Implementazione in sistemi EMC VPLEX di Microsoft Hyper-V e SQL Server con supporto potenziato del clustering di failover

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1 Implementazione in sistemi EMC VPLEX di Microsoft Hyper-V e SQL Server con Tecnologia applicata Riepilogo Questo white paper prende in esame l implementazione e l integrazione delle soluzioni Microsoft Hyper-V e Microsoft SQL Server nei sistemi di storage federation EMC VPLEX. I dettagli relativi all implementazione con i sistemi VPLEX sono documentati con esempi pratici ad uso di amministratori di storage e di database. Maggio 2010

2 Copyright 2010 EMC Corporation. Tutti i diritti riservati. Le informazioni contenute nel presente documento sono accurate alla data di pubblicazione. Le informazioni sono soggette a modifica senza preavviso. LE INFORMAZIONI CONTENUTE NELLA PRESENTE DOCUMENTAZIONE VENGONO FORNITE COME SONO. EMC CORPORATION NON RICONOSCE ALCUNA GARANZIA DI NESSUN GENERE INERENTE LE INFORMAZIONI RIPORTATE NELLA PRESENTE PUBBLICAZIONE, TRA CUI GARANZIE IMPLICITE DI COMMERCIABILITÀ O IDONEITÀ AD UN DETERMINATO SCOPO. L uso, la copia e la distribuzione del software EMC descritto nella presente pubblicazione richiedono una licenza software valida. Per un elenco aggiornato dei nomi di prodotti di EMC, vedere i marchi di EMC Corporation sul sito web di EMC. Tutti gli altri marchi utilizzati in questo documento appartengono ai rispettivi proprietari. P/N h7116 Tecnologia applicata 2

3 Sommario In sintesi... 4 Introduzione... 4 Destinatari... 4 Panoramica della tecnologia VPLEX... 4 VPLEX Local... 6 VPLEX Metro... 6 Federation degli storage device... 7 Indicazioni relative alla connettività... 8 Connettività back-end per lo storage... 8 Connettività front-end per gli host... 9 Provisioning dello storage con VPLEX Inserimento di VPLEX in un ambiente SQL Server Mapping degli oggetti di storage di SQL Server Richiesta di volumi di storage con VPLEX Definizione dei dispositivi incapsulati Configurazione dei dispositivi in una visualizzazione VPLEX Accesso agli host e registrazione EMC VPLEX e i cluster di failover di Microsoft Windows Server Clustering di failover di Windows e Windows Hyper-V Windows Hyper-V Live Migration Configurazione dello storage VPLEX come Hyper-V pass-through VPLEX Metro e i volumi condivisi nel cluster Definizione di un cluster di failover di Windows a distanza Creazione di storage device remoti Definizione di storage device distribuiti Abilitazione dell accesso del nodo remoto Funzionalità aggiuntive del cluster VPLEX Metro Volumi esportati Conclusioni Tecnologia applicata 3

4 In sintesi La famiglia di prodotti EMC VPLEX con sistema operativo EMC GeoSynchrony fornisce numerose nuove caratteristiche e funzionalità per l era del cloud computing. Il sistema VPLEX consente di rimuovere le barriere fisiche all interno, su e tra data center e permette agli utenti di accedere a volumi di storage federati in sedi distanti, utilizzando la tecnologia EMC AccessAnywhere. Questa visualizzazione coerente di tutti i sistemi di storage eterogenei e tra diverse sedi fisiche aumenta le ampie possibilità offerte dalla soluzione EMC, a partire dal clustering di failover di Windows. Grazie all introduzione della storage federation all interno di un singolo sito, le soluzioni VPLEX Local consentono di utilizzare tutte le risorse di storage in un unica visualizzazione coerente. In associazione alle funzionalità di Hyper-V Live Migration permettono inoltre agli amministratori di storage di eseguire migrazioni dinamiche e operazioni di bilanciamento del carico senza alcun impatto sull availability delle applicazioni. In configurazioni multisito, VPLEX Metro supporta un unica visualizzazione federata delle risorse di storage su diversi siti ed estende la funzionalità di VPLEX Local consentendo di utilizzare soluzioni di disaster recovery per più siti. VPLEX Metro consente inoltre di eseguire il bilanciamento dinamico del carico delle risorse delle macchine virtuali sui siti e di sfruttare le funzionalità di Hyper-V Live Migration in modo ottimale, tramite l estensione della singola visualizzazione di federated storage con AccessAnywhere. Un sistema EMC VPLEX costituisce quindi l estensione ideale di un ambiente di virtualizzazione basato su tecnologie Microsoft. La capacità della famiglia EMC VPLEX di fornire local federation e distributed federation consente la collaborazione trasparente di elementi fisici relativi ai dati, all interno di un singolo sito o su due siti a distanza, e consente agli amministratori IT di abbattere le barriere fisiche e di ampliare il cloud basato su Windows e Hyper-V. Le sinergie rese possibili dall utilizzo di una piattaforma di virtualizzazione Hyper-V connessa a un sistema EMC VPLEX consente quindi di ridurre i costi complessivi di gestione e fornisce al contempo efficienza ottimizzata tramite un servizio dinamico in grado di rispondere rapidamente alle esigenze in costante evoluzione delle aziende. Introduzione Questo white paper prende in esame l implementazione e l integrazione delle soluzioni Microsoft Hyper-V e Microsoft SQL Server nei sistemi di storage federation EMC VPLEX. I dettagli relativi all implementazione con i sistemi VPLEX sono documentati con esempi pratici ad uso di amministratori di storage e di database. Destinatari Questo documento si rivolge agli amministratori di Microsoft SQL Server e Windows Hyper-V, agli architetti e agli amministratori di storage, ai clienti ed al personale specializzato EMC che desiderano informazioni sull implementazione di nuove funzionalità e funzioni che possono fornire ulteriori vantaggi in un ambiente EMC VPLEX. Panoramica della tecnologia VPLEX EMC VPLEX è una soluzione di federation di classe enterprise basata su SAN che consente di aggregare e gestire pool di storage array con collegamento Fibre Channel, collocati sia in un singolo data center che in più data center, a distanze supportate dalle reti metropolitane (MAN, Metropolitan Area Network). EMC VPLEX Metro fornisce funzionalità di gestione dei volumi e di spostamento di dati eterogenei senza interruzione, tra data center remoti in modalità sincrona. Grazie alla speciale architettura completamente scalabile, il caching avanzato dei dati e la coerenza della cache distribuita del sistema VPLEX consentono massima resilienza e condivisione automatica dei carichi di lavoro, bilanciamento e failover dei domini di storage, nonché accesso locale e remoto ai dati con livelli di servizio prevedibili. La piattaforma Microsoft Windows Server consente alle aziende di fornire supporto per gli ambienti aziendali di più ampie dimensioni. Microsoft SQL Server in esecuzione in un ambiente Microsoft Windows Server offre la possibilità di implementare ambienti di database altamente scalabili, che forniscono una gamma di soluzioni OLTP, di data warehouse e di business intelligence leader del settore. La tecnologia di virtualizzazione dei server Microsoft Hyper-V consente agli amministratori di combinare la scalabilità Tecnologia applicata 4

