Qu’est-ce que le protocole MPIO ?

Dans le monde actuel axé sur les données, il est essentiel de garantir une haute disponibilité et des performances de stockage optimales. Sans un stockage fiable, les applications peuvent devenir lentes, les transactions échouent et les entreprises s’arrêtent.

La technologie MPIO (Multipath Input/Output) contribue considérablement à ces objectifs en fournissant plusieurs chemins physiques entre les périphériques de stockage et les systèmes informatiques hôtes. Comprendre le protocole MPIO est essentiel pour les professionnels de l’informatique qui cherchent à optimiser leur infrastructure de stockage et à améliorer la fiabilité des données.

Cet article explore le fonctionnement, les avantages et la mise en œuvre de MPIO dans les systèmes de stockage.

Qu’est-ce que le protocole MPIO ?

Les entrées/sorties multipaths (MPIO) sont une technique utilisée dans les réseaux de stockage (SAN) pour fournir plusieurs chemins physiques, tels que Fibre Channel , iSCSI ou InfiniBand , entre les serveurs hôtes et les périphériques de stockage. L’objectif principal est d’améliorer la tolérance aux pannes et les performances en utilisant plusieurs chemins pour le transfert de données. En cas de défaillance d’un chemin, MPIO réoriente automatiquement les opérations d’I/O vers un autre chemin disponible, assurant ainsi un accès continu aux ressources de stockage.

Les I/O multipath créent plusieurs chemins redondants entre l’hôte et le périphérique de stockage. Ces chemins peuvent être utilisés simultanément pour équilibrer la charge ou être en veille pour prendre le relais en cas de défaillance du chemin actif. Cette redondance garantit un transfert de données ininterrompu et efficace.

Comment fonctionne le protocole MPIO ?

MPIO travaille en coulisses pour optimiser le transfert de données entre les périphériques de stockage et les serveurs en utilisant deux mécanismes clés :

• Équilibrage des charges : Imaginez tous les chemins de données d’un système comme une autoroute multivoie. MPIO distribue les demandes I/O (trafic de données) sur tous les chemins disponibles, comme les voitures utilisant plusieurs voies. En répartissant la charge, les goulets d’étranglement sur n’importe quel chemin sont évités, ce qui accélère le transfert des données. De même, tous les chemins disponibles sont utilisés efficacement, ce qui optimise la bande passante globale du réseau disponible pour le trafic de stockage.
• Basculement : Considérez le basculement comme un itinéraire de sauvegarde. En cas de dysfonctionnement d’un chemin (comme la fermeture d’une voie sur l’autoroute), MPIO redirige automatiquement le trafic de données vers un autre chemin opérationnel. Cela se fait en toute transparence, avec une interruption minimale des applications ou des utilisateurs accédant au stockage.

Avantages du protocole MPIO

MPIO offre plusieurs avantages qui améliorent considérablement les performances, la fiabilité et la facilité de gestion du système de stockage. Voici quelques-uns de ces avantages :

• Performance renforcée : En utilisant plusieurs chemins pour le transfert de données, MPIO peut potentiellement doubler la bande passante disponible par rapport à une configuration à chemin unique. Il en résulte des vitesses de transfert de données plus rapides et une amélioration des performances globales du système de stockage, ce qui est particulièrement avantageux pour les applications qui nécessitent un accès rapide aux données, telles que les bases de données, les machines virtuelles et les logiciels d’édition vidéo.
• Fiabilité et tolérance aux pannes : Avec plusieurs chemins disponibles, MPIO réduit considérablement le risque d’un point de défaillance unique. En cas de dysfonctionnement d’un chemin, le système passe en toute transparence à un autre chemin sans interrompre le service. Cette conception à sécurité intégrée garantit un accès continu aux données, ce qui réduit les temps d’arrêt et rend le MPIO idéal pour les applications critiques où même les interruptions mineures peuvent être coûteuses.
• Évolutivité et flexibilité : MPIO offre une solution de stockage évolutive. Vous pouvez facilement ajouter de nouveaux contrôleurs de stockage ou des adaptateurs de bus hôte (HBA) avec des chemins supplémentaires, et le système les intègre automatiquement pour améliorer les performances et la redondance. Cette flexibilité facilite l’extension de la capacité de stockage et améliore les performances à mesure que vos besoins en stockage de données augmentent.
• Gestion simplifiée : Dans certains cas, MPIO peut simplifier la gestion du stockage en fournissant une interface unique pour gérer tous les chemins entre les hôtes et les périphériques de stockage.
• Réduction de la complexité des câbles : Le protocole MPIO peut (parfois) contribuer à réduire l’encombrement des câbles en réduisant le nombre de câbles physiques nécessaires à la redondance par rapport à l’utilisation de câbles séparés pour chaque chemin.

MPIO et autres technologies de stockage

Le protocole MPIO n’est qu’une des nombreuses techniques et technologies utilisées pour optimiser les performances des systèmes de stockage. En général, certaines de ces technologies sont utilisées en même temps que MPIO pour créer une infrastructure de stockage robuste.

MPIO ou RAID

Le RAID (chaîne redondante de disques indépendants) et le MPIO visent à améliorer la fiabilité et les performances des données, mais ils fonctionnent à différents niveaux. Le RAID assure la redondance et améliore les performances au niveau du disque. Pour ce faire, il combine plusieurs disques physiques en une seule unité logique. Le RAID offre des avantages tels que des performances de lecture améliorées grâce au traçage et à la redondance grâce à des schémas de mise mirroring ou de parité.

