Proteger os ambientes virtuais com eficiência usando os Integrated Data Protection Appliances da Dell EMC

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Esta análise do ESG Lab foi encomendada pela Dell EMC e é distribuída sob licença do ESG.

Resumow

Essa análise do ESG Lab documenta os resultados de testes amplos de desempenho realizados sobre o Integrated Data Protection Appliance (IDPA) da Dell EMC e uma solução concorrente de tecnologia de dispositivo de servidor de vários nós. Os testes se concentraram na capacidade de cada solução para proteger ambientes virtuais em escala com eficiência.

Os desafios

Proteger e recuperar ambientes virtuais continua a ser um desafio para os departamentos de TI atualmente. De acordo com uma recente pesquisa com profissionais de TI, as recuperações de VM continuam difíceis de serem concluídas consistentemente. Onze por cento dos entrevistados da pesquisa do ESG indicou que a causa mais comum de falha da recuperação de VM é o fato de que a VM nunca foi designada para backup.1_{Quando os entrevistados de uma outra}

pesquisa do ESG foram questionados sobre seus processos atuais de proteção de dados e tecnologias, 26% responderam que a proteção de dados para ambientes virtuais era um dos desafios que estavam enfrentando, enquanto 25% indicaram que a necessidade de reduzir o tempo de backup era um desafio específico (veja a Figura 1).2_{Se os departamentos de TI}

pudessem encontrar soluções que fizessem o backup de dados de maneira mais rápida e confiável em seus ambientes virtuais, eles poderiam aprimorar a resposta para acordos de nível de serviço (SLAs), permitindo que as operações de negócios continuassem com pouca interrupção.

Figura 1. Cinco maiores desafios atuais de tecnologias e processos de proteção de dados

Fonte: Enterprise Strategy Group

1_{Fonte: Resumo do ESG,}_{Reliable Virtualization Protection Continues to Elude Many Organizations}_{, outubro de 2017.}

2_{Fonte: Resumo do ESG,}_{Why and How to Protect VMs within Hyperconverged and Converged Infrastructures}_{, janeiro de 2018.} 21%

21% 25%

26%

35%

Backup/recuperação de site remoto Backup/recuperação específico para banco de

dados/aplicativo

Necessidade de reduzir o tempo de backup Proteção de dados para ambiente virtual Custo(s)

Quais das seguintes opções você caracterizaria como desafios atuais de sua organização em relação às tecnologias e processos de proteção de dados? (Percentual de respondentes,

N=387)

Análise do ESG Lab

Proteger os ambientes virtuais com eficiência usando os

Integrated Data Protection Appliances da Dell EMC

Data: Fevereiro de 2018 Autor: Vinny Choinski, analista sênior de validação; e Edwin Yuen, analista

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Ambiente de teste: IDPA da Dell EMC versus fornecedor A

Para validar o desempenho de cada solução, o ESG Lab construiu o ambiente de teste mostrado na Figura 2. Como visto na figura, o ambiente virtual a ser protegido consistia em nove servidores ESXi conectados por meio de um par de switches de rede redundantes com várias conexões de 10 GbE para um array totalmente flash VMAX da Dell EMC, funcionando como armazenamento primário. Cada solução de proteção de dados a ser avaliada tinha oito conexões de 10 GbE com um switch de rede dedicado com um link 20 GbE para o ambiente de produção virtual simulada. A solução da Dell EMC usada nesta análise de desempenho foi um IDPA DP5800, que consistia em três servidores Dell executando o hipervisor do vSphere mais recente e hospedando um Avamar Virtual Edition 7.4.1 e um Data Domain 6800 físico com dois dispositivos SSD e uma bandeja HDDs SAS de 4 TB. A solução concorrente usada nesta análise, do fornecedor A, foi um dispositivo de servidor de vários nós com um file system exclusivo que ativava tarefas de dados de backup, metadados e proteção a serem distribuídas em cada nó do servidor na arquitetura de servidor de vários nós. Solução do fornecedor A consistia em dois dispositivos físicos de 2U. Cada dispositivo tinha quatro CPUs Haswell de 2,4 GHz de oito núcleos da Intel, 256 GB de memória DDR4 e quatro adaptadores de rede de 10 GbE de duas portas. O

armazenamento para cada dispositivo de 2U consistiu em 12 dispositivos HDD de 4 TB e quatro dispositivos SSD de 400 GB.

Figura 2. Visão geral do ambiente

O ESG trabalhou com a Dell EMC para aperfeiçoar um plano de teste para a arquitetura mostrada na Figura 2 que demonstraria os recursos de desempenho para as tarefas de proteção de dados essenciais para a proteção de ambientes virtuais. A infraestrutura de hardware do IDPA foi configurada para corresponder à solução do fornecedor A da maneira mais próxima possível. Também deve-se observar que a solução do IDPA foi acelerada até 24 fluxos e três VMs vProxy para corresponder à contagem de fluxo da solução do fornecedor A. Em seguida, as tarefas de plano de teste rigoroso foram executadas em relação a cada solução em um período de testes de três meses.