5 di entrambe le piattaforme Windows Server e dei prodotti Microsoft server associati, incluso Microsoft SQL Server, per approntare ambienti aziendali scalabili che soddisfino i requisiti di scalabilità delle due applicazioni e permettano un reale risparmio sui costi IT. EMC VPLEX offre valore aggiunto alle soluzioni per ambienti dinamici e resilienti come quelli descritti e fornisce supporto completo per il clustering di failover di Windows Server in configurazioni singole o geograficamente distribuite. L utilizzo di EMC AccessAnywhere per i federated storage device consente di utilizzare configurazioni in cluster di tipo attivo/attivo su più siti, ottimizzando il modello di implementazione CSV (Cluster Shared Volume) di Hyper-V. EMC VPLEX è un architettura di nuova generazione per la mobilità dei dati e l accesso alle informazioni, basata sugli oltre 20 anni di esperienza EMC nella progettazione, nell implementazione e nel perfezionamento di soluzioni di classe enterprise nell ambito delle cache intelligenti e della protezione distribuita dei dati. La local federation consente la collaborazione trasparente degli elementi di storage fisici all interno di un sito, mentre la distributed federation supporta lo stesso tipo di collaborazione tra due siti a distanza. La distributed federation è resa possibile da una tecnologia all avanguardia disponibile con VPLEX, AccessAnywhere, che supporta la condivisione, l accesso e il riposizionamento a distanza di una singola copia di dati. La famiglia EMC VPLEX comprende due prodotti: VPLEX Local: è la soluzione più adatta per la storage federation di sistemi omogenei ed eterogenei all interno di un data center e per la gestione della mobilità dei dati tra entità fisiche di storage dei dati. VPLEX Metro: è la soluzione rivolta ai clienti che intendono sfruttare l accesso simultaneo e la mobilità dei dati tra due siti remoti in modalità sincrona. VPLEX Metro consente anche a un sito VPLEX Metro remoto di presentare LUN senza che sia necessario lo storage fisico di queste LUN sul sito remoto. Le soluzioni della famiglia EMC VPLEX, con le attuali caratteristiche delle rispettive architetture, sono illustrate nella Figura 1. Figura 1. Famiglia EMC VPLEX Il sistema EMC VPLEX soddisfa inoltre le aspettative dei clienti in termini di availability dello storage high-end. L availability high-end è molto più di una semplice ridondanza, significa operazioni e aggiornamenti senza interruzioni e possibilità di essere sempre on-line. EMC VPLEX fornisce: Implementazione di AccessAnywhere, che fornisce connettività completa delle risorse sui diversi cluster e sulle configurazioni di Metro-Plex Opzioni di migrazione e mobilità dei dati sugli storage array eterogenei Capacità di preservare funzionalità e livelli di servizio con la crescita del consolidamento Controllo semplificato per il provisioning in ambienti complessi Bilanciamento dinamico del carico dei dati tra risorse degli storage array. Molte delle nuove funzioni fornite dalla piattaforma EMC VPLEX sono in grado di ridurre i costi operativi dei clienti che implementano soluzioni SQL Server o Windows Hyper-V e di ottimizzare la funzionalità per fornire vantaggi ancora maggiori. Il white paper descrive in dettaglio le funzionalità di cui sopra, che forniscono vantaggi significativi ai clienti che utilizzano Microsoft SQL Server e Windows Hyper-V. Tecnologia applicata 5

6 VPLEX Local Una configurazione EMC VPLEX Local è definita da un massimo di quattro motori VPLEX, integrati in un unica immagine cluster, mediante le interconnessioni complete e ridondanti delle fabric tra i motori. VPLEX è progettato per fornire estrema scalabilità, da configurazioni di tipo entry-level, a configurazioni in cluster di dimensioni molto ampie per la massima high availability. Figura 2. Caratteristiche hardware di EMC VPLEX Come illustrato nella Figura 2, VPLEX è una soluzione per la storage federation sia di storage EMC che non EMC. VPLEX risiede tra i server e le risorse di storage eterogeneo e introduce una nuova architettura dalle caratteristiche esclusive: Hardware clustering scalabile che consente di cominciare con una piccola implementazione iniziale e ampliarla successivamente, con livelli di servizio prevedibili Caching avanzato dei dati, che utilizza cache SDRAM su vasta scala per migliorare le prestazioni e ridurre la latenza di I/O e le contese tra array Coerenza della cache distribuita per condivisione, bilanciamento e failover automatici di I/O nel cluster Vista coerente di una o più LUN sui cluster VPLEX, sia a distanza minima all interno del data center sia su data center remoti in modalità sincrona, per nuovi modelli di high availability e riposizionamento dei carichi di lavoro VPLEX Metro VPLEX utilizza una speciale architettura di clustering per consentire alle aziende di eliminare le barriere nei data center e permettere ai server in più data center di avere accesso simultaneo in lettura/scrittura a storage device in blocchi condivisi. Un cluster VPLEX, illustrato nella Figura 3, è completamente scalabile, sia mediante l aggiunta di più motori, sia tramite la connessione di più cluster, per comporre una configurazione VPLEX Metro Nella release iniziale, un sistema VPLEX Metro supporta un massimo di due cluster, che possono risiedere all interno dello stesso data center o in due diversi siti, in modalità sincrona (distanti fino a un massimo di 100 chilometri circa). Le configurazioni di VPLEX Metro consentono agli utenti di spostare in modo trasparente e di condividere i carichi di lavoro, di consolidare i data center e di ottimizzare l utilizzo delle risorse sui data center. Inoltre, i cluster VPLEX forniscono mobilità dei dati senza interruzioni, gestione dello storage eterogeneo e availability migliorata delle applicazioni. Tecnologia applicata 6

