Infrastructure, communication & collaboration

Pourquoi les coûts de Windows Azure seront toujours les plus

bas ?Ou… Comment concevoir des

Datacenters à l’échelle du Cloud ?

Bernard OurghanlianCTO & CSO

Microsoft France

bourghan@microsoft.com ; @Ourghanlian

33

> 2,4 millionsd’emails par jour

> 200 Services Cloud> 1 milliard de clients · >20 millions d’entreprises · > 90 pays dans le monde

> 5,8 milliards

de requêtes chaque mois dans le monde

> 250 millions d’utilisateur

s actifs

> 8600 milliardsd’objets au sein du

stockage Windows Azure

1 entreprise sur 4utilise

> 50 milliardsde minutes de connexion

chaque jour

> 48 millionsd’utilisateurs dans 41

pays

> 50 millionsutilisateurs

actifs

> 400 millions

de comptes

actifs

4

Quels sont les principaux éléments de coût pour exécuter un service dans le Cloud ?

SupportHardwareHébergementOpérations

5

Vaste infrastructure : l’échelle est le facteur clé

Chicago

Cheyenne

DublinAmsterda

m

Hong Kong

Singapore

Japon

San Antonio

Microsoft a des Datacenters dans le monde entier…et nous continuons d’en ouvrir de nouveaux

BoydtonShanghai

Quincy

Des Moines

Brésil

> 35 facteurs dans la sélection d’un site:Proximité des clientsEnergie, infrastructure fibreCompétences

Australie

6

Permettre la croissance des servicesEmpreinte Datacenter

Source : Meeting Microsoft Analystes Financiers, 19 septembre 2013

7

Qu’y-a-t-il dans un Datacenter ?

Bien plus que quelques serveurs en rack…

8

Evolution des Datacenters

ServeurCapacitéTechnologie ancienne

PUE > 2

Colocation

Génération 1

DensitéRack Densité et DéploiementMinimisation de l’impact sur les ressources

PUE : 1,4 – 1,6

Génération 2

201220091989-2005 2007

Confinement

PUE : 1,2 – 1,5

Containers, PODEvolutivité et soutenabilitéEconomie air et eauSLA différenciés

Génération 3

Modulaire

PUE : 1,12 – 1,20

ITPAC et ColocationsEmpreinte carbone De la bonne taillePlus rapide à installerRefroidi à l’air extérieur

Génération 4

Intégré

PUE : 1,07 – 1,19

Système intégréLogiciel résilientInfrastructure communeSimplicité opérationnelleFlexible et évolutif

Génération 5

Futur

9

Datacenter Génération 2/3

Chaque Datacenter a approximativement11,5 fois

la taille d’un terrain de football

10

Génération 3 – Datacenter de ChicagoInvestissement de + 500 M$

65 682 m2

1,5 million d’homme-heures de travail

3 000 jobs pour la construction

12 Km de tuyaux d’eau réfrigérée

3400 tonnes d’acier

2 400 tonnes de cuivre

19 878 m3 de béton

305 Km de conduites

Chaque Datacenter a approximativement17 fois

la taille d’un terrain de footballet utilise des containers

11

Les containers du Datacenter de Chicago

12

Datacenter de ChicagoDatacenter en deux parties

Premier étage : containers et disponibilité moyenne

Second étage : haute disponibilité salle machine traditionnelles de colocation

Peut être déployé en passant à l’échelleEnergie optimisée et efficacité du refroidissementPermet aux constructeurs de construire des solutions personnalisées et basées sur les spécifications de Microsoft

13

Conception modulaire – du Serveur au DatacenterDémarrer avec un

serveur standard

Packager dans un ChassisAvec alimentation/refroidissementpartagé et battery backup (UPS)

Packager plusieurs Chassisdans des racks, conception haute densité(96 serveurs/rack)

Packager plusieursracks dans des ITPACs (containers);Refroidissement parair externe

Installer des ITPAC dans des Datacentersaccessibles à des camions porte-containers