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Metodologia de teste

Para demonstrar o desempenho da proteção de dados de ambientes virtualizados em escala, a seguinte metodologia de teste foi usada. Em primeiro lugar, um grupo de máquinas virtuais que consistiu em 80 VMs Windows, 10 VMs Linux e 10 VMs Oracle/MSSQL foi implementado no conjunto de servidores ESXi no ambiente de teste. Um backup completo inicial com um período de retenção de 14 dias foi executado nas primeiras 100 VMs para o IDPA e as soluções de proteção de dados do fornecedor A. Em seguida, um utilitário de geração de arquivos foi usado para criar uma taxa de alteração de dados de 3% nos file systems Windows e Linux. O utilitário DBgen3_{foi usado para criar uma taxa de alteração de 5% de dados em cada}

VM do banco de dados. Outras 100 VMs foram adicionadas aos ambientes de teste e um segundo backup foi executado. Esse processo foi repetido em incrementos de 100 VMs, até que o ambiente de teste estivesse protegendo 1.000 VMs. Para concluir o teste de desempenho, quatro backups de estado estável de 1.000 VMs foram executados.

Desempenho do backup

O ESG começou sua análise de desempenho auditando o tempo geral de backup que cada solução precisou para proteger cada grupo de 100 VMs. A Figura 3 mostra os tempos totais de duração para cada grupo de backup conforme o ambiente de teste era aumentado de 100 a 1.000 VMs. Para os quatro últimos trabalhos de backup mostrados na Figura 3, somente as alterações incrementais para os file systems e dados do banco de dados precisaram passar por backup; nenhuma VM nova foi adicionada ao ambiente para esses trabalhos.

Figura 3. Durações totais de backup

O que significam os números

 Para backups de estado estável, a solução IDPA reduziu a janela de backup em 54% em relação à solução do fornecedor A.

 A maior vantagem do IDPA (64% menos tempo de backup) foi observada com uma carga de trabalho de 400 VMs.  A solução IDPA foi capaz de concluir um backup de estado estável em 29 minutos quando o controle de fluxo

foi removido.

 Com o controle de fluxo removido, a solução IDPA foi 96% mais rápida do que a solução do fornecedor A. Para entender melhor esse efeito cumulativo, o ESG também examinou os tempos de backup individuais conforme aumentamos a carga de trabalho de VMs em incrementos de 100. Observamos que, com o IDPA, para cada 100 VMs adicionadas, os tempos de backup para trabalhos individuais foram consistentemente menores do que os tempos de

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backup para a solução do fornecedor A. Conforme mostrado na Figura 4, o ESG representou separadamente no gráfico as durações de backup médias completas e incrementais para entender melhor os benefícios da arquitetura de cada solução. As linhas sólidas na Figura 4 representam a duração média do backup completo, enquanto as linhas tracejadas representam a duração média do backup incremental. Durante a análise, o ESG observou um aumento contínuo na duração do backup completo para o fornecedor A, conforme demonstrado na linha sólida cinza na Figura 4. Deve-se obDeve-servar que esDeve-se aumento da duração não foi obDeve-servado com a solução IDPA. Com baDeve-se nesDeve-ses dados, o ESG pode verificar ainda mais que a Dell EMC pode obter tempos de backup gerais mais rápidos com seu IDPA.

Figura 4. Duração média de trabalho de backup

 Dependendo da carga de trabalho, o IDPA tem a vantagem de dois a seis minutos em relação ao fornecedor A para os backups incrementais.

 As duas soluções mantiveram desempenho do backup incremental bastante consistente à medida que foram dimensionadas durante os testes.

 O fornecedor A mostrou um aumento de desempenho incremental leve depois que o ciclo de backup completo foi concluído.

 As durações de backups completos do fornecedor A aumentaram significativamente conforme a carga geral de backup aumentou durante os testes.

 O IDPA manteve desempenho de backup completo bastante consistente à medida que a carga geral de backup aumentou.

 Dependendo da carga de trabalho, o IDPA tem uma vantagem de 15 a 53 minutos em relação ao fornecedor A para os backups completos.