7 Figura 3. Una configurazione EMC VPLEX Metro Un cluster VPLEX è composto da uno, due o quattro motori. Il motore è responsabile della federation del flusso di I/O ed effettua il collegamento agli host e allo storage utilizzando connessioni Fibre Channel per il trasporto dei dati. Un cluster VPLEX di piccole dimensioni è costituito da un motore e dai componenti principali: Due director, che eseguono il software GeoSynchrony e si collegano a storage, host e altri director nel cluster con connessioni Fibre Channel e gigabit Ethernet Un alimentatore SPS (Standby Power Supply), che fornisce alimentazione di emergenza per supportare il motore in caso di interruzioni di corrente temporanee Due moduli di gestione, che contengono interfacce per la gestione remota di un motore VPLEX Ogni cluster è costituito anche di: Un management server, che gestisce il cluster e fornisce un interfaccia da una stazione di gestione remota Un cabinet EMC 40U standard che contiene tutte le apparecchiature del cluster In aggiunta, i cluster che contengono più di un motore sono dotati anche di: Una coppia di switch Fibre Channel utilizzata per le comunicazione da un director all altro, tra diversi motori Una coppia di alimentatori universali che fornisce alimentazione di emergenza agli switch Fibre Channel e consente al sistema di superare le interruzioni di corrente temporanee VPLEX Metro e i volumi condivisi nel cluster Nella sezione 27 di questo documento l argomento viene discusso in maggiore dettaglio. Federation degli storage device EMC VPLEX consente di fornire i livelli di storage federation illustrati nella Figura 4. Gli oggetti di storage fisico forniti dagli storage array sul back-end possono essere definiti dispositivi incapsulati, tramite i quali il volume di storage sottostante viene effettivamente presentato agli host configurati sul front-end come uno storage device di tipo pass-through. Questo tipo di connettività può essere utilizzato in caso VPLEX venga inserito in una configurazione esistente. In questi casi, lo storage dei dati sulle LUN Tecnologia applicata 7

8 può essere conservato mediante l uso dell incapsulamento. Anche in tali configurazioni, i livelli di astrazione consentono la connessione di mirror locali o remoti oppure l esecuzione di migrazioni dei dati sui dispositivi di destinazione. Figura 4. Panoramica del provisioning dello storage di VPLEX Se l incapsulamento degli interi volumi di storage non è necessario, è possibile utilizzare VPLEX per creare estensioni multiple da volumi di storage associati. Tali estensioni possono quindi essere combinate in volumi aggregati, per fornire distribuzione dei carichi e protezione aggiuntive. VPLEX supporta RAID 1, RAID 0 o RAID-C, che consentono rispettivamente lo striping in mirroring, concatenato o definito dall utente. Poiché l astrazione dei volumi di storage viene eseguita in questo modo, i volumi virtuali creati su tali oggetti possono essere sottoposti a mirroring per scopi di availability o di migrazione. Indicazioni relative alla connettività Le configurazioni di Symmetrix VPLEX forniscono un ambiente per la connettività ad high availability, che consente di creare ambienti virtualizzati scalabili e resilienti. La connettività sia di tipo back-end (array) che di tipo front-end (host) deve essere impostata all interno di una configurazione ridondante e ad high availability. In tal modo si eliminano i single point of failure dalle configurazioni, che diventano scalabili per gli ambienti aziendali più complessi. Connettività back-end per lo storage La connettività dello storage per le risorse di array è di tipo Fibre Channel ed è garantita da una serie di porte sui due director in ogni configurazione cluster VPLEX. Per la protezione dai single point of failure delle risorse degli storage array è necessario configurare più connessioni discrete su fabric Fibre Channel separate. Nella Figura 5 è rappresentata una metodologia che garantisce connettività ad high availability sulle porte dei director VPLEX. La connettività degli storage array verrà configurata in più fabric con switch Fibre Channel che non sono rappresentate nella raffigurazione. Si tratta di fabric ridondanti che non solo Tecnologia applicata 8

9 forniscono ridondanza per eliminare i single point of failure, ma che rendono disponibile anche un meccanismo scalabile per la connettività a più storage array. Figura 5. Connettività di storage scalabile e ad high availability Per gestire il potenziale carico di lavoro sulle risorse di storage di cui si è eseguito il provisioning, la connettività deve essere impostata in modo scalabile sulle risorse back-end. Le porte disponibili per la connettività di qualsiasi storage array dipendono dalle specifiche caratteristiche dell array; tuttavia, è indispensabile fornire in tutti i casi una sufficiente connettività delle porte così come è necessario gestire i carichi di lavoro degli host. Connettività front-end per gli host La Figura 6 rappresenta una vista logica di un motore VPLEX e della connettività front-end per due ambienti Windows Server fisici. La configurazione prevede l implementazione di un architettura altamente scalabile e ad high availability in cui gli host Windows Server hanno percorsi doppi e ciascuno dei percorsi è collegato a due moduli front-end separati su director differenti. In questa figura non vengono illustrate le fabric SAN, che devono essere configurate anch esse in modalità di high availability. Tecnologia applicata 9

