DAS, SAN, NAS sont des acronymes magiques dont aucun article et aucune étude analytique sur les systèmes de stockage ne peut se passer. Ils servent de désignation pour les types de base de connexions entre les systèmes de stockage et les systèmes informatiques.

DAS(stockage à connexion directe) - appareil mémoire externe directement connecté à l'ordinateur hôte et utilisé uniquement par celui-ci. L'exemple le plus simple DAS - intégré Disque dur... Pour connecter l'hôte à la mémoire externe dans une configuration DAS typique, SCSI est utilisé, dont les commandes vous permettent d'allouer un bloc de données spécifique sur un disque spécifié ou de monter une cartouche spécifique dans une bibliothèque de bandes.

Le stockage en nuage réduit le temps passé à planifier le type de serveur privé que l'entreprise déploie, réduit l'investissement dans la configuration d'une machine et la préparation d'un environnement d'hébergement de serveur nécessitant un excellent refroidissement. L'avantage par rapport à d'autres systèmes tels que le stockage est la haute disponibilité des données. Pour une entreprise avec plusieurs appareils connectés les uns aux autres, partageant et accédant aux informations à tout moment, Cloud computing est le choix parfait.

Dans les photos suivantes, nous avons deux exemples. Ils sont aussi appelés "fichier" parmi le public technique. Les modèles intermédiaires prennent principalement en charge 4 disques et les modèles ou racks de haute qualité à utiliser dans les centres de données, qui prennent souvent en charge 8 disques ou plus.

La configuration DAS est adaptée aux applications peu exigeantes en termes de volume, de performances et de fiabilité des systèmes de stockage. DAS n'offre pas la possibilité de partager la capacité de stockage entre différents hôtes, encore moins la possibilité de partager des données. L'installation de tels périphériques de stockage est une option moins chère que les configurations en réseau, mais ce type d'infrastructure de stockage n'est pas optimal pour les grandes organisations. De nombreuses connexions DAS signifient des îlots de mémoire externe dispersés et dispersés dans toute l'entreprise, dont l'excès ne peut pas être utilisé par d'autres ordinateurs hôtes, ce qui entraîne un gaspillage inefficace de la capacité de stockage dans l'ensemble.

Le principal avantage réside dans les solutions clé en main qui peuvent être installées rapidement, sans aucune connaissance technique, ce qui les rend idéales pour une utilisation dans les bureaux et les réseaux domestiques, par exemple. Quoi qu'il en soit, ils peuvent être une option intéressante dans certaines situations, car l'activation de cette fonctionnalité a très peu à voir avec le coût de l'appareil.

Les fonctionnalités sont incroyablement limitées, mais la fonction principale est là. De nombreuses entreprises ont besoin d'énormes quantités d'espace de stockage, ce qui devrait non seulement fournir très bonne performance, mais incluent également des sauvegardes et des sauvegardes de données.

De plus, avec une telle organisation du stockage, il n'y a aucun moyen de créer un point unique de gestion de la mémoire externe, ce qui complique inévitablement les processus de sauvegarde/récupération des données et crée un sérieux problème de protection des informations. En conséquence, le coût total de possession d'un tel système de stockage peut être considérablement plus élevé que la configuration réseau plus complexe à première vue et initialement plus coûteuse.

Les fichiers sont divisés en morceaux, et un morceau supplémentaire contenant des codes de parité est généré pour chaque groupe de morceaux. Les codes de correction sont dispersés entre les disques. Quel que soit le nombre de disques utilisés, nous avons toujours sacrifié un espace équivalent à l'un d'entre eux.

Les fichiers sont simplement dispersés sur tous les lecteurs, chacun contenant des fichiers. Ce n'est pas bonne option pour stocker des données importantes, mais peut être utilisé pour des tâches secondaires, par exemple, dans le cas de serveurs de sauvegarde. L'utilisation de plusieurs petits serveurs sera une solution bon marché, mais difficile et plus sujette à l'échec.

SAN

Aujourd'hui, lorsque nous parlons de stockage de niveau entreprise, nous entendons le stockage en réseau. Les SAN (storage area network) sont mieux connus du grand public. Un SAN est un réseau de stockage dédié qui permet à plusieurs serveurs de partager une ressource de stockage externe partagée sans stresser le réseau local.

Imaginez le cas d'un cluster de serveurs responsable d'un grand site portail. En plus des performances et du stockage centralisé, nous avons également un problème de redondance qui garantit un fonctionnement en douceur système, en gardant diverses défaillances de composants. Malgré cela, il est courant d'utiliser deux commutateurs et deux serveurs pour offrir un système de sauvegarde. Les composants sont connectés comme indiqué dans la figure ci-dessous pour garantir que le système continue de fonctionner si l'un des composants tombe en panne.

Différents serveurs sont alors accessibles sur différents serveurs et, selon la configuration, même configurés pour se comporter comme une seule unité avec des capacités supplémentaires. Si l'argent n'est pas un problème, vous pouvez facilement atteindre 100 téraoctets d'espace de stockage avec système complet réservation.

Le SAN est indépendant des médias, mais la norme de facto est la technologie Fibre Channel (FC), qui fournit des débits de données de 1 à 2 Gb/s. Contrairement aux supports traditionnels basés sur SCSI, qui peuvent fournir des connexions jusqu'à 25 mètres, Fibre Channel peut fonctionner sur des distances allant jusqu'à 100 km. Le support d'un réseau Fibre Channel peut être en cuivre ou en fibre.

