L'hyperconvergence (HCI) appliquée à Hyper-V

📘 Qu'est-ce que le stockage hyperconvergé (HCI) ?

🔹 1. Définition simplifiée de l'Hyperconvergence (HCI)

L'hyperconvergence (HCI - Hyper Converged Infrastructure) désigne une approche d'infrastructure où le calcul (CPU), le stockage et le réseau sont intégrés sur chaque serveur physique du cluster.

Autrement dit :

• Au lieu d'avoir un stockage externe (SAN/NAS), chaque nœud du cluster possède son propre stockage local.
• Ces stockages locaux sont agrégés via un logiciel spécifique pour créer une ressource de stockage unifiée, partagée par tous les serveurs du cluster.

🔍 Comment fonctionne le stockage hyperconvergé ?

👉 Principe général :

Chaque serveur du cluster dispose :

• D'un stockage local rapide (SSD/NVMe généralement recommandé).
• D'un logiciel qui virtualise et agrège ces stockages locaux dans une pool commune visible par tous les serveurs du cluster.

Cette agrégation logicielle permet aux VM situées sur n'importe quel nœud de voir et d'utiliser ce stockage unifié comme s'il s'agissait d'un unique SAN virtuel.

📘 Pourquoi utiliser du stockage hyperconvergé en cluster Hyper-V ?

Avantages majeurs :

• ✅ Simplicité :
  Pas de matériel SAN externe à gérer.
  Facilité d'évolution (« scale-out ») : ajouter un serveur ajoute automatiquement capacité et performance.
• ✅ Réduction des coûts :
  Pas besoin d'équipements SAN/NAS coûteux.
  On utilise du stockage local, économique et performant (SSD/NVMe locaux par exemple).
• ✅ Performance élevée :
  Chaque serveur disposant de son propre stockage local, les accès disques sont très rapides (faible latence, haut débit).
• ✅ Évolutivité :
  Il suffit d'ajouter des nœuds supplémentaires pour augmenter à la fois puissance CPU, RAM et capacité de stockage.

📘 Quel système utiliser pour configurer de l'HCI avec Hyper-V ?

La solution native recommandée par Microsoft pour le stockage hyperconvergé avec Hyper-V s'appelle :

« Storage Spaces Direct (S2D) »

🔹 Fonctionnement de Storage Spaces Direct (S2D)

Storage Spaces Direct est une fonctionnalité intégrée à Windows Server (disponible depuis Windows Server 2016) permettant de :

• Combiner le stockage local (SSD, HDD, NVMe) des serveurs Hyper-V en une seule ressource unifiée et partagée.
• Répliquer automatiquement les données entre les nœuds pour une tolérance aux pannes et une haute disponibilité.

Ainsi :

• Les données sont dupliquées sur plusieurs nœuds simultanément (résilience intégrée).
• Les VM peuvent migrer librement entre les nœuds, tout en conservant l'accès aux données partagées.

🔹 Exemple d'architecture classique avec S2D

Cluster Hyper-V avec Stockage Hyperconvergé S2D :

┌─────────────────────┐      ┌─────────────────────┐
| Nœud Hyper-V #1     |      | Nœud Hyper-V n      |
| ┌───────────────┐   |      ┌─────────────────────┐
| │Stockage local│   │───▶│ Stockage local NVMe │
| └──────────────┘        │ Stockage local SSD  │
| ┌──────────────┐        │ Stockage local HDD  │
| │ VMs          │        └──────────────────────┘
| └──────────────┘                ▲
|        │                     │
|        └──── Réseau (Ethernet rapide, 10Gbps et +)
|                           Agrégation par S2D

📘 Comment configurer un stockage hyperconvergé (S2D) avec Hyper-V ?

Prérequis :

• Minimum 2 à 16 serveurs/nœuds physiques recommandés pour une haute disponibilité optimale.
• Windows Server édition Datacenter (fortement recommandé).
• Des disques locaux (SSD, NVMe ou HDD) sur chaque serveur.
• Cartes réseau haut débit (10 GbE minimum recommandé).

Attention, la configuration de S2D requiert des pré-requis très précis.
Le haut d'abstraction de cette technologie peut représente un frein direct à son adoption et à sa maintenance (soyez très vigilant en cas de panne de disques !).
Il est nécessaire de se conformer aux serveurs catalogués par Microsoft comme étant compatibles avec la technologie !

Étapes générales de configuration :

• Installer Windows Server (2019, 2022 recommandés).
• Créer le cluster de basculement avec le gestionnaire de clusters (Failover Cluster Manager).
• Activer la fonctionnalité Storage Spaces Direct via PowerShell :

Enable-ClusterS2D

• Créer des « volumes virtuels » accessibles par tous les hyperviseurs.
• Stocker les VM directement sur ces volumes virtuels partagés.

📘 Hyperconvergence Hyper-V (S2D) VS Stockage traditionnel SAN (iSCSI)

Comparaison des critères :

• Coût
  Hyperconvergé (S2D) : ✅ Faible (stockage local)
  SAN/NAS (ex : iSCSI) : ⚠️ Modéré à élevé
• Simplicité
  Hyperconvergé (S2D) : ✅ Configuration logicielle simple
  SAN/NAS (ex : iSCSI) : ⚠️ Matériel externe requis
• Performance
  Hyperconvergé (S2D) : ✅ Très élevée (SSD/NVMe locaux)
  SAN/NAS (ex : iSCSI) : ⚠️ Variable selon matériel
• Résilience
  Hyperconvergé (S2D) : ✅ Haute, intégrée (réplication)
  SAN/NAS (ex : iSCSI) : ✅ Élevée (RAID matériel)
• Évolutivité
  Hyperconvergé (S2D) : ✅ Facile (« scale-out »)
  SAN/NAS (ex : iSCSI) : ⚠️ Limitée (« scale-up »)

📌 En résumé :

• L'Hyperconvergence (HCI) regroupe CPU + RAM + Stockage sur chaque serveur.
• Sur Hyper-V, la solution officielle est Storage Spaces Direct (S2D).
• S2D permet :
  Stockage partagé très rapide sans matériel SAN externe coûteux.
  Tolérance aux pannes élevée (réplication automatique entre nœuds).
  Facilité d'extension du cluster (ajout simple de nouveaux serveurs).