériel existant et non pas le compléter. La tran­si­tion d’une solution à une autre est re­la­ti­ve­ment facile à maîtriser, mais re­pré­sente une rupture nette pour les en­tre­prises qui tra­vail­lent avec leur in­fras­truc­ture tra­di­tion­nelles depuis des années. Le matériel pré­cé­dem­ment assemblé avec beaucoup d’énergie et d’in­ves­tis­se­ment devient alors obsolète à cause de la migration. Vous devez en être conscient lorsque vous choi­sis­sez une ar­chi­tec­ture hy­per­con­ver­gée.

Un des avantages prêté au système peut aussi être in­ter­prété de manière négative : il s’agit de sa capacité d’extension flexible. Pour adapter le centre de données à des exigences accrues, une Appliance complète est ajoutée à l’in­fras­truc­ture. Toutefois, ce produit comprend l’ensemble complet du paquet du Compute, Storage (serveurs)  et Network (réseaux). Même si vous n’avez besoin que de plus d’espace de stockage, vous devez commander un paquet complet et vous ne pouvez pas l’in­di­vi­dua­li­ser. Les four­nis­seurs de systèmes hy­per­con­ver­gents proposent des produits de tailles dif­fé­rentes, mais ce type de centre de données devrait éviter les réglages précis.

La tech­no­lo­gie HCI et la tech­no­lo­gie de Cloud semblent à première vue très si­mi­laires, puisqu’elles sont basées sur le même principe de vir­tua­li­sa­tion : les res­sources sont mieux utilisées et le travail est facilité pour les uti­li­sa­teurs. Les deux tech­no­lo­gies fonc­tion­nent avec des machines vir­tuelles qui four­nis­sent les services. Cependant, la prin­ci­pale dif­fé­rence réside dans l’em­pla­ce­ment avec des avantages et des in­con­vé­nients des deux produits. Alors que le service Cloud est parfois situé loin du client (en fonction du four­nis­seur, même à travers les con­ti­nents), le système hy­per­con­ver­gent est situé dans vos propres locaux et sous votre propre contrôle.

La question de savoir si une en­tre­prise doit choisir son propre centre de données avec une in­fras­truc­ture hy­per­con­ver­gente dépend des exigences de l’en­tre­prise concernée. Les petites en­tre­prises qui n’ont pas leur propre dé­par­te­ment in­for­ma­tique sont entre de bonnes mains avec les four­nis­seurs de Cloud computing. Pour tous ceux qui pensent ou né­ces­si­tent de plus grandes di­men­sions en ce qui concerne le système in­for­ma­tique et qui surtout ne veulent en aucun cas donner à d’autres personnes le contrôle de leurs données, HCI (l’hy­per­con­ver­gence) offre alors la bonne solution.

Le grand avantage de l’in­fras­truc­ture hy­per­con­ver­gente est la sim­pli­fi­ca­tion de l’in­for­ma­tique : plus d’espace, moins de désordre et moins d’efforts de gestion et d’ad­mi­nis­tra­tion. Les nouveaux systèmes, qui sont basés sur une tech­no­lo­gie ha­bi­tuelle, suivent les objectifs de l’in­fras­truc­ture con­ver­gente et l‘étendent en vir­tua­li­sant tous les com­po­sants. Cela n’a plus grand-chose à voir avec un centre de données tra­di­tion­nel, de sorte qu’un chan­ge­ment peut parfois perturber l’ensemble du système et la structure du personnel.

Les avantages de l’in­fras­truc­ture hy­per­con­ver­gente sont très at­trac­tives pour les petites comme pour les grandes en­tre­prises. Sa bonne évo­lu­ti­vité combinée à un mo­ni­to­ring et à un ma­na­ge­ment simplifié le rendent utile pour tous les uti­li­sa­teurs. Par con­sé­quent : pour les fon­da­teurs et pour chaque en­tre­prise qui lance son système in­for­ma­tique, HCI devrait être la bonne solution. La situation est dif­fé­rente si vous disposez déjà d’un centre de données en­tiè­re­ment équipé avec une équipe in­for­ma­tique dédiée. Les systèmes prêts à l’emploi ne sont pas destinés à l’in­té­gra­tion et né­ces­si­tent aussi des con­nais­sances tech­no­lo­giques dif­fé­rentes. Si vous avez besoin de remplacer la totalité du Storage, serveurs et du matériel réseau et de res­truc­tu­rer en même temps l’équipe dédiée, le chan­ge­ment n’est alors plus aussi attractif.

Il est difficile de prévoir l’évolution du marché du secteur de l’IT, sans quoi il n’y aurait pas eu dans le passé autant d’erreurs d’ap­pré­cia­tion de la demande et de la vitesse de dé­ve­lop­pe­ment. Cependant, il est tout à fait probable que les processus de vir­tua­li­sa­tion ne perdront pas d’im­por­tance à l’avenir, c’est pourquoi HCI ne devrait pas être catalogué comme une simple tendance actuelle. Ainsi, tendre vers cette évolution est in­dis­pen­sable pour toute en­tre­prise sur le long terme. Cependant, les en­tre­pre­neurs et les spé­cia­listes en IT devraient choisir avec le plus grand soin le bon moment pour un tel chan­ge­ment.