Cela les oblige à se limiter aux environnements où les avantages l'emportent sur le coût plus élevé. Les unités peuvent même être modifiées pendant l'utilisation, en réaffectant l'espace entre les serveurs selon les besoins. Comme vous pouvez l'imaginer, le tissu commuté topologique est de loin le tissu le plus couramment utilisé aujourd'hui. Les câbles à fibre optique jusqu'à 50 km de long peuvent être utilisés avec des câbles monomodes, mais les plus courants sont les câbles multimodes, qui offrent une portée allant jusqu'à 300 mètres.

Les lecteurs de disque peuvent être connectés au réseau de stockage. Baies RAID, de simples matrices de disques (appelées Just a Bunch of Disks - JBOD), des bibliothèques de bandes ou magnéto-optiques pour la sauvegarde et l'archivage des données. Les principaux composants pour organiser un réseau SAN, en plus des périphériques de stockage eux-mêmes, sont des adaptateurs pour connecter des serveurs au réseau Fibre Channel (adaptateur de bus hôte - HBA), des périphériques réseau pour prendre en charge l'une ou l'autre topologie de réseau FC et des outils logiciels spécialisés. pour la gestion du réseau de stockage. Ces systèmes logiciels peuvent s'exécuter à la fois sur un serveur à usage général et sur les périphériques de stockage eux-mêmes, bien que parfois certaines fonctionnalités soient sous-traitées à un serveur léger spécialisé pour l'appliance SAN.

En règle générale, les câbles sont courts, de 2 à 10 mètres, donc le problème de sortie est rarement un problème. Cela leur permet d'accéder comme s'il s'agissait de blocs de stockage locaux via câbles réseau... Les performances sont naturellement inférieures, mais la réduction des coûts en fait l'option la plus couramment utilisée dans les petites installations.

À partir de là, vous pouvez formater les disques et utiliser l'espace comme bon vous semble, y compris en créant des partages réseau. Il est désormais également courant d'utiliser des serveurs de stockage qui offrent plusieurs options d'interface de communication car cela ajoute relativement peu au coût.

La mission du logiciel SAN est principalement de gérer de manière centralisée le réseau de stockage, y compris la configuration, la surveillance, le contrôle et l'analyse des composants du réseau. L'un des plus importants est la fonction de contrôle de l'accès aux baies de disques si les données de serveurs hétérogènes sont stockées dans le SAN. Les SAN permettent à plusieurs serveurs d'accéder simultanément à plusieurs sous-systèmes de disques en mappant chaque hôte sur des disques spécifiques sur une baie de disques spécifique. Pour différents systèmes d'exploitation, il est nécessaire de découper la matrice de disques en "unités logiques" (LUN), qu'ils utiliseront sans conflits. L'attribution de zones logiques peut également être nécessaire pour organiser l'accès aux mêmes données pour un certain pool de serveurs, par exemple, les serveurs du même groupe de travail. Des modules logiciels spéciaux sont chargés de prendre en charge toutes ces opérations.

Cette fonctionnalité a été conçue pour les serveurs de stockage. Avec la vulgarisation des sites Web et autres services, le problème du stockage un grand nombre les données sont devenues un problème. Nous ne parlons pas ici de quelques gigaoctets, mais de quelques téraoctets voire pétaoctets de données. De nombreux disques sont installés dans des tiroirs amovibles et peuvent être remplacés lorsque le serveur est sous tension.

Rien ne vous empêche d'installer deux voire trois contrôleurs sur le même serveur si vous avez besoin de plus de ports. Il y a généralement des avantages en termes de fiabilité, et les fabricants offrent des garanties de 5 ans. Cela les rend préférés dans les situations où un niveau de fiabilité plus élevé est requis, même si les performances ne sont pas un facteur important.

L'attrait des SAN est dû aux avantages qu'ils peuvent apporter aux organisations qui doivent travailler efficacement avec de grandes quantités de données. Un réseau de stockage dédié décharge le réseau principal (local ou global) des serveurs de calcul et des postes clients, le libérant des flux d'entrée/sortie de données.

Ce n'est pas bon choix pour stocker des données importantes, mais peut être utilisé pour des tâches secondaires, par exemple, dans le cas de serveurs de sauvegarde. Le coût du stockage de l'électricité est comparable aux tarifs normaux de l'électricité domestique. En produisant vous-même de l'énergie, vous gagnez en indépendance vis-à-vis de votre fournisseur d'électricité. Il peut également être configuré rapidement via un réseau local sans fil ou téléphone portable.

Votre installateur l'installera rapidement.
Par conséquent, vous ne perdez jamais de vue les coûts énergétiques et l'économie.

Seuls des composants matériels ont été développés, qui permettent désormais de stocker plusieurs téraoctets au lieu des 5 mégaoctets initiaux.

