Nas Expert

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Solutions de haute disponibilité

Les NAS sont des éléments-clés dans les systèmes d’information, permettant la permanence des données grâce aux différentes configuration RAID assurant une redondance. Il est effectivement crucial pour les entreprises de pouvoir accéder à leurs données n’importe quand, tout en se couvrant contre les risques de pertes et d’inaccessibilité aux données, dont les conséquences peuvent être lourdes. La question de la permanence et de la disponibilité des données s’appuyant sur les NAS a donc naturellement soulevé celle de mettre en place une infrastructure de haute disponibilité. Ces solutions de haute disponibilité apportent une partie de la solution aux problèmes de points de défaillance unique. Afin d’avoir une infrastructure qui protège les sociétés contre ces points aussi sensibles que stratégiques, il est très important qu’il y ait des redondances matérielles, au minimum pour permettre un accès aux données critiques et aux applications critiques.


Il est fondamental d’investir dans du matériel fiable, mais il n’est pas recommandable d’avoir une confiance aveugle dans un équipement informatique donné. C’est pourquoi il est nécessaire d’avoir des plans de contingence afin d’anticiper des pannes matérielles causant une indisponibilité des données et applications potentiellement critiques. En ce qui concerne le stockage, cette nécessité se traduit dans la règle d’or : chaque donnée doit être physiquement présente dans deux endroits géographiques distincts et sur trois supports différents. Cette règle permet de se protéger contre la quasi-totalité des risques comme les incendies, inondations, vols, dysfonctionnements matériels, panne d’électricité notamment.


Maximiser le temps opérationnel des services a représenté un défi pour les concepteurs, qui ont progressivement mis au point des outils y répondant parfaitement. En effet, les solutions de haute disponibilité constituent aujourd’hui un atout central dans les infrastructures informatiques. Elles prennent des formes différentes chez Synology et QNAP. Mais il est recommandé de privilégier une connectique en 10 GbE dans le but d’avoir une faible latence.

Synology High Availability
Synology High Availability (SHA) est l’outil logiciel qui permet à deux NAS Synology rigoureusement identiques sur toutes les caractéristiques techniques (châssis, processeur, RAM, cache, disques durs) d’être des clones. L’un des deux NAS est désigné Actif, tandis que le second est Passif. Ils sont reliés entre eux par un câble Ethernet, dit « Heartbeat », permettant au NAS passif de copier toutes les opérations enregistrées sur le NAS actif. De cette façon, il y a une mise en miroir des données dans les deux NAS. Les clients se connectent au cluster via son adresse IP virtuelle. De cette façon, si une panne survient dans le NAS actif, le NAS passif prend instantanément le relai, reprenant la charge de travail exactement là où le NAS actif l’avait laissée. La transition s’effectue en quelques minutes seulement. Il n’est donc pas nécessaire au client de faire quoi que ce soit pour continuer d’accéder aux données stockées dans le cluster. Dans le cas où ce serait le NAS passif qui rencontre une panne, le NAS actif… reste actif. L’administrateur du cluster de haute disponibilité Synology reçoit en revanche une alerte indiquant qu’une panne a eu lieu.


Synology High Availability est disponible sur la quasi-totalité de la gamme de NAS Synology.


Alors que le SHA implique de posséder deux NAS parfaitement identiques en cluster, Synology a également mis au point un NAS à double contrôleur actif-passif, le SA3200D. Cette référence unit deux NAS dans un seul châssis, clonés en temps réel grâce à SHA. C’est une solution performante, qui présente les avantages pratique et économique de fonctionner avec un seul châssis au lieu de deux. Ceci étant, ses performances n’atteignent pas celles d’un cluster constitué des NAS de la série FS (FS3400, FS3600, FS6400) ou des autres NAS de la série SA (SA3400, SA3600).



Schématiquement, pour les budgets modestes, l’équilibre performance-budget oriente le choix an faveur des NAS de la série Plus et xs/xs+. Il existe un point où cet équilibre va davantage plaider pour le SA3200D. Quand les besoins de performance sont importants, les clusters SA3400, SA3600 et de la série FS seront plus pertinents. Chaque infrastructure étant unique, et chaque société ayant ses propres objectifs et contraintes, une analyse spécifique doit être menée afin d’identifier la solution optimale.

Solutions pour la virtualisation

La virtualisation est une solution particulièrement intéressante pour rationnaliser l’utilisation des ressources physiques. Sans elle, de nombreuses sociétés n’utilisent qu’une fraction limitée des capacités de leurs serveurs. Elle peut se traduire sous des formes très différentes, dont nous allons aborder les principes fondamentaux.


Sur le principe, virtualiser est un procédé qui permet créer des ressources virtuelles d’une gamme extrêmement large d’outils informatiques, allant du système d’exploitation à n’importe quelle application, en passant par des serveurs, des adresses IP, des systèmes de stockage de données.


Quelques exemples de virtualisation :
Avant de développer les techniques de virtualisation, un support physique, serveur ou ordinateur, était contraint de ne fonctionner que sous un seul type d’OS (Linux, Windows, MacOs, DSM ou QTS). La virtualisation d’OS permet de faire tourner différentes ressources logicielles sur un même support physique, comme par exemple différentes machines virtuelles, l’une fonctionnant sous Windows 10, l’autre sous MacOs, et une autre sous Linux par exemple. Ce type de virtualisation apporte une très grande flexibilité, et permet d’avoir une gestion agile des ressources informatiques : les machines virtuelles peuvent être basculées facilement depuis un serveur vers n’importe quel terminal client, comme des tablettes par exemple. Quant aux serveurs, il est possible d’en déployer des versions virtualisées, sous forme de VM également (avec Virtual DSM de Synology ou Virtual QTS de QNAP), permettant notamment une optimisation de la gestion du parc de serveurs, ou de basculer des charges de travail d’un serveur vers un autre.