10 Figura 6. Connettività ad high availability per gli host di Windows Server In istanze in cui viene configurato un cluster VPLEX, per la connettività host deve essere prevista una configurazione ridondante e ad high availability, in cui gli host Windows Server sono connessi alle porte front-end fornite da tutti i motori all interno di un cluster. Questo tipo di connettività fornisce ridondanza dei percorsi per le specifiche implementazioni di software sui server. Inoltre, i percorsi multipli forniscono un interconnessione di storage scalabile, che consente l inoltro delle richieste di I/O di un istanza SQL Server attiva o la soddisfazione dei requisiti dei carichi di lavoro aggregati di un implementazione Hyper-V e delle susseguenti domande delle macchine virtuali e dei carichi di lavoro delle relative applicazioni. Si consiglia di configurare almeno due HBA per host Windows Server, con l obiettivo di presentare più percorsi univoci al cluster VPLEX sui diversi director all interno di un cluster. Per fornire il massimo livello di high availability, tutti i single point of failure devono essere eliminati. Pur non essendo una pratica da mettere in atto regolarmente, potrebbe essere necessario eseguire di tanto in tanto la manutenzione del director. Si tratta di procedure per cui potrebbe rendersi necessaria la rimozione del director e della relativa connettività dal sistema VPLEX. Ogni host Windows Server deve essere pertanto dotato di percorsi ridondanti a più director front-end. Tutti gli host Windows Server devono essere connessi a entrambi i director di un singolo motore VPLEX e su tutti i director all interno di un cluster VPLEX, in base alle possibilità. Per ciascuna porta HBA, è necessario configurare almeno una porta front-end discreta. Si consiglia di configurare ogni porta HBA per due porte front-end VPLEX sui due director di un determinato motore. Questa metodologia per la connettività garantisce l utilizzo di tutti i director front-end e di tutti i processori,assicurando il massimo delle prestazioni e il bilanciamento del carico per ambienti SQL Server e Windows Hyper-V con intensa attività di I/O. Le configurazioni con più percorsi alle LUN di storage richiedono una soluzione software di gestione dei percorsi sull host Windows. La soluzione software a percorsi multipli consigliata è EMC PowerPath, il software di gestione dei percorsi leader del settore, che offre i seguenti vantaggi: Migliori failover dei percorsi e logica di ripristino a seguito di guasto Throughput di I/O migliorato in base ad avanzati algoritmi di bilanciamento del carico e a policy di failover Facilità di gestione, grazie anche a snap-in dell interfaccia utente di Microsoft Management Console (MMC) e a utility della CLI per il controllo di tutte le funzionalità di PowerPath Funzionalità a valore aggiunto, inclusa la tecnologia RAS di crittografia dei dati Tecnologia applicata 10

11 Maturità del prodotto con affidabilità collaudata da anni di attività di sviluppo e di impiego negli ambienti aziendali più complessi. Nonostante l uso di PowerPath sia altamente consigliato, un alternativa è rappresentata dall utilizzo delle funzionalità native di I/O a percorsi multipli (MPIO) del sistema operativo Windows. Il framework MPIO è disponibile per Windows da molti anni; tuttavia, solo dalla release di Windows Server 2008 è stato incluso un modulo specifico Microsoft per dispositivi (DSM), che consente la gestione dei dispositivi Fibre Channel. Per ulteriori informazioni sull implementazione di Windows MPIO DSM, consultare il documento Multipath I/O Overview disponibile al seguente percorso: Provisioning dello storage con VPLEX EMC VPLEX fornisce agli amministratori un modello flessibile e semplificato per il provisioning dello storage. Questo nuovo modello di provisioning dello storage introduce un livello di virtualizzazione dello storage che fornisce la basi per un infrastruttura dinamica. Agli amministratori viene da sempre chiesto di rendere disponibili relazioni di tipo statico tra gli storage device visibili dell host e lo storage array sottostante, nonché di procedere ai mapping di tali dispositivi ai director front-end per la connettività host. Gli amministratori gestiscono inoltre le operazioni di masking per garantire agli host la possibilità di accedere agli storage device richiesti. Questa metodologia è sempre stata utile agli amministratori, che dovevano in genere eseguire tali operazioni solo una volta. Oggigiorno gli amministratori devono occuparsi di ambienti sempre più dinamici, in cui l introduzione di server, macchine virtuali e nuovi sistemi di storage avviene regolarmente. La migrazione dei dati da uno storage array esistente a un nuovo array viene spesso richiesta ai fini dell aggiornamento tecnologico o dell avvicendamento hardware. Tali processi sono spesso molto complessi, richiedono l interruzione delle attività e mettono a rischio le operazioni in corso nelle applicazioni aziendali. EMC VPLEX fornisce ampie funzionalità nell infrastruttura di storage, per consentire migrazioni dei dati online ottimali all interno e sugli storage array, anche in caso non si tratti di funzionalità essenziali dello storage array. Le migrazioni eterogenee su più storage array forniscono agli amministratori non solo la possibilità di passare a nuovi sistemi di storage, ma anche di eseguire il bilanciamento dinamico dei carichi di lavoro su tutte le risorse disponibili nell infrastruttura di storage. Le implementazioni delle istanze in clustering sia di database SQL Server che di ambienti Hyper-V sono diventate molto comuni con il sempre maggiore consolidamento di applicazioni e risorse. Per consentire agli amministratori di creare relazioni flessibili tra le risorse delle applicazioni e il loro collocamento all interno o su più data center, VPLEX offre una metodologia di provisioning flessibile dello storage. Gli amministratori possono ora definire le relazioni tra oggetti di storage e connettività host e implementare la connettività richiesta grazie alla connettività di storage di VPLEX. Questa capacità di creare relazioni logiche tramite visualizzazioni consente anche di includere automaticamente nelle modifiche i dispositivi appropriati. Ad esempio, in una configurazione cluster solo un singolo pool di storage device deve essere definito per un determinato cluster VPLEX. Le visualizzazioni create in base a questo pool di dispositivi assicurano che ogni host (definito dai rispettivi initiator) incluso in tali visualizzazioni potrà accedere ai dispositivi richiesti. Si tratta di una differenza sostanziale rispetto a molte soluzioni implementate, che richiedono agli amministratori di intervenire manualmente per garantire la creazione delle immissioni di masking e mapping. La procedura che segue delinea i requisiti per l implementazione della funzionalità di provisioning di VPLEX: 1. Richiedere lo storage presentato al cluster VPLEX. Questo presuppone che gli storage array rilevanti siano stati connessi a tutte le porte back-end necessarie per il cluster VPLEX e che sia di conseguenza disponibile un infrastruttura di storage back-end scalabile e ad high availability. 2. Definire le estensioni sugli storage device richiesti. Ciò consente l allocazione di alcune aree (o di tutte le aree) dello storage device richiesto, in modo che possa essere rappresentato come un estensione. Le estensioni potranno essere successivamente utilizzate per la definizione dei volumi virtuali. Tecnologia applicata 11

