VMware vSphere – Design d’architecture

Salutations à tous,

Je (Steeve Delmotte) vais vous donner quelques éléments afin de pouvoir designer au mieux une infrastructure virtuelle VMWare vSphere.

Pour designer correctement une infrastructure virtuelle, il faut être capable en amont du projet, d’analyser dans les grandes lignes les besoins en CPU, RAM, Disque(espace et entrées,sorties par seconde) et réseau de vos machines virtuelles avant de vous lancer.

Pour cela, il faut connaitre le type de machines que nous allons créer, la consommation moyenne de ces machines, définir les mécanismes de haute disponible, éventuellement les plans de reprise, de bascule, et ce n’est pas une liste exhaustive, mais constitiue déjà une bonne base.

Les facteurs suivants doivent également être considérés lors du dimensionnement vos hyperviseurs: la performance de l’hôte, le budget, la capacité des centres de données “Datacenter” (rack, alimentation, refroidissement,, etc … ), les infrastructures ( connectivité réseau, la connectivité de stockage , etc … ), scale-up / stratégie de déploiement scale in ou scale-out (un grand nombre de machines physiques moyennes ou un petit nombre de machines physiques très puissantes).

Supposons que pour notre exemple ci-dessous, votre projet compte pour 200 machines virtuelles, et que vous identifiez en fonction de vos capacity planning, une croissance/évolution de l’infrastructure à 25%. Si votre projet comporte des P2V ou V2V, il est impératif de les intégrer aux calculs, dans le cas contraire, il faudrait rogner sur votre marge de 25%.

1.CPU

Calcul de la consommation CPU maximale moyenne:
Fréquence moyenne par serveur (MHz) × Nombre de CPU moyen = Fréquence moyenne maximale par serveur (MHz)
2000 MHz × 2 = 4000 MHz

Fréquence moyenne maximale par serveur (MHz) × Consommation moyenne de CPU (%) = Utilisation maximale moyenne de CPU (MHz)
4000 MHz × 8,00% = 320 MHz

Nombre de machine × Utilisation maximale moyenne de CPU (MHz) = Charge CPU maximale(MHz)
200 × 320 MHz = 64 000 MHz

A cet instant, nous avons déterminé qu’il nous fallait 64 000 MHz de CPU pour supporter 200 machines virtuelles.

Prise en compte de la croissance:

Dans notre exemple, nous prenons une évaluation de la croissance à 25%, cette valeur est ajustable en fonction de votre gestion de la capacité.
Charge CPU maximale(MHz) x Croissance = Puissance total CPU requis (MHz)
64 000 MHz x 25% croissance = 16 000 MHz + 64 000 MHz = 80 000 MHz

Pour définir le nombre de serveurs ESX nécessaires à votre solution, nous allons définir la charge maximale que pourra supporter un esx, et nous diviserons ensuite cette charge max, par la consommation max calculée plus haut de vos 200 machines

Deux CPU 6-core @ 2000 MHz par core
2 Sockets x 6 Cores x 2000 MHz = 24 000 MHz par ESXi @ 100% d’utilisation

Utiliser 100% des capacités d’une infrastructure n’est pas recommandé par les éditeurs et par une certaines conscience qui vous “harcèle?”. Dans notre exemple, nous tablerons sur une utilisation moyenne et courante de 70%. Pour maintenir ce facteur de 70%, il est impératif de maintenir un capacity planning, afin d’évaluer au mieux les chargements et déchargement de vos infrastructures, et ceux pour en tirer meilleur partie.

Charge CPU maximale par ESXi(MHz) x taux de consolidation (%) = Utilisation CPU maximale par ESXi
24 000 MHz x 70% = 16 800 MHz

Puissance total CPU requis (MHz) / Utilisation CPU maximale par ESXi = Nombre ESXi nécessaire
80 000 MHz / 16 800 MHz = 5 ESXi (arrondi supérieur)

Haute disponibilité
Ici, en fonction du type de haute disponibilité, du budget, et des contraintes d’architecture, vous ajusterez à votre guise. Dans notre exemple, nous prendrons une solution minimale de 1 ESXi. Avoir une machine physique pour basculer peut-être utile aussi dans le cas ou vous souhaitez faire des MAJs de vos hyperviseurs.