Por fim, o ESG analisou a eficiência de transferência de dados das duas soluções e descobriu que o IDPA teve um desempenho imensamente melhor do que a solução alternativa de 100 a 1.000 VMs. O ESG atribui a capacidade da solução da Dell EMC de transferir dados de backup de maneira eficiente à sua ampla experiência em desduplicação devido à sua

0 10 20 30 40 50 60 70 80 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1000 1000 1000 1000 Minut os

Backups individuais mais rápidos com o IDPA

(média de duração da tarefa: quanto menor, melhor)

IDPA - Full IDPA - Incr. Vendor A - FullFornecedor A: Vendor A - Incr. completo Fornecedor A: incr. IDPA:

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tecnologia de Data Domain madura e comprovada pelo cliente. A solução IDPA também usa a desduplicação no client para que apenas os dados alterados no client precisem ser transferidos pela rede para o destino de backup em que a desduplicação em linha adicional é realizada.

Figura 5. Desduplicação eficiente e transferência de dados

 Durante o teste de dimensionamento, o ESG observou uma taxa de redução de desduplicação de dados de quase 97% para a solução IDPA.

 A solução do fornecedor A foi capaz de alcançar apenas uma taxa de redução de desduplicação de dados de 73% para os mesmos testes.

 Isso significa que a solução IDPA consome menos armazenamento para a mesma quantidade de proteção de dados em relação ao fornecedor A.

 Durante o teste de desempenho, o ESG também observou uma redução de até 74% na quantidade de dados que precisou ser transferida durante as operações de backup em relação à solução do fornecedor A.  Essa redução da quantidade de dados transferidos para proteção deve-se à desduplicação eficiente

da tecnologia IDPA no lado de origem.

Por que isso é importante

O desempenho do backup é uma preocupação importante para qualquer organização que está preocupada em minimizar a interrupção das operações de negócios em andamento. No entanto, os níveis de desempenho tornam-se cada vez mais relevantes em empresas de grande porte enquanto a TI lida com várias cargas de trabalho virtuais simultaneamente. Ao contrário de empresas menores, as empresas de grande porte enfrentam o desafio adicional de realizar backup de cargas de trabalho virtuais mistas em escala. Lidar com backups em escala pode ser realizado com eficácia pela tecnologia que foi implementada e operada com sucesso no campo com vários clientes corporativos de grande porte.

O ESG Lab confirmou que a Dell EMC IDPA oferece melhor desempenho de backup em geral do que a solução do fornecedor alternativo. Examinamos os tempos de backup cumulativos para VMs, conforme o número dimensionado de 100 a 1.000 e percebemos que os tempos para o IDPA da Dell EMC eram consistentemente inferiores aos da solução do fornecedor A. Com 1.000 VMs, o tempo de backup cumulativo obtido com o IDPA da Dell EMC foi 54% menor do que o tempo da solução alternativa.

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Desempenho de recuperação

O desempenho da proteção de dados, especialmente quando se trata de tempo de recuperação, é um aspecto importante de qualquer solução de proteção de dados. Torna-se ainda mais importante quando o número de máquinas virtuais e a quantidade de dados corporativos começam a aumentar muito, como ocorre com frequência com os ambientes virtuais. Atender aos requisitos de recuperação sem afetar os recursos do sistema necessários para manter as operações diárias de backup pode ser muito desafiador.

Para analisar os recursos de desempenho de recuperação das duas arquiteturas que estão sendo validadas, o ESG auditou os resultados dos seguintes cenários de teste. Em primeiro lugar, conforme mostrado na Figura 6, uma recuperação de acesso instantâneo de dez VMs foi realizada nas duas soluções de proteção de dados. O processo de recuperação instantânea executa cada VM a partir de uma imagem de backup armazenada nos respectivos destinos de proteção de dados do IDPA e do fornecedor A. Em seguida, o utilitário Diskspd da Microsoft foi usado para gerar diferentes padrões de I/O para cada uma das dez VMs nas duas plataformas de proteção de dados. Doze perfis de testes diferentes foram executados simultaneamente em todas as 20 VMs por quinze minutos. O teste de I/O usou gravações aleatórias com tamanhos de block que iam de 8 K para 64 K com doze threads simultâneos e taxas de perfil de leitura/gravação de 90/10, 80/20 e 70/30. Cada teste foi executado primeiro sem operações diárias de backup e, em seguida, repetido enquanto o incremento diário estava ativo.

Figura 6. Visão geral da recuperação instantânea

O que significam os dados

 As capturas de tela da parte superior esquerda e direita mostram os perfis de leitura/gravação em roxo e azul, respectivamente.

 Observe que o perfil IOPS do fornecedor A à direita inicialmente teve um pico e, em seguida, declinou rapidamente à medida que o teste era executado, enquanto o perfil IDPA à esquerda manteve-se ou até mesmo melhorou o desempenho à medida que o teste era executado.

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Por fim, a Figura 7 mostra os resultados reais de desempenho de IOPS do processo de recuperação instantânea para as duas soluções.