12 3. Definire i volumi virtuali che verranno infine presentati ai server host. 4. Definire la visualizzazione host, che include i WWN degli HBA che vengono utilizzati dall host, le porte di VPLEX che vengono utilizzate per la connettività dello storage e tutti i dispositivi che vengono presentati agli host. Sarà necessario disporre delle configurazioni di zoning appropriate in ognuna delle fabric, per consentire ai rispettivi HBA di connettersi alle porte dei director. Inserimento di VPLEX in un ambiente SQL Server In molte istanze, i clienti implementeranno ambienti VPLEX con ambienti preesistenti. Questo tipo di implementazione viene chiamato inserimento di VPLEX. La migrazione di ambienti applicativi Microsoft esistenti in un ambiente VPLEX può essere implementata velocemente, con interruzioni minime delle attività. Le migrazioni possono essere di diverso tipo, ad esempio tutti i database del sistema e degli utenti possono essere spostati in un ambiente VPLEX oppure ci possono essere implementazioni in cui viene eseguita la migrazione delle sole collocazioni dei database utente. L ultimo caso viene discusso nella sezione che segue, dato che si tratta dell utilizzo più tipico. Sono possibili altri scenari di migrazione, inclusi quelli che impiegano operazioni di copia basate su host per il trasferimento dei dati dalla LUN di origine alla destinazione. Nello scenario oggetto del test, i dati continuano a risiedere nelle LUN originali, ma tali dispositivi vengono federati mediante VPLEX. Per dimostrare il modo in cui un istanza di database SQL Server può essere spostata in una configurazione VPLEX, è stata messa a punto una configurazione in un ambiente di prova, come mostrato nella Figura 7. Un database SQL Server esistente su server LICOC211 che utilizza tre storage device Symmetrix VMAX deve essere spostato in un ambiente VPLEX. Questo inserimento di VPLEX richiede di rieseguire il mapping delle risorse di storage dal server fisico all ambiente di destinazione tramite l ambiente VPLEX. Tecnologia applicata 12

13 Figura 7. Inserimento di VPLEX Nella configurazione testata, l ambiente di destinazione è costituito da una configurazione cluster di failover di Windows Server 2008 a quattro nodi. Questo allo scopo di dimostrare i meccanismi necessari per il provisioning di volumi federati a più server Windows che costituiscono un singolo cluster di failover di Windows. Gli ambienti in cui l ambiente server non deve cambiare vengono supportati in modo simile e richiedono semplicemente la modifica della presentazione degli storage device, analogamente a quanto descritto per l ambiente cluster di destinazione. Inoltre, anche se l esempio illustra una migrazione di Microsoft SQL Server, si tratta di fasi simili a quelle richieste per qualsiasi ambiente applicativo; tuttavia, le fasi della procedura potrebbero differire da quelle necessarie per un ambiente SQL Server, per cui viene utilizzata una procedura specifica. Per gli ambienti Hyper-V, ad esempio, potrebbe essere necessario mettere off-line tutte le risorse delle macchine virtuali residenti nella stessa LUN, poiché lo storage device viene controllato da VPLEX. Mapping degli oggetti di storage di SQL Server Per molte implementazioni aziendali di Microsoft SQL Server o di Windows Hyper-V, gli ambienti richiedono invariabilmente la migrazione di più LUN. Queste LUN rappresentano le varie aree di storage di un istanza di database o lo storage VHD di macchine virtuali o dischi pass-through. La Figura 8 fornisce i dettagli relativi a un database SQL Server denominato DBtoMigrate, inizialmente residente su Tecnologia applicata 13

14 dispositivi Symmetrix VMAX. Lo storage utilizzato da questa istanza di database SQL Server comprende tre volumi Windows NTFS collocati su tre LUN di Symmetrix VMAX. Figura 8. Visualizzazione di un istanza di database SQL Server esistente prima delle migrazione Il passaggio allo storage gestito VPLEX richiede una breve interruzione del funzionamento delle applicazioni che utilizzano gli storage device di destinazione, poiché vengono gestiti da VPLEX e poiché ne viene effettuato il provisioning ai server host. Si tratta di un operazione da eseguire una sola volta per spostare lo storage nell ambiente VPLEX. Sarà necessario pertanto mettere il database off-line o scollegarlo, in base alle esigenze. In questo esempio viene eseguita la migrazione del database su un nuovo hardware server, in una configurazione cluster, e viene quindi scollegato il database dopo il mapping dei file di database e degli oggetti di storage del disco. Sarà necessario assicurarsi che tutti i dispositivi esistenti siano identificati adeguatamente per la migrazione, al fine di garantire la collocazione dell ambiente risultante in un istanza di database valida. Come metodo alternativo per identificare tutti i file (sia i file di dati che i registri delle transazioni) è possibile utilizzare la stored procedure di SQL Server sp_helpdb. L utilizzo e l output del comando sono illustrati nella Figura 9, come da esecuzione in SQL Server Management Studio. Si può notare che tutti i file di dati, rappresentati dal valore filename, si trovano nelle unità K: e L: e che il registro delle transazioni si trova sull unità M: : rappresentano gli storage device di cui deve essere eseguito un provisioning appropriato al cluster VPLEX di destinazione. Figura 9. Utilizzo di sp_helpdb per visualizzare tutti i documenti di un database Tecnologia applicata 14