Ce facteur, ainsi que le support de transmission à grande vitesse utilisé pour le SAN, augmente les performances de communication avec les systèmes de stockage externes. SAN signifie consolider les systèmes de stockage, créer un pool unique de ressources sur différents supports, qui seront partagés par toute la puissance de calcul, et par conséquent, la capacité de mémoire externe requise peut être fournie avec moins de sous-systèmes. Dans SAN, la sauvegarde des données des sous-systèmes de disque vers les bandes s'effectue à l'extérieur réseau local et par conséquent, il devient plus productif - une bibliothèque de bandes peut être utilisée pour sauvegarder les données de plusieurs sous-systèmes de disques. De plus, avec le support du logiciel approprié, il est possible de mettre en œuvre une redondance directe dans le SAN sans la participation du serveur, soulageant ainsi le processeur. La capacité d'espacer les serveurs et la mémoire sur de longues distances répond aux besoins d'augmentation de la fiabilité des entrepôts de données d'entreprise. Le stockage consolidé sur un SAN évolue mieux car il vous permet d'augmenter la capacité de stockage indépendamment des serveurs et sans interruption. Enfin, un SAN permet la gestion centralisée d'un pool unique de stockage externe, ce qui simplifie l'administration.

Alors que les performances de la plupart des composants informatiques ont considérablement augmenté ces dernières années, il n'en va pas de même pour les lecteurs de stockage magnétiques. Le traitement plus rapide de données en constante augmentation est un véritable défi technologique. Les experts suggèrent que bientôt disques durs seront remplacés par des systèmes de stockage alternatifs. Ces medias ELECTRONIQUES les informations sont de plus en plus disponibles et leur cycle de vie a également augmenté ces dernières années.

Bases de données rapides

Le processus de stockage est entièrement électronique. Résistant aux chocs : les disques durs avec des pièces mécaniques peuvent être gravement endommagés en cas d'impact et entraîner une perte totale de données. Cette méthode se caractérise par une résistance mécanique élevée et une résistance élevée aux chocs, aux vibrations et aux champs magnétiques. Comme avec les autres puces de mémoire flash disques durs, vous pouvez accéder à vos données beaucoup plus rapidement. Plus compact, il est idéal pour les appareils mobiles. ... De cette façon, les administrateurs de boutique en ligne peuvent optimiser leur site et obtenir un meilleur trafic et de meilleurs taux de conversion.

Le SAN est certainement une solution coûteuse et complexe, et bien que tous les principaux fournisseurs proposent aujourd'hui des périphériques SAN Fibre Channel, la compatibilité n'est pas garantie et le choix du bon matériel représente un défi pour les utilisateurs. Il y aura des coûts supplémentaires pour les logiciels de gestion et de mise en réseau dédiés, et le coût initial du SAN sera plus élevé que le stockage avec DAS, mais le coût total de possession devrait être inférieur.

Dans ce cas, les informations sont également stockées dans une ou plusieurs bases de données. Plus la structure de communication est complexe, plus il est important d'assurer un transfert de données fiable et d'assurer une synchronisation ininterrompue des données pour tous les clients. La base de données de la Banque mondiale double tous les deux ans, et avec la charge de travail sans cesse croissante, la technologie de l'entreprise doit également évoluer. Alors qu'il était auparavant possible de stocker des données sur des supports indépendants, de nouvelles exigences techniques telles que la virtualisation, la redondance et la haute disponibilité exigent de plus en plus un système de gestion de stockage global.

NAS

Contrairement au SAN, le NAS (stockage en réseau) n'est pas un réseau, mais un périphérique de stockage en réseau, plus précisément un serveur de fichiers dédié auquel est attaché un sous-système de disque. Parfois, le NAS peut être configuré avec une bibliothèque optique ou sur bande. Une appliance NAS se connecte directement au réseau et permet aux hôtes d'accéder aux fichiers de son sous-système de stockage intégré. L'émergence des serveurs de fichiers dédiés est associée au développement au début des années 90 par Sun Microsystems d'un réseau système de fichiers NFS, qui permettait aux ordinateurs clients d'un réseau local d'utiliser des fichiers sur un serveur distant. Ensuite, Microsoft avait un système similaire pour Environnement Windows- Système de fichiers Internet commun. Les configurations NAS prennent en charge ces deux systèmes, ainsi que d'autres protocoles IP, pour permettre le partage de fichiers pour les applications clientes.

Dans ce contexte, le SAN est solution optimale pour une gestion centralisée de la mémoire du serveur et une vitesse élevée. Un système similaire Le stockage convient à toutes les entreprises qui ont besoin de protéger et de gérer des fichiers volumineux.

Le terme « SAN » fait référence à un réseau de stockage qui est utilisé pour se connecter systèmes de dur disque à systèmes de serveurs... Pour cette raison, SAN est idéal pour la gestion de fichiers multi-plateformes. La mise en place d'un SAN est complexe et coûteuse, car l'achat d'une architecture complète nécessite généralement du matériel très coûteux.

Un périphérique NAS ressemble à une configuration DAS, mais en diffère fondamentalement en ce qu'il fournit un accès au niveau des fichiers, et non des blocs de données, et permet à toutes les applications du réseau de partager des fichiers sur leurs disques. Le NAS spécifie le fichier sur le système de fichiers, le décalage dans ce fichier (qui est représenté par une séquence d'octets) et le nombre d'octets à lire ou à écrire. La requête NAS n'identifie pas le volume ou le secteur sur le disque où se trouve le fichier. Tâche système opérateur Les périphériques NAS traduisent une requête vers un fichier spécifique en une requête au niveau du bloc de données. L'accès aux fichiers et la possibilité de partager des informations sont pratiques pour les applications qui doivent servir de nombreux utilisateurs en même temps, mais ne nécessitent pas le chargement de très grandes quantités de données à chaque demande. Par conséquent, il devient pratique courante d'utiliser le NAS pour les applications Internet, les services Web ou la CAO, dans lesquels des centaines de personnes travaillent sur un seul projet.