En revanche, le protocole MPIO fonctionne au niveau du chemin. Il garantit plusieurs chemins redondants pour le transfert de données entre le système hôte et le périphérique de stockage. Alors que le RAID se concentre sur la redondance et la vitesse des données au sein d’une baie de stockage (composée de disques), le protocole MPIO assure la redondance de la connectivité et l’équilibrage des charges sur l’ensemble du réseau de stockage, y compris les connexions entre les serveurs et le système de stockage.

MPIO ou HBA

Un adaptateur de bus hôte (HBA) est un composant matériel qui assure la connexion physique et les capacités de transfert de données entre un système hôte (serveur) et un réseau de stockage. Les HBA sont essentiels pour connecter les serveurs à des périphériques de stockage tels que des baies de disques ou des SAN.

Bien que les HBA constituent la base du transfert de données, le MPIO s’appuie sur eux en gérant plusieurs chemins et en assurant le basculement et l’équilibrage de charge. En termes plus simples, le protocole MPIO prend la connexion brute fournie par l’HBA et y ajoute de l’intelligence, ce qui rend le processus de transfert de données plus fiable et plus efficace. Le protocole MPIO complète les HBA en ajoutant redondance et fiabilité aux chemins de transfert de données.

Mise en œuvre du protocole MPIO

En fonction de votre système d’exploitation, vous pouvez implémenter MPIO comme suit :

Windows Server

• Installation de la fonction MPIO

  • Méthode GUI : Ouvrez Server Manager et accédez à Ajouter des rôles et des fonctionnalités. Parcourez l'assistant, sélectionnez Multipath I/O sous Fonctions et suivez les instructions à l'écran.
  • Méthode PowerShell : Utilisez la commande suivante dans une fenêtre PowerShell avec les privilèges administrateur :

$ Install-WindowsFeature -Name Multipath-IO

• Activer MPIO pour des périphériques spécifiques :

  • Ouvrez la console « Gestion des ordinateurs » et accédez à Stockage > Gestion des disques.
  • Cliquez avec le bouton droit sur votre périphérique de stockage et sélectionnez Propriétés.
  • Accédez à l’onglet « MPIO » et cochez la case Activer les I/O.
  • Cet onglet vous permet de configurer davantage les politiques de sélection du chemin et les paramètres de basculement.

• Configurer MPIO :

Utilisez la commande mpclaim pour configurer les périphériques pour les I/O.

$ mpclaim -r -i -a ""

Vous pouvez consulter les guides FlashArray de Pure Storage pour découvrir comment configurer le multipathing sur un serveur Windows.

Linux

• Installer les outils Multipath :

Pour les distros Linux Debian/Ubuntu, exécutez la commande suivante dans un terminal disposant de privilèges sudo :

$ sudo apt-get install multipath-tools

Pour Red Hat/CentOS :

$ sudo yum install multipath-tools

• Configurer Multipath :

Modifiez le fichier /etc/multipath.conf pour définir la configuration multipath. Cette étape est facultative et recommandée uniquement pour les utilisateurs avancés ou ceux qui ont besoin de configurations spécifiques.

• Activer le service multipathing :

Enfin, démarrez et activez le service multipathd à l’aide des commandes suivantes dans un terminal disposant de privilèges sudo :

$ sudo systemctl enable multipathd
 $ sudo systemctl start multipathd

Bonnes pratiques pour la configuration MPIO

L’optimisation de votre configuration MPIO joue un rôle essentiel dans l’optimisation de ses avantages. Voici quelques bonnes pratiques à garder à l’esprit :

• Hiérarchiser les chemins : Vous pouvez configurer la priorité du chemin pour vous assurer que les chemins critiques sont utilisés pour le transfert de données. Cela est particulièrement important pour les périphériques de stockage qui transportent des applications critiques.
• Algorithmes d’équilibrage de charge : Choisissez l’algorithme d’équilibrage de charge approprié en fonction de votre charge de travail et des capacités de votre baie de stockage. Parmi les options courantes, on peut citer le tour en tour, la moindre profondeur de file d’attente et les chemins pondérés.
• Surveiller l’état du chemin : Surveillez régulièrement l’état et les performances de tous les chemins disponibles. La plupart des systèmes d’exploitation fournissent des outils pour visualiser l’état du chemin et identifier les problèmes potentiels. La détection précoce des problèmes de chemin peut aider à prévenir la dégradation des performances ou les pannes.
• Tester le basculement : N’attendez pas une panne réelle. Testez régulièrement la fonctionnalité de basculement pour vous assurer que MPIO bascule en toute transparence vers un chemin sain en cas de défaillance d’un chemin primaire. Ces tests proactifs permettent de maintenir une haute disponibilité des données et de réduire les temps d’arrêt.
• Mettre à jour les pilotes MPIO : Maintenez vos pilotes MPIO à jour. Les mises à jour des pilotes incluent souvent des corrections de bogues et des améliorations des performances pour la fonctionnalité MPIO.
• Commencez simplement : Si vous débutez dans MPIO, commencez par les options de configuration de base, comme l’activation de MPIO et l’utilisation des paramètres par défaut. À mesure que vous acquérez de l’expérience et que vous comprenez mieux votre environnement de stockage, vous pouvez explorer des options de configuration plus avancées, comme la priorisation des chemins et les algorithmes d’équilibrage de charge personnalisés.

Conclusion

Le protocole MPIO est une technologie importante pour améliorer les performances, la fiabilité et l’évolutivité des systèmes de stockage. En fournissant plusieurs chemins pour le transfert de données, MPIO garantit un accès continu aux données, même en cas de défaillance du chemin. La mise en œuvre de MPIO conformément aux bonnes pratiques peut optimiser considérablement votre infrastructure de stockage. 

Pour les solutions de stockage avancées, consultez Pure Storage ® ActiveCluster™ et Pure Protect™ //DRaaS pour améliorer la disponibilité des données et les capacités de reprise après sinistre.