14

Utilisation de l’énergie

150%

Lighting, etc.3%

310%

412%

525%

Traditionnel Gen 2

171%

211%

Electricity Losses

8%

410%

ModulaireGen 4

Traditionnel - PUE 2,0 Modulaire - PUE 1,2

15

Changement de paradigme : vers la modularité

Pré-construction du Datacenter entier

Réduction du temps de mise sur le marché >50%

50-60% de diminution de CAPEX

Evolution avec la demande

Classes basées sur les besoins en disponibilité

Free air cooling, faible utilisation d’eau

Très bon PUE TCO plus bas

16

Unité modulaire finalisée

17

Un Datacenter modulaire de Microsoft

Vue interne du Datacenter où le module finalisé sera connecté

18

Installation d’un Datacenter modulaire

Un Air Handler PAC est placé au-dessus d’un ITPAC

19

Faire évoluer les services à l’échelle du Cloud Fournir des services à l’échelle du Cloud requiert

une restructuration radicale des technologies, processus et des hommes

IT d’entreprise

Echelle Cloud

10 000GardiensDirectionnellePullPhysiqueProcessusCoût fixeEn siloLâcheSurcoûtRégionale

Nombre d’utilisateursTalentQualité des donnéesAccès aux donnéesEvaluationChaine approvision.BudgetArchitectureIntégration applicationInfrastructureCouverture

1 000 000 000ConcepteursFondamentalePushStatistiqueStratégiqueTarifsIntégréeSerréeCatalyseurGlobale

CustomManuelInfrastructureMTBFHardwareAuditImpactante99.999%Primaire/BackupSemainesUI

HardwareDéploiementDisponibilitéOpérabilitéFiabilitéSécurité Interruption réseauDisponibilité réseauConception Temps déploiementAdmin. système

CommoditéAutomatiséServiceMTTRSoftwareIntrinsèqueHors sujet99.9%Actif/Actif MinutesAPI

IT d’entreprise

Echelle CloudCompétences

Entreprise Echelle Cloud

Gardiens Concepteurs

ArchitecturesEntreprise Echelle

Cloud

En silo Intégrée

FiabilitéEntreprise Echelle

Cloud

Hardware Software

OpérabilitéEntreprise Echelle

Cloud

MTBF MTTR

20

Penser, concevoir, délivrer différemment à l’échelle Cloud

L’échelle Cloud c’est…

Des services résilients Résoudre des problèmes

hardware grâce au software

Des solutions capables de s’auto-réparer qui contournent les défaillances

Permettre le business

L’échelle Cloud ce n’est pas…

Des logiciels et des réseaux fragiles

Se reposer sur de la redondance ou un hardware spécialisé

Des gens qui regardent des écrans et répondent à des alertes

Réagir aux demandes du business

21

A l’échelle du Cloud…La défaillance d’un équipement• N’est pas un appel téléphonique à 2 heures du matin• N’est pas résolue par de l’ingénierie hardware• Est un état de fonctionnement• Est une opportunité pour de l’ingénierie logicielle

Logiciel résilient• Disponibilité des ingénieurs dès le départ• Migre les charges de travail dans des conditions de

défaillance et de maintenance• Abstrait le hardware et les processus manuels• Améliore continuellement Capex et Opex • Améliore continuellement la disponibilité

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Architecture de service résilienteIntègre : software · hardware · opérations · métier

Objectifs business · Indicateurs partagés

Développeur

Modèle Dev-Ops

Présupposés réalistes de disponibilité

Chaos Monkey Correction de

bugs Tris d’incidents

Fonctionnalités logicielles

Opérations

Capacités Santé du service Conformité SLA Gestion

d’incident et d’événement

Modèle d’usage Contrôle de coût

Plan

Cloud public privé, hybride

Placement des charges de travail

Annonce de capacité

Disponibilité temps réel

Fenêtre de maintenance

Migration de charge

Couche d’abstraction

Hardware

Placement physique

Automatisation intégrée

TCO de la pile complète

Standards Chaine d’approvi.

de capacité

Ressources

Datacenter

Disponibilité Processus

manuels Support de

décision Télémétrie de

l’exécution Machine Learning

Performance efficiente

23

Efficient par conceptionAnalyse Big data• Echantillon d’un million de serveur

Optimisation Serveur• Supprimer les composants inutiles• Choix intelligent en matière d’énergie• Distribution 415 volts• Conversion courant continu haute efficacité

Températures élevées• 10˚C – 32˚C ; Moyenne pondérée < 24˚C

Refroidissement avec l’air extérieur• Refroidissement adiabatique sans refroidisseur• Consommation d’énergie extrêmement basse