15 Le utility della riga di comando di EMC Solutions Enabler consentono di eseguire il mapping dei volumi di Windows su oggetti dei dischi di Windows e quindi sui dispositivi degli storage array. La Figura 10 illustra il mapping delle risorse dei dischi di Windows sui dispositivi Symmetrix che utilizzano il comando SYMDEV di EMC Solutions Enabler. Nell esempio raffigurato, il dispositivo 01DA di Symmetrix viene visto dal server come unità fisica 1. Figura 10. Esempio di mapping degli storage device con il comando SYMCLI Una volta identificati i dispositivi, sarà necessario eseguire le operazioni del caso sugli storage array, per assicurarsi che tali dispositivi possano essere sottoposti a mapping sulle porte back-end di VPLEX richieste. Nell ambiente di test sono stati utilizzati gruppi di provisioning automatico di Symmetrix VMAX per presentare gli storage device alle porte back-end di VPLEX, dopo lo scollegamento del database, e le risorse dei dischi sono state messe off-line sul server Windows di origine. Richiesta di volumi di storage con VPLEX Una volta apportate le necessarie modifiche all ambiente di storage, per semplificare la presentazione dei volumi di storage rilevanti al cluster VPLEX, è necessario richiedere i volumi di storage. Il processo di richiesta garantisce che solo gli oggetti di storage necessari vengano elaborati in fasi successive. La richiesta dei volumi di storage viene eseguita mediante la procedura guidata di richiesta dello storage, disponibile tramite l interfaccia web di VPLEX. Una volta selezionato il sistema di storage e cominciata la procedura di richiesta, viene immessa una designazione dello storage definita dall utente, come mostrato nella Figura 11. Figura 11. Provisioning dello storage VPLEX Richiesta di storage Tecnologia applicata 15

16 L interfaccia di VPLEX eseguirà quindi un processo di selezione degli storage device appropriati e disponibili. Allo scopo di identificare i volumi di storage richiesti, VPLEX implementa un meccanismo per consentire l applicazione agli storage device di nomi definiti dall utente. Nella Figura 12, la procedura guidata di richiesta consente di denominare un livello di storage. In questo esempio, il valore _SQL viene applicato per identificare tali volumi come appartenenti all ambiente SQL Server in fase di elaborazione. Figura 12. Nome definito dall utente per un livello di storage richiesto Una volta definito il livello, in una finestra di dialogo successiva verranno presentati gli storage device disponibili per lo specifico storage array, come illustrato nella Figura 13. Poiché tre storage device che costituivano le LUN di storage per l ambiente di database SQL Server sono stati sottoposti a mapping sul cluster VPLEX, gli stessi vengono visti come volumi di storage disponibili. Vengono inoltre visualizzati il nome assegnato ai volumi di storage, generato dal numero di serie di Symmetrix VMAX (le ultime quattro cifre del numero di serie), il livello definito dall utente e l ID del dispositivo Symmetrix. Figura 13. Visualizzazione degli storage device non richiesti e disponibili Una volta completato il processo di richiesta dei volumi di storage, i tre storage device verranno resi disponibili per l elaborazione seguente. I tre nuovi storage device sono mostrati nell elenco dei volumi di storage dello storage array VMAX nella Figura 14. L elenco include volumi di storage elaborati precedentemente. Tecnologia applicata 16

17 Figura 14. Visualizzazione di tutti gli storage device richiesti Definizione dei dispositivi incapsulati Poiché i volumi di storage già contengono volumi definiti da Windows e di conseguenza volumi Windows NTFS, i file di dati richiesti e il registro delle transazioni, i volumi verranno configurati come incapsulati. Tali volumi incapsulati saranno in seguito presentati all host Windows richiesto. La prima fase del processo consiste nel definire le estensioni dei volumi sui volumi di storage richiesti, come mostrato nella Figura 15. Figura 15. Creazione di nuove estensioni dei volumi La procedura guidata di creazione delle estensioni consente di definire le estensioni di storage. L obiettivo in questo caso è semplicemente quello di trasferire i dispositivi federati direttamente all host Windows di destinazione e di non creare alcuna segmentazione del volume di storage sottostante. Nella Figura 16 i dispositivi precedentemente selezionati sono stati aggiunti e verranno utilizzati per definire le estensioni. Tecnologia applicata 17

18 Figura 16. Finestra di selezione per la creazione delle estensioni Una volta effettuata la selezione dei dispositivi richiesti, l utente può definire le dimensioni delle estensioni, che possono essere allocazioni più piccole dell intero storage device. In questo caso lo scopo consiste nell utilizzare l intero storage device e passare attraverso il volume Windows NTFS esistente e i file del database SQL Server in esso contenuti; di conseguenza, l allocazione dello storage complessivo viene utilizzata come mostrato nella Figura 17. Figura 17. Definizione dell allocazione di storage per le estensioni Dopo avere definito le estensioni di storage appropriate, la procedura guidata visualizzerà le nuove estensioni create. Nella Figura 18 lo stato dei volumi di storage è indicato come usato e i volumi non dispongono di ulteriore spazio di storage disponibile. Le estensioni di storage verranno generate dai volumi di storage e utilizzate per le fasi successive. Tecnologia applicata 18