Cela permet, en plus d'une transmission de données élevée, une bande passante élevée et une grande stabilité. Éléments de stockage : les disques durs sont couramment utilisés comme stockage sur un SAN. Pour assurer une haute disponibilité des données stockées, les baies de disques modernes disposent d'un contrôleur qui gère la redondance des données et l'équilibrage de charge pendant le transfert de données.

Ces appareils comprennent plusieurs disques durs pour le stockage de masse.
Ainsi, la sécurité et la vitesse de transmission des données sont augmentées.

SAN est basé sur la haute disponibilité.

L'option NAS est facile à installer et à gérer. Contrairement à un réseau de stockage, l'installation d'un périphérique NAS ne nécessite pas de planification particulière ni de coûts de logiciel de gestion supplémentaires - il vous suffit de connecter le serveur de fichiers au réseau local. Le NAS libère les serveurs du réseau des tâches de gestion du stockage, mais ne décharge pas le trafic réseau, car la communication entre les serveurs à usage général et le NAS passe par le même réseau local. Un périphérique NAS peut être configuré avec un ou plusieurs systèmes de fichiers, chacun étant affecté à un ensemble spécifique de volumes de disque. Tous les utilisateurs du même système de fichiers se voient allouer de l'espace disque à la demande. Ainsi, le NAS offre une organisation et une utilisation plus efficaces des ressources mémoire par rapport au DAS, car un sous-système de stockage directement connecté ne sert qu'une seule ressource informatique, et il peut arriver qu'un serveur sur le réseau local ait trop de mémoire externe, tandis que l'autre est en cours d'exécution. manque d'espace disque. Cependant, il n'est pas possible de créer un pool unique de ressources de stockage à partir de plusieurs périphériques NAS et, par conséquent, l'augmentation du nombre de nœuds NAS dans le réseau compliquera la tâche de gestion.

En informatique, nous comprenons la capacité d'un ordinateur à exécuter les applications correspondantes, malgré l'instabilité des composants matériels individuels. La possibilité d'accéder à un serveur via différents HBA sur la même baie de disques est appelée multivoie. Pour vous protéger des accidents qui pourraient compromettre votre système, nous vous recommandons de stocker les mêmes données dans des emplacements différents. La configuration d'un SAN redondant inclut également une méthode de reprise après sinistre.

Avantages SAN en un coup d'œil

Par conséquent, les entreprises doivent disposer d'une version double des composants du réseau pour les batteries, la ventilation et le refroidissement. Pour y accéder, vous pouvez utiliser différentes façons interactions entre les données et les utilisateurs. La distribution redondante des données sur plusieurs systèmes physiques garantit une sécurité élevée du contenu stocké, ce qui réduit les délais d'accès aux données simultanés.

NAS + SAN =?

Quelle forme d'infrastructure de stockage choisir : NAS ou SAN ? La réponse dépend des capacités et des besoins de l'organisation, cependant, il est a priori incorrect de les comparer ou encore plus de les opposer, puisque ces deux configurations résolvent des problèmes différents. L'accès aux fichiers et le partage d'informations pour les applications sur des plates-formes de serveurs hétérogènes sur un réseau local est un NAS. Accès aux bases de données par blocs haute performance, consolidation du stockage qui garantit fiabilité et efficacité - c'est un SAN. Dans la vie, cependant, tout est plus compliqué. NAS et SAN coexistent souvent déjà ou doivent être mis en œuvre en même temps dans l'infrastructure informatique distribuée d'une entreprise. Cela pose inévitablement des problèmes de gestion et d'utilisation optimale des ressources de stockage.

Qu'est-ce qui compte vraiment dans le travail d'un professionnel qui doit faire face à son travail avec un maximum d'efficacité et un minimum d'effort ? Le temps, car il est certainement la ressource la plus importante dont il dispose. En fait, pour être pleinement efficace, un professionnel n'a pas besoin d'être obligé de chasser les problèmes informatiques ou de découvrir ce qui ne fonctionne pas ou où récupérer des données perdues ou supprimées accidentellement. Vous devriez être libre de vous consacrer à l'entreprise sans perdre de temps en « piratage informatique » ; accéder gratuitement aux fichiers, les partager en temps réel et les modifier à tout moment avec les employés autorisés, travailler gratuitement de n'importe où, sans craindre d'accéder à un document qui n'est pas dans la dernière version mise à jour, sans craindre de perdre des données ou qu'ils soient accidentellement enlevé ou enlevé.

Aujourd'hui, les fabricants recherchent des moyens de combiner les deux technologies dans une infrastructure de réseau de stockage unique qui consolidera les données, centralisera la sauvegarde, simplifiera l'administration globale, fera évoluer et protégera les données. La convergence du NAS et du SAN est l'une des tendances les plus importantes de ces derniers temps.