S. Sankar, K. Vaid, M. Shaw “Impact of Temperature on Hard Disk Drive Reliability in Large Datacenters” Microsoft, IEEE, 2011

HDD Case Temp Relative AFR HDD Case Temp Relative AFR

10 C 50 F 11 C 100% 30 C 100%

15 C 59 F 16 C 100% 34 C 100%

20 C 68 F 21 C 100% 38 C 100%

25 C 77 F 26 C 100% 41 C 106%

30 C 86 F 31 C 100% 45 C 131%

35 C 95 F 36 C 100% 49 C 153%

40 C 104 F 41 C 106% 53 C 189%

45 C 113 F 46 C 138% 56 C 231%

50 C 122 F 51 C 179% 60 C 281%

HDD's in Front, ΔT 1˚CBuried HDDs Des ign, ΔT 20˚C cold de-rated to ΔT 10˚C hotInlet Temp

Température d'entrée et impact sur le taux de défaillance disque dur

24

Recherche sur des piles à combustible en rack• Gaz naturel converti directement en électricité pour les serveurs de

puissance• Pilote de récupération du méthane de traitement des eaux usées

Amélioration spectaculaire de l'efficacité globale• Au-delà du PUE – supprimer les pertes inhérentes à la production et

fourniture d’énergie• Chaîne d'approvisionnement efficace de l'énergie de la source à la carte

mère

Augmentation de la fiabilité du Datacenter• Moins de pièces en mouvement, moins de points de défaillance

potentiels. Augmentation globale des points communs

Coûts d’infrastructure plus bas• Elimination de la distribution électrique, de la climatisation et de

l’infrastructure de backup

Innovation en matière d'énergie

Fuel Cell

Sous-stationSous-station

Server

Datacenter

CPU

Server

Datacenter

CPU

Chaîne d'approvisionnement radicalement simplifiée qui fournit plus avec moins de ressources

251 2 3 4 5 6 7

Croissance du compte des équi-pements réseau

Faire croitre les réseaux à l’échelle Cloud

25

Croissance

par un

facteur 10

Conception service/ application géo-

redondante• Tous les nœuds sont actifs et sans état

Dans le top 3 des réseaux les plus

connectés du monde• Peer avec plus de 2000 ISP globalement

Backbone Datacenter-Internet

• Plusieurs térabits, • Plus de 50 Points de Présence

globalement• Backbone global connectant les DC

Microsoft à l’Internet

Backbone Datacenter-Datacenter

• Capacité de plusieurs térabits• Backbone DC-DC en fibre noire pour

permettre un grande bande passante entre Datacenters

Fibre noire

• Dizaines de milliers de miles de fibre noire en propre

• Capacité de >1 M de milles de fibre 10G DWDM

Mode Cache• Services d’hébergement co-situés à

l’emplacement de l’utilisateur (metro)

Nœuds de périphérie

• Plusieurs térabits de capacité d’interconnexion en périphérie

• Connecté directement à plus de 2000 réseaux avec plus de 4 000 connexions

Découplage des DC• Séparation stockage CPU des services

SQL

26

Conformité de l’infrastructure

Certification ISO / IEC 27001:2005

SSAE 16/ISAE 3402 SOC 1, AT101 SOC 2 and 3

HIPAA/HITECH

Certification PCI Data Security

Certification FedRAMP P-ATO, FISMA

Conformité à diverses lois en matière de respect de la vie privée• EU Data Protection Directive (95/46/EC)

• California SB1386

Surveillance étendue

Lutte contre les incendies

Sécurité périmétrique

Authentification multi-facteur

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Processeurs

Stockage

Réseaux PackagingSoftware

On-chip FLASH PCM (*)Virtualisation basse

énergieInterconnexion optiqueHétérogénéité Manycore

Routage optique distribué non TCP/IP

Empilement des chipsModularitéNouveau refroidissement Sur-provisionné

IntrospectionRépartition des tiersAdaptationRésilience et sécurité

Vision pour le futur des Datacenters dans le Cloud

Philosophie : L’infrastructure du Cloud doit être conçue et programmée comme un système intégré

(*) PCM: Phase Change Memory

28

Ressources sur les Datacenters MicrosoftBlogs et site Web des équipes des Datacenters Microsoft microsoft.com/datacenters

Trust Center Windows Azurewindowsazure.com/trustcenter

Trust Center Office 365trustoffice365.com

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