19 Figura 18. Visualizzazione delle estensioni di storage create Nella Figura 19 sono mostrate le estensioni di storage create. Alle estensioni viene assegnato un nome generato automaticamente, che include il nome del volume di storage con un prefisso extent_. Le estensioni di storage all interno di VPLEX possono essere definite in varie configurazioni, in modo da fornire configurazioni avanzate a scopi di ridondanza e affidabilità decisamente superiori a quelle fornite dallo storage array sottostante. Figura 19. Creazione di storage device virtuali Per gli scopi dell ambiente di test, è stata definita una relazione uno a uno tra volumi di storage, estensioni di storage create su tali volumi e volumi virtuali di livello superiore. La Figura 20 illustra la selezione delle tre estensioni definite. Va inoltre sottolineata la selezione della casella di controllo Create a Virtual Volume on each device. Questa operazione definisce ciascuna estensione come volume separato e completamente incapsulato, di cui è possibile eseguire il mapping sull ambiente di server appropriato. Tecnologia applicata 19

20 Figura 20. Opzioni di selezione per la definizione dei volumi di storage virtuali Configurazione dei dispositivi in una visualizzazione VPLEX Dopo avere definito gli storage device incapsulati, è necessario includere i nuovi volumi virtuali creati in una visualizzazione di accesso all host. In questa istanza è stata definita una visualizzazione host esistente PRDCluster. Tale visualizzazione di accesso all host include gli initiator dell host, le porte VPLEX associate e i volumi virtuali preesistenti, come illustrato nella Figura 21. L aggiunta di nuovi volumi ha richiesto solo l inserimento degli stessi nella visualizzazione esistente. Figura 21. Modifica delle visualizzazione host per aggiungere volumi logici Una volta aggiunti in nuovi volumi a una visualizzazione di storage, l accesso all host viene garantito dagli host definiti. Nella configurazione testata l ambiente host di destinazione era costituito da una configurazione cluster di failover di Windows Server 2008 e includeva tutti gli initiator degli host sui quattro nodi di Windows Server definiti all interno del cluster. L utilizzo di una metodologia di visualizzazione dello storage riduce significativamente la complessità per gli amministratori di storage e di sistema, poiché le visualizzazioni riducono il numero di operazioni richieste. L accesso ai nuovi elementi aggiunti ai volumi è garantito per tutti gli host associati. Accesso agli host e registrazione L accesso ai volumi sarà possibile da tutti gli host definiti mediante l inserimento dei relativi initiator nella visualizzazione. In questa istanza tutti gli host costituiscono parte di una singola configurazione cluster di Tecnologia applicata 20

21 failover di Windows e saranno in grado di accedere al volume virtuale definito. Proprio perché gli ambienti a dischi condivisi possono mostrare l accesso immediato, gli ambienti Windows Server implementano una policy predefinita per i dischi, che consente di mettere i nuovi storage device in modalità off-line. Questa modalità può essere gestita sia tramite l interfaccia utente di Disk Management che tramite l interfaccia della riga di comando DISKPART. In questa istanza, per convalidare l incapsulamento degli storage device e il processo di importazione, i dispositivi a disco sono stati portati in modalità on-line, come mostrato nella Figura 22. I volumi incapsulati hanno fornito le stesse etichette dei volumi NTFS e gli stessi contenuti dei dati di quando venivano direttamente presentati all host originario. Figura 22. Visualizzazione disco di Windows dei nuovi volumi collocati in modalità on-line Tuttavia, poiché lo scopo finale è presentare i dispositivi in una macchina virtuale di Hyper-V e proteggere l availability delle macchine virtuali e l istanza di SQL Server come una risorsa cluster, i dischi sono stati in seguito portati off-line per essere configurati come risorse pass-through per un istanza di SQL Server. I dispositivi a disco sono stati quindi configurati come risorse per una macchina virtuale di Hyper-V, definibile all interno di un cluster di failover di Windows come macchina virtuale ad high availability. Il processo viene spiegato in dettaglio nelle sezioni seguenti di questo white paper. EMC VPLEX e i cluster di failover di Microsoft Windows Server Il clustering di failover di Microsoft Windows Server fornisce ai clienti una soluzione per la protezione delle applicazioni aziendali. I cluster di failover possono scalare fino a 16 nodi di Windows Server e supportare gli ambienti applicativi di ogni dimensione in uso presso i clienti. I componenti di clustering vengono creati su una base di risorse di storage condivise. Il principio di progettazione del clustering di failover di Windows richiede che lo storage utilizzato dall applicazione sia accessibile da ognuno dei nodi supportati al momento in cui il servizio delle applicazioni viene avviato o ripreso. Tali meccanismi richiedono soluzioni di storage robuste e scalabili. Il clustering di failover di Windows Server 2008 ha come obiettivo principale quello di mantenere l availability delle macchine virtuali nei casi in cui la macchina virtuale diventi indisponibile a causa di un guasto imprevisto. Tuttavia, questo tipo di protezione non sempre implica che lo stato della macchina virtuale verrà mantenuto durante le fasi di transizione. Un tipico esempio di tale protezione è il caso di guasto a uno dei nodi fisici quando una o più macchine sono in esecuzione. Il clustering di failover di Windows rileverà che le macchine virtuali non sono operative e che uno dei nodi non è più disponibile, quindi tenterà di riavviare le macchine virtuali su uno dei nodi rimanenti all interno della configurazione cluster. Operazioni come la precedente richiedono un processo di riavvio e di conseguenza il riavvio completo di tutte le applicazioni in esecuzione. EMC VPLEX è un prodotto di storage federation compatibile con le configurazioni di cluster di failover di Windows. Inoltre, poiché la storage federation avviene mediante i cluster VPLEX, è possibile implementare soluzioni per cui lo storage sottostante potrebbe non essere conforme. Ad esempio, il clustering di failover di Windows Server 2008 richiede sistemi di storage per supportare le PGR (Persistent Group Reservation) SCSI-3 utilizzate per implementare la funzionalità di risoluzione dei conflitti tra dispositivi come un componente della progettazione di high-availability. I sistemi di storage che non fossero intrinsecamente dotati da tale funzionalità possono essere supportati da VPLEX in un ambiente di cluster di failover di Windows Tutti i meccanismi conformi SCSI-3 vengono preservati Tecnologia applicata 21