SAN vous permet de créer un pool unique de ressources mémoire et d'allouer le quota nécessaire au niveau physique espace disque chacun des hôtes connectés au SAN. Un serveur NAS permet aux applications sur différentes plates-formes d'exploitation de séparer les données dans le système de fichiers, de résoudre les problèmes d'interprétation de la structure du système de fichiers, de synchroniser et de contrôler l'accès aux mêmes données. Par conséquent, si nous voulons ajouter au réseau de stockage la possibilité de séparer non seulement les disques physiques, mais également la structure logique des systèmes de fichiers, nous avons besoin d'un serveur de gestion intermédiaire pour implémenter toutes les fonctions. protocoles réseau traitement des demandes au niveau du fichier. D'où l'approche générale consistant à combiner SAN et NAS à l'aide d'un périphérique NAS sans sous-système de disque intégré, mais avec la possibilité de connecter des composants SAN. De tels dispositifs, que certains fabricants appellent passerelles NAS, d'autres têtes de dispositifs NAS, deviennent une sorte de tampon entre le réseau local et le SAN, donnant accès aux données du SAN au niveau fichier et partageant les informations dans le réseau de stockage.

Sommaire

Construire des systèmes de réseau unifiés qui combinent les capacités SAN et NAS n'est qu'une étape vers l'intégration mondiale systèmes d'entreprise espace de rangement. Baies de disques connectées directement à des serveurs séparés ne répondent plus aux besoins des grandes organisations avec des infrastructures informatiques distribuées complexes. Aujourd'hui, les SAN basés sur la technologie Fibre Channel hautes performances mais dédiée sont considérés non seulement comme une percée, mais aussi comme une source de maux de tête en raison de la complexité de l'installation, des problèmes de prise en charge du matériel et des logiciels de différents fournisseurs. Cependant, il ne fait aucun doute que les ressources de stockage doivent être uniformes et en réseau. Des voies de consolidation optimales sont recherchées. Ainsi, l'activation des fabricants de solutions prenant en charge différentes options transfert des réseaux de stockage au protocole IP]. D'où le grand intérêt pour diverses implémentations du concept de virtualisation du stockage. Les principaux acteurs du marché du stockage ne se contentent pas de regrouper tous leurs produits sous un même en-tête (TotalStorage d'IBM ou SureStore de HP), mais formulent leurs propres stratégies pour créer des infrastructures de stockage en réseau consolidées et protéger les données d'entreprise. L'idée de virtualisation jouera un rôle clé dans ces stratégies, soutenues principalement par des solutions logicielles puissantes pour la gestion centralisée du stockage distribué. Dans des initiatives telles que StorageTank d'IBM, Federated Storage Area Management de HP, E-Infrostructure d'EMC, Logiciel joue un rôle décisif.

SAS, NAS, SAN : un pas vers les réseaux de stockage

introduction

Avec la complication quotidienne des systèmes informatiques en réseau et des solutions d'entreprise mondiales, le monde a commencé à exiger des technologies qui donneraient une impulsion à la renaissance des systèmes de stockage d'entreprise (systèmes de stockage). Et maintenant, une seule technologie apporte des performances sans précédent, une évolutivité extraordinaire et des avantages exceptionnels en termes de coût total de possession au trésor mondial d'avancées en matière de stockage. Les circonstances qui se sont formées avec l'avènement du FC-AL (Fiber Channel - Arbitrated Loop) et du SAN (Storage Réseau de zone), qui se développe sur sa base, promettent une révolution dans les technologies informatiques orientées données.

« Le développement le plus important dans le stockage que nous ayons vu en 15 ans »
Data Communications International, 21 mars 1998

Définition formelle du SAN telle que définie par la Storage Network Industry Association (SNIA) :

« Un réseau dont la tâche principale est de transférer des données entre les systèmes informatiques et les périphériques de stockage de données, ainsi qu'entre les systèmes de stockage eux-mêmes. Le SAN se compose de l'infrastructure de communication qui fournit la connectivité physique et est également responsable de la couche de gestion qui intègre les communications, le stockage et systèmes informatiques transférer des données de manière sûre et fiable. "
Dictionnaire technique SNIA, copyright Storage Network Industry Association, 2000

Options pour organiser l'accès aux systèmes de stockage

Il existe trois options principales pour organiser l'accès aux systèmes de stockage :

SAS (Server Attached Storage), stockage attaché au serveur ;
NAS (Network Attached Storage), stockage connecté au réseau ;
SAN (Storage Area Network), réseau de stockage.

Tenez compte des topologies des systèmes de stockage correspondants et de leurs fonctionnalités.

SAS

Un système de stockage connecté à un serveur. La manière familière et traditionnelle de connecter un système de stockage à une interface haut débit dans un serveur, généralement un Interface SCSIà.

Figure 1. Stockage connecté au serveur

L'utilisation d'un boîtier de stockage séparé pour la topologie SAS est facultative.

Le principal avantage du stockage connecté à un serveur par rapport à d'autres options est bas prix et des performances élevées à raison d'un stockage pour un serveur. Cette topologie est la plus optimale dans le cas de l'utilisation d'un seul serveur à travers lequel l'accès à la baie de données est organisé. Mais elle a encore un certain nombre de problèmes qui ont incité les concepteurs à rechercher d'autres options pour organiser l'accès aux systèmes de stockage.

Les fonctionnalités de SAS incluent :

L'accès aux données dépend du système d'exploitation et du système de fichiers (en général) ;
La complexité d'organiser des systèmes à haute disponibilité ;
À bas prix;
Hautes performances au sein d'un nœud ;
Réduction de la vitesse de réponse lors du chargement du serveur qui dessert le magasin.