L’un des aspects les plus intéressants de la virtualisation d’applications est qu’elle permet de court-circuiter les problèmes de compatibilités logicielles : une application Windows virtualisée peut tourner dans un environnement OS Linux ou MacOs. Concrètement, la virtualisation d’une application permet de rendre celle-ci indépendante du système d’exploitation. Ceci ouvre un champ de possibilité presque sans fin pour faire du développement d’applications.

La virtualisation permet d’avoir des répliques logicielles d’éléments physiques d’une infrastructure (le software simule le hardware et ses fonctionnalités), ce qui inclut les réseaux. La création d’une adresse IP virtuelle lors de la mise en place d’un cluster de haute disponibilité avec deux NAS Synology via SHA est un exemple de virtualisation d’un élément du réseau. Cet exemple montre aussi l’une des possibilités de virtualiser des unités de stockage de données.

Sur un plan pratique, la virtualisation fait intervenir un hyperviseur, qui sert d’intermédiaire entre les machines physiques et les ressources virtualisées. Il existe deux types d’hyperviseurs :
Type 1, natif : l’hyperviseur est alors un logiciel qui s’exécute directement sur une ressource physique, c’est lui qui gère le matériel, en allouant ces ressources physiques aux environnements virtualisés, en fonction de leurs besoins.
Architecture type 1 : serveur - hyperviseur - VM


Type 2, hôte : l’hyperviseur est alors un logiciel qui s’exécute à l’intérieur d’un système d’exploitation. Dans ce cas, c’est l’OS qui gère le matériel, et l’hyperviseur est l’intermédiaire entre l’OS et les VM. Comme il y a une couche logicielle supplémentaire, le type 2 est plus lent que le type 1.
Architecture : serveur - OS - hyperviseur - VM

Dans les deux architectures type 1 et type 2, les machines virtuelles sont exécutées sur une couche logicielle : l’hyperviseur. Les utilisateurs peuvent lancer des applications au sein des environnements virtuels, les VM étant des équivalents d’ordinateurs. Elles ont la possibilité d’exploiter le CPU, la RAM et les disques durs. Afin que la gestion des ressources physiques soit correcte, il est impératif de bien paramétrer l’hyperviseur. C’est lors du paramétrage de l’hyperviseur que l’on va attribuer des ressources CPU et espace disque du serveur à la VM. Cette étape est d’autant plus importante qu’elle doit prendre en compte à la fois les capacités du matériel physique disponible et celles des machines virtuelles recherchées.

Le paramétrage de l’hyperviseur orienté vers les capacités du matériel physique doit prendre en compte :
Le CPU : il peut être géré soit par allocation stricte d’un nombre de cœurs du processeur, définie par l’utilisateur ; soit en programmant l’hyperviseur de façon à ce qu’il gère le CPU avec ses algorithmes et statistiques propres.
L’espace de stockage : il s’agit d’allouer un espace fixe prédéfini par l’utilisateur qui a créé une VM.
Attention : sur un serveur la RAM ne peut pas être paramétrée, elle s’activera systématiquement de façon dynamique. Il est extrêmement important de respecter la capacité maximale du serveur, car aller ​ au-delà de ses capacités fait un courir un risque de perdre les VM sans pouvoir les reconstruire et donc de perdre des données.

Le paramétrage de l’hyperviseur orienté vers les capacités des machines virtuelles recherchées se fait selon trois modes d’attribution :
Attribution dynamique : la VM prend les espaces libres sur le serveur. Le principal avantage de ce mode d’attribution est qu’il permet d’exploiter au mieux les espaces non utilisés du serveur. Le risque est de paramétrer plus de VM qu’il n’y a d’espace disponible, engendrant des pertes de données.
Attribution statique : un nombre de CPU et de capacité de stockage sont alloués à une VM donnée. Cela permet d’assurer qu’elle aura un espace de stockage défini qui ne pourra pas être exploité par d’autres VM, mais avec l’inconvénient de limiter les possibilités du serveur si la VM n’exploite pas toute la capacité qu’elle monopolise.
Attribution hybride : elle se subdivise en deux possibilités : le CPU est alloué de manière statique et l’espace de stockage de manière dynamique ; le CPU est alloué de manière dynamique et l’espace de stockage de manière fixe.

Comme nous l’avons mentionné, la virtualisation est possible autant avec les NAS Synology que les QNAP. Les deux marques sont certifiées VMware® vSphere™, Microsoft® Hyper-V®, Citrix® XenServer™ et OpenStack Cinder.
QNAP a développé Virtualization Station, téléchargeable depuis l’App Center, qui permet de créer des machines virtuelles. Chez Synology, c’est l’application Virtual Machine Manager qui permet d’exécuter une large gamme de systèmes d’exploitation sur le NAS.
Chez les deux fabricants existe la possibilité de faire des snapshots des VM. Et il est possible de programmer un basculement automatique des VM au sein d’un cluster de haute disponibilité, en activant chez Synology la fonction SHA.
Tous les NAS QNAP et Synology que nous proposons supportent la virtualisation.