Nombre ESXi nécessaires + haute disponibilité (n+1) = 6 ESXi.

Taux de consolidation de vos CPU, le vCPU…
Ce point est un vaste sujet que je ne traiterai pas dans cet article, cependant vous pouvez vous documenter avec le lien ci-après (lien).

Gardez néanmoins en tête, que des études ont déjà été menées sur de très grosses infrastructures, et que nous sommes tous d’accord sur un point:

• Plus vous avez de machines dans vos infrastructures, plus le taux de consolation par ESXi sera réduit

Nous pouvons aussi noter que généralement, les taux de consolidation CPU sont souvent mieux gérés que les taux de consolidation RAM, penchez vous sur le sujet, car ce sont des facteurs déterminants au niveau choix du matériel.

2.RAM

Calcul de la consommation RAM maximale moyenne:
Quantité de RAM par serveur (MB) × Consommation moyenne de RAM (%) = Utilisation maximale moyenne de la RAM (MB)
4096 MB × 72.00% = 2949,12MB

Nombre de machine × Utilisation maximale moyenne de la RAM (MB) = Charge RAM maximale (MB)
200 × 2949,12 MB = 589 824 MB (/1024=576GB)

Prise en compte de la croissance:
Charge RAM maximale (MB) x Croissance = Quantité total de RAM requise (MB)
589 824 MB x 25% = 737 280 MB (/1024=720GB)

A Noter: Cela est une valeur brute, elle ne tient pas compte par exemple des gains du TPS (désactivé en 5.5 up to date), des mécanismes d’attributions de la RAM au VMKernel et l’overhead qui diffèrent en fonction de la configuration hardware des machines, etc etc… Un lien éditeur pour vous expliquer tout ça VMware Memory Overhead

Calcul du nombre de serveurs ESXi nécessaires pour satisfaire le besoin

Partons du postulat que nous avons une configuration matériel comme suit:

• RAM par ESXi= 256 GB, utilisation de la ram, 70%

RAM disponible par ESXi x taux de consolidation (%) = RAM MAX disponible par ESXi (MB)
262 144 MB x 70% = 183 500,8 MB

Quantité total de RAM requise (MB) / RAM MAX disponible par ESXi (MB) = Nombre ESXi nécessaire
737 280 MB / 183 500,8 MB = 5 ESXi (arrondi supérieur)

Nombre de serveurs ESXi nécessaires + haute disponibilité (n+1) = 6 ESXi.

Nous pouvons déduire après cette série de calculs, que notre projet a besoin de 6 ESXi.
Quand nous avons des configurations hardwares différentes, qui indiquent par exemple 7 esxi au niveau de la RAM et 6 au niveau de la CPU, il faut prendre la valeur la plus élevée(RAM ou CPU) afin de pouvoir héberger l’infrastructure quoi qu’il arrive.

Il peut être aussi préférable de revoir la configuration hardware des ESX (CPU/RAM) si le budget le permet afin d’optimiser au mieux les taux de consolidation des ressources

• 3.Conclusion

 Cette base calcul est efficace dans le cas ou vous avez une infrastructure homogène, avec des machines virtuelles identiques. L’utilisation des templates est donc recommandée.

Cette formule est aussi adaptée aux infrastructures de types VDI car toutes les VM sont “normalement” identiques, Assez souvent ce que je préconise est de créer autant que possible des catalogues, après il suffira d’appliquer les formules de calculs à la configuration des catalogues.

N’hésitez pas à déposer vos commentaires ou demander un complément d’informations si besoin, je vous aiderai volontiers.

A bientôt,

Steeve Delmotte
Patrice Jacques-gustave
Eric Fourn

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Pour me contacter directement: Steeve DELMOTTE.