NAS

Un système de stockage connecté au réseau. Cette option d'organisation des accès est apparue relativement récemment. Son principal avantage est la commodité d'intégrer un stockage supplémentaire dans les réseaux existants, mais en soi, il n'apporte aucune amélioration radicale à l'architecture de stockage. En fait, un NAS est un pur serveur de fichiers, et aujourd'hui, vous pouvez trouver de nombreuses nouvelles implémentations de stockage comme le NAS basées sur la technologie Thin Server.

Figure 2. Stockage en réseau.

Fonctionnalités du NAS :

Serveur de fichiers dédié ;
L'accès aux données est indépendant du système d'exploitation et de la plate-forme ;
Commodité de l'administration ;
Facilité d'installation maximale;
Faible évolutivité ;
Conflit avec le trafic LAN/WAN.

Le stockage basé sur NAS est idéal pour les serveurs à faible coût avec des fonctionnalités minimales.

SAN

Les réseaux de stockage de données ont commencé à se développer de manière intensive et ne sont introduits que depuis 1999. Le SAN repose sur un réseau distinct du LAN/WAN, qui sert à organiser l'accès aux données des serveurs et des postes de travail participant à leur traitement direct. Ce réseau est basé sur la norme Fibre Channel, qui donne aux systèmes de stockage les avantages des technologies LAN / WAN et la possibilité d'organiser des plates-formes standard pour des systèmes à haute disponibilité et à forte demande. Presque le seul inconvénient du SAN aujourd'hui est le coût relativement élevé des composants, mais le coût total de possession des systèmes d'entreprise construits à l'aide de la technologie SAN est assez faible.

Figure 3. Réseau de stockage.

Les principaux avantages d'un SAN incluent la quasi-totalité de ses fonctionnalités :

Indépendance de la topologie SAN par rapport aux systèmes de stockage et aux serveurs ;
Gestion centralisée pratique;
Aucun conflit avec le trafic LAN/WAN ;
Sauvegarde des données pratique sans charger le réseau local et les serveurs ;
Haute performance;
Haute évolutivité ;
Grande flexibilité ;
Haute disponibilité et résilience.

Il convient également de noter que cette technologie est encore assez jeune et qu'elle devrait subir dans un avenir proche de nombreuses améliorations dans le domaine de la standardisation de la gestion et des modes d'interaction des sous-réseaux SAN. Mais on peut espérer que cela ne fait que menacer les pionniers avec des perspectives supplémentaires de leadership.

FC comme base pour construire un SAN

Comme un LAN, un SAN peut être construit en utilisant une variété de topologies et de supports. Lors de la construction d'un SAN, une interface SCSI parallèle et Fibre Channel ou, disons, SCI (Scalable Coherent Interface) peuvent être utilisés, mais Fibre Channel doit sa popularité toujours croissante au SAN. Des experts ayant une expérience significative dans le développement d'interfaces de canal et de réseau ont participé à la conception de cette interface, et ils ont réussi à combiner toutes les caractéristiques positives importantes des deux technologies afin d'obtenir quelque chose de vraiment révolutionnaire. Quoi exactement?

Principales caractéristiques clés du conduit :

Faible latence
Vitesses élevées
Grande fiabilité
Topologie point à point
Petites distances entre les nœuds
Dépendance de la plate-forme

et interfaces réseau :

Topologies multipoints
Longue distance
Haute évolutivité
Basses vitesses
De gros retards

fusionné dans Fibre Channel :

Vitesses élevées
Indépendance du protocole (0-3 niveaux)
Longue distance
Faible latence
Grande fiabilité
Haute évolutivité
Topologies multipoints

Traditionnellement, les interfaces de stockage (ce qui se trouve entre l'hôte et les périphériques de stockage) ont été un obstacle à la croissance des performances et du stockage. Dans le même temps, les tâches appliquées nécessitent une augmentation significative de la capacité matérielle, ce qui, à son tour, entraîne le besoin d'une augmentation de la bande passante des interfaces pour la communication avec les systèmes de stockage. Ce sont les problèmes de construction d'un accès flexible aux données à haut débit que Fibre Channel aide à résoudre.

La norme Fibre Channel a été finalisée au cours des dernières années (de 1997 à 1999), au cours desquelles un travail considérable a été fait pour harmoniser l'interaction des fabricants de divers composants, et tout le nécessaire a été fait pour transformer Fibre Channel d'un technologie en réel, qui a reçu un soutien sous la forme d'installations dans des laboratoires et des centres de calcul. En 1997, les premiers échantillons commerciaux de composants essentiels pour la construction de SAN basés sur FC, tels que des adaptateurs, des concentrateurs, des commutateurs et des ponts, ont été conçus. Ainsi, depuis 1998, le FC est utilisé commercialement dans le secteur des entreprises, en production et dans des projets à grande échelle pour la mise en œuvre de systèmes critiques en cas de défaillance.