22 dall ambiente VPLEX tramite i volumi virtuali definiti. Il sistema di storage deve solo gestire il carico di lavoro di I/O degli host e delle applicazioni, anziché l eliminazione dei conflitti tra i volumi. La soluzione di federation fornita da EMC VPLEX supporta e soddisfa completamente tutti i requisiti del clustering di failover di Windows Server In realtà, poiché le soluzioni VPLEX sono progettate in base a requisiti di scalabilità e connettività ridondante per gli ambienti applicativi più aggressivi, costituiscono il naturale ampliamento della progettazione ad high availability fornita dal clustering di failover di Windows. Clustering di failover di Windows e Windows Hyper-V Le implementazioni di Microsoft Windows Server Hyper-V vengono supportate sui cluster di failover di Windows Server per fornire soluzioni per le applicazioni solide e ad high availability. Windows Hyper-V utilizza funzionalità dell ambiente di clustering di failover di Windows per potenziare ed estendere determinate funzioni di availability e costituire una base per soluzioni quali Hyper-V Live Migration e Cluster Shared Volumes (CSV). Un istanza delle macchine virtuali di Windows Hyper-V importata in una configurazione ad high availability dovrà includere tutti gli storage device su disco correlati utilizzati dalla macchina virtuale stessa e da qualsiasi applicazione all interno della VM, in modo che la macchina virtuale possa essere gestita correttamente. L importazione di una macchina virtuale in un cluster Windows avviene con l esecuzione della procedura guidata di conversione fornita dall interfaccia utente della Gestione cluster di failover di Windows. La procedura guidata ad high availability non avrà esito positivo se non sarà possibile includere tutto lo storage configurato per la macchina virtuale all interno dell ambiente in cluster. EMC VPLEX, grazie alla funzionalità di visualizzazione dello storage, semplifica notevolmente questo processo e migliora l affidabilità. L aggiunta successiva di storage device su disco richiede che anche il nuovo storage venga configurato in maniera appropriata come storage condiviso all interno del cluster. Le macchine virtuali di Windows Hyper-V sono in grado di accedere agli storage device in molti modi. Il più comune prevede il provisioning dello storage come VHD (Virtual Hard Drive) sulla partizione principale e la successiva assegnazione alla macchina virtuale. Utilizzando questo metodo, lo storage verrà visualizzato dalla macchina virtuale come collegato a livello locale. Si tratta di un metodo in genere impiegato per l area iniziale del sistema operativo. Lo storage può anche essere presentato direttamente alla macchina virtuale mediante il sistema principale come destinazioni SCSI in cui tali dispositivi sono configurati come storage pass-through. L ultimo metodo per rendere accessibile lo storage alla macchina virtuale consiste nell implementazione di storage con collegamento iscsi sulla macchina virtuale, mediante l infrastruttura di rete. Nell esempio, il provisioning degli storage device avviene sia come storage VHD per l uso da parte della macchina virtuale, sia come storage pass-through. Lo storage utilizzato dall istanza di database SQL Server di cui è stata eseguita la migrazione nell ambiente VPLEX è stato definito come dispositivi pass-through. Windows Hyper-V Live Migration La migrazione delle macchine virtuali all interno di un cluster, vale a dire una richiesta di spostamento proattiva effettuata da un amministratore o da qualche strumento automatizzato, può sfruttare le funzionalità di Windows Hyper-V Live Migration per ridurre eventuali indisponibilità delle applicazioni. Tali richieste proattive consentono al meccanismo del clustering di failover di richiamare i processi disponibili per coordinare e proteggere lo stato della macchina virtuale. Quando viene eseguita una migrazione con Live Migration, il clustering di failover comincerà un processo per la replica della configurazione della macchina virtuale e dello stato di memoria sul nodo di destinazione della migrazione. Verranno eseguiti più cicli di replica dello stato di memoria, allo scopo di ridurre le modifiche che devono essere replicate nei cicli successivi della replica di memoria. L esecuzione di questo processo di replica di memoria può essere visualizzato mediante la console della Gestione cluster di failover. Poiché grazie alla connettività di rete è possibile eseguire un tempestivo trasferimento dello stato, il processo di migrazione, come fase finale, sospenderà momentaneamente l istanza della macchina e trasferirà tutte le risorse su disco sul nodo di destinazione. Dopo questo processo, la macchina virtuale riprenderà immediatamente l elaborazione. Il passaggio della macchina virtuale deve essere completato Tecnologia applicata 22

23 in un intervallo di timeout TCP/IP, in modo da evitare qualsiasi perdita di connettività delle applicazioni client. Configurazione dello storage VPLEX come Hyper-V pass-through Nell esempio delineato nella sezione Inserimento di VPLEX in un ambiente SQL Server i dispositivi di database comprendevano tre volumi di storage. Tali volumi venivano presentati al cluster VPLEX, quindi configurati come volumi virtuali incapsulati e presentati ai nodi all interno del cluster di destinazione. In una configurazione di cluster di failover di Windows che supporta macchine virtuali Hyper-V, si consiglia di non distribuire le applicazioni come Microsoft SQL Server nelle partizioni principali. Di conseguenza, è stata creata una macchina virtuale di Hyper-V per implementare l ambiente di database di SQL Server. Questo implica anche la configurazione degli storage device come storage pass-through sulla macchina virtuale. Figura 23. Aggiunta di storage device come risorse del cluster Nella Figura 23, viene utilizzata la procedura guidata di aggiunta di un disco per iniziare il processo di allocazione dei dispositivi supportati da VPLEX nella configurazione di cluster di failover di Windows. La procedura guidata consente di implementare un controllo di convalida per accertare che solo gli storage device condivisi tra tutti i nodi membri siano disponibili per essere aggiunti alla configurazione. Come menzionato in precedenza, l uso del meccanismo di visualizzazione dei volumi di storage di VPLEX garantisce la corretta assegnazione di tutti i nodi ai volumi corretti. I tre volumi si vedono nella Figura 24. Tecnologia applicata 23