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.