Figura 7. Desempenho de recuperação instantânea

 Para recuperações instantâneas sem operações de backup em execução em segundo plano, o IDPA conseguiu oferecer 6.210 IOPS enquanto o fornecedor A ofereceu 8.336 IOPS.

 No entanto, quando a operação de incremento diário foi adicionada para a combinação de carga de trabalho, o IDPA ofereceu 5.855 IOPS, enquanto o fornecedor A ofereceu 5.359 IOPS.

Por que isso é importante

Não somente é importante para uma grande organização reduzir os tempos de backup para VMs, mas também

é necessário que a recuperação de dados seja eficiente. O desempenho de backup e recuperação pode afetar a rapidez com que uma organização pode minimizar qualquer interrupção nas operações normais de negócios. Em uma empresa de grande porte, o desempenho de backup e recuperação torna-se crítico, pois lida com outras cargas de trabalho, como as operações de backup em escala. A TI não pode arcar com operações de backup e recuperação que interrompem as operações de negócios e afetam a capacidade de recuperação de sistemas e dados do usuário final.

O ESG verificou que o IDPA da Dell EMC tem melhor desempenho do que a solução do fornecedor A ao realizar backup e recuperação de VMs simultaneamente. Enquanto nosso teste demonstrou que a solução alternativa pode recuperar VMs mais rápido do que o IDPA da Dell EMC, o IDPA conclui a recuperação de VMs com backup mais rapidamente. O fato de que o IDPA da Dell EMC pode realizar a desduplicação de origem e de destino permite que os usuários finais acessem os dados mais rapidamente, possibilitando que executem aplicativos mesmo enquanto os backups são transmitidos em segundo plano. Novamente, a Dell EMC mostra que sua tecnologia comprovada pode habilitar empresas de grande porte a fazerem backup de dados enquanto minimiza a interrupção das operações de negócios em andamento.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

Instant Recovery Only Instant Recovery with Backup

IO

PS

Desempenho de recuperação instantânea

(quanto maior, melhor)

IDPA Vendor A

IDPA Fornecedor A

Recuperação instantânea com backup Somente recuperação instantânea

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A grande verdade

Sempre haverá alguma nova tecnologia impressionante, cujo alarde faz com que pareça ser “a próxima grande inovação.” Da mesma forma, sempre haverá empresas iniciantes que brilham como estrelas, especialmente em categorias tradicionais de TI que são historicamente afetadas pela sua antiguidade. Na verdade, o ambiente de TI continua a evoluir rapidamente e as tecnologias de proteção de dados de ontem não atenderão as necessidades do amanhã.

Em vez de descartar rapidamente uma tecnologia comprovadamente confiável em favor de uma nova tecnologia impressionante, pode ser melhor reimaginar e reutilizar em vez de tentar reinventar. Imagine um pacote de tecnologia composto por componentes modulares comprados em kits que originalmente funcionavam bem juntos, mas que, hoje, não são tão funcionais quanto costumavam ser. No entanto, cada kit ainda tem alguns elementos exclusivos a serem aproveitados. E se você pegasse as melhores partes desses kits e construísse algo novo projetado para o que você deseja para o futuro? Essa “remontagem” aproveita o que você conhece e no que confia, reimaginado e reutilizado para o futuro.

Essa é uma maneira de pensar sobre as soluções do IDPA da Dell EMC, cujo backup de componentes modulares e tecnologias de desduplicação receberam a confiança de algumas das maiores empresas do mundo por décadas. Por quê? Conforme empresas de grande porte precisaram de proteção heterogênea e escalabilidade de armazenamento, a Dell EMC atendeu continuamente a essas necessidades, e, com o IDPA, disponibiliza esses recursos e tecnologias para uma ampla base de organizações de médio e pequeno porte. Além da escalabilidade, o desempenho de backup (para não onerar o ambiente de produção) e a confiabilidade (quando a recuperação é importante) são os principais requisitos para os líderes de TI que estão desenvolvendo sua estratégia de proteção de dados futura — e os resultados dos testes do ESG mostram que a Dell EMC continua com essa inovação.

Ao longo dos anos, muitas novas tecnologias impressionantes apareceram como a próxima grande inovação, foram úteis por alguns anos e, em seguida, não conseguiram crescer além de sua promessa e alarde iniciais. Por outro lado, as principais tecnologias existentes frequentemente são negligenciadas simplesmente porque não são novas. A chave para a inovação eficiente é aproveitar toda a tecnologia disponível para solucionar os problemas de negócios da melhor maneira. Ao oferecer soluções que podem ser usadas para uma variedade de necessidades dos negócios, desde as já existentes até as novas, uma empresa específica de componentes modulares continua a ser um nome conhecido. Quando se trata de proteção de dados, você precisa confiar primeiro em “construir” uma base sólida de “componentes” relevantes antes de ter uma solução que realmente pode exceder as expectativas.

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