Fibre Channel est une norme industrielle ouverte pour la communication série haut débit. Il connecte des serveurs et des systèmes de stockage à une distance allant jusqu'à 10 km (en utilisant un équipement standard) à une vitesse de 100 Mo / s (au Cebit 2000, des échantillons de produits ont été présentés qui utilisent la nouvelle norme Fibre Channel à des vitesses de 200 Mo / s anneau, et dans des conditions de laboratoire, des implémentations de la nouvelle norme avec des vitesses de 400 Mo/s sont déjà exploitées, soit 800 Mo/s en utilisant un double anneau.) (Au moment de la publication de l'article, un certain nombre des fabricants ont déjà commencé à livrer des cartes réseau et des commutateurs basés sur FC 200 Mo/s.) Fibre Channel prend en charge simultanément une variété de protocoles standard de l'industrie (y compris TCP/IP et SCSI-3) sur un seul support physique, ce qui simplifie potentiellement la mise en réseau infrastructure tout en offrant des opportunités de réduire les coûts d'installation et de maintenance. L'utilisation de sous-réseaux séparés pour LAN/WAN et SAN présente plusieurs avantages et est la valeur par défaut recommandée.

L'un des avantages les plus importants de Fibre Channel, avec les paramètres de vitesse (qui, d'ailleurs, ne sont pas toujours les principaux pour les utilisateurs de SAN et peuvent être mis en œuvre à l'aide d'autres technologies) est la capacité de travailler sur de longues distances et la flexibilité de la topologie, qui est venu à la nouvelle norme des technologies de réseau. Ainsi, le concept de construction d'une topologie de réseau de stockage repose sur les mêmes principes que les réseaux traditionnels, généralement basés sur des concentrateurs et des commutateurs, qui permettent d'éviter les chutes de vitesse avec l'augmentation du nombre de nœuds et créent la possibilité d'une organisation pratique des systèmes sans un seul point de défaillance.

Pour une meilleure compréhension des avantages et fonctionnalités de cette interface, nous vous présentons caractéristiques comparatives FC et SCSI parallèle sous forme de table.

Tableau 1. Comparaison des technologies Fibre Channel et SCSI parallèle

La norme Fibre Channel suppose l'utilisation d'une variété de topologies, telles que point à point, anneau ou hub FC-AL (Loop ou Hub FC-AL), switch backbone (Fabric / Switch).

Une topologie point à point est utilisée pour connecter un seul système de stockage à un serveur.

Boucle ou Hub FC-AL - pour connecter plusieurs périphériques de stockage à plusieurs hôtes. Lors de l'organisation d'un double anneau, la vitesse et la tolérance aux pannes du système augmentent.

Les commutateurs sont utilisés pour fournir des performances et une résilience maximales pour les systèmes complexes, de grande taille et ramifiés.

En raison de la flexibilité du réseau, le SAN contient une fonctionnalité extrêmement importante - la capacité pratique de créer des systèmes tolérants aux pannes.

En offrant des alternatives de stockage et des capacités d'agrégation multi-magasins pour la redondance matérielle, les SAN aident à protéger les systèmes matériels et logiciels contre les pannes matérielles. A titre de démonstration, nous donnerons un exemple de création d'un système bimode sans points de défaillance.

Figure 4. Pas de point de défaillance unique.

La construction de trois systèmes de nœuds ou plus est réalisée en ajoutant simplement des serveurs supplémentaires au réseau FC et en les connectant aux deux concentrateurs / commutateurs).

Avec FC, la construction de systèmes tolérants aux catastrophes devient transparente. Les canaux de réseau tant pour le stockage que pour les réseaux locaux peuvent être posés sur la base de la fibre (jusqu'à 10 km et plus en utilisant des amplificateurs de signal) comme support physique pour FC, tout en utilisant un équipement standard, ce qui permet de réduire considérablement le coût de tels systèmes.

Avec la possibilité d'accéder à tous les composants SAN de n'importe où, nous disposons d'un réseau de données extrêmement flexible. Il convient de noter que le SAN offre la transparence (la capacité de voir) de tous les composants jusqu'aux disques dans les systèmes de stockage. Cette fonctionnalité a poussé les fabricants de composants à tirer parti de leur expérience considérable dans la construction de systèmes de gestion pour LAN/WAN afin d'intégrer des capacités étendues de surveillance et de gestion dans tous les composants SAN. Ces capacités incluent la surveillance et la gestion des nœuds individuels, du stockage des composants, des boîtiers, des périphériques réseau et des sous-structures de réseau.

Le système de gestion et de surveillance SAN utilise des normes ouvertes telles que :

Jeu de commandes SCSI
Services de boîtier SCSI (SES)
Technologie d'analyse et de rapport d'autosurveillance SCSI (S.M.A.R.T.)
SAF-TE (Boîtiers tolérants aux pannes à accès SCSI)
Protocole simple de gestion de réseau (SNMP)
Gestion d'entreprise basée sur le Web (WBEM)

Les systèmes construits à l'aide des technologies SAN offrent non seulement à l'administrateur la possibilité de surveiller le développement et l'état des ressources de stockage, mais ouvrent également des opportunités de surveillance et de contrôle du trafic. Avec ces ressources, le logiciel de gestion SAN met en œuvre les schémas de planification du stockage et l'équilibrage de charge les plus efficaces des composants du système.

Les SAN s'intègrent bien aux infrastructures d'information existantes. Leur mise en œuvre ne nécessite aucune modification des réseaux LAN et WAN existants, mais ne fait qu'étendre les capacités des systèmes existants, les soulageant des tâches axées sur le transfert de grandes quantités de données. De plus, lors de l'intégration et de l'administration d'un SAN, il est très important que les éléments clés du réseau soient échangeables à chaud et installables, avec des capacités de configuration dynamique. Ainsi, l'administrateur peut ajouter l'un ou l'autre composant ou le remplacer sans arrêter le système. Et tout ce processus d'intégration peut être affiché visuellement dans système graphique Gestion des SAN.

Après avoir examiné les avantages ci-dessus, un certain nombre de points clés peuvent être identifiés qui affectent directement l'un des principaux avantages du Storage Area Network - le coût total de possession (Total Cost Ownership).

Une évolutivité incroyable permet à une entreprise utilisant un SAN d'investir dans des serveurs et du stockage selon ses besoins. Et conservez également vos investissements dans les équipements déjà installés lors des changements de générations technologiques. Chaque nouveau serveur aura un accès haut débit au stockage et chaque gigaoctet de stockage supplémentaire sera disponible pour tous les serveurs du sous-réseau sur commande de l'administrateur.

D'excellentes capacités de construction de systèmes résilients peuvent apporter des avantages commerciaux directs en minimisant les temps d'arrêt et en sauvegardant le système en cas de catastrophe naturelle ou autre.

La gérabilité des composants et la transparence du système permettent d'effectuer une administration centralisée de toutes les ressources de stockage, ce qui, à son tour, réduit considérablement les coûts de leur support, dont le coût, en règle générale, est supérieur à 50% du coût de l'équipement.

Impact du SAN sur les applications

Afin que nos lecteurs comprennent l'utilité pratique des technologies abordées dans cet article, nous donnerons plusieurs exemples de problèmes appliqués qui seraient inefficacement résolus sans l'utilisation de réseaux de stockage, nécessiteraient des investissements financiers colossaux ou ne seraient pas résolus à le tout par des méthodes standard.

Sauvegarde et récupération de données

En utilisant l'interface SCSI traditionnelle, l'utilisateur lors de la création de systèmes de sauvegarde et de récupération de données est confronté à un certain nombre de problèmes complexes qui peuvent être très facilement résolus à l'aide des technologies SAN et FC.

Ainsi, l'utilisation de réseaux de stockage porte la solution du problème de sauvegarde et de restauration à un nouveau niveau et offre la possibilité d'effectuer des sauvegardes plusieurs fois plus rapidement qu'auparavant, sans charger le réseau local et les serveurs de sauvegarde de données.

Clustering de serveurs

L'une des tâches typiques pour lesquelles SAN est utilisé efficacement est la mise en cluster de serveurs. Étant donné que l'un des points clés de l'organisation des systèmes de cluster à haut débit fonctionnant avec des données est l'accès au stockage, avec l'avènement du SAN, la construction de clusters multi-nœuds au niveau matériel est résolue en ajoutant simplement un serveur connecté à le SAN (cela peut être fait sans même éteindre le système, puisque les commutateurs FC prennent en charge l'enfichage à chaud). Lors de l'utilisation d'une interface SCSI parallèle, dont la connectivité et l'évolutivité sont bien pires que celles de FC, les clusters orientés données seraient difficiles à réaliser avec plus de deux nœuds. Les commutateurs SCSI parallèles sont complexes et coûteux, et sont standard pour les FC. Pour créer un cluster qui n'aura pas de point de défaillance unique, il suffit d'intégrer un SAN en miroir dans le système (technologie DUAL Path).

Au sein du clustering, l'une des technologies RAIS (Redundant Array of Inexpensive Servers) semble particulièrement intéressante pour la création de systèmes de commerce électronique évolutifs puissants et d'autres types de tâches nécessitant une alimentation électrique accrue. Selon Alistair A. Croll, co-fondateur de Networkshop Inc, l'utilisation de RAIS est assez efficace : « Par exemple, pour 12 000 à 15 000 $, vous pouvez acheter environ six serveurs Linux/Apache à un ou deux processeurs (Pentium III) bon marché. . La puissance, l'évolutivité et la résilience d'un tel système seront nettement supérieures à celles, par exemple, d'un seul serveur à quatre voies basé sur des processeurs Xeon, et le coût est le même."

Streaming vidéo simultané, partage de données

Imaginez une tâche lorsque vous devez éditer une vidéo sur plusieurs (disons> 5) stations ou simplement travailler sur d'énormes données. Le transfert d'un fichier de 100 Go sur un réseau local vous prendra quelques minutes, et le travail global sera une tâche très difficile. Avec SAN, chaque poste de travail et serveur du réseau peut accéder au fichier à l'équivalent d'un disque local haute vitesse. Si vous avez besoin d'une autre station/serveur pour traiter les données, vous pouvez l'ajouter au SAN sans arrêter le réseau en connectant simplement la station au commutateur SAN et en lui accordant l'accès au magasin. Si vous n'êtes plus satisfait des performances du sous-système de données, vous pouvez simplement ajouter un stockage supplémentaire et utiliser la technologie de distribution de données (par exemple, RAID 0) pour obtenir deux fois plus de performances.

Principaux composants SAN

Mercredi

Fibre Channel utilise le cuivre et la fibre pour connecter les composants. Les deux types de câbles peuvent être utilisés simultanément lors de la construction d'un SAN. La conversion d'interface est effectuée à l'aide de GBIC (Gigabit Interface Converter) et MIA (Media Interface Adapter). Les deux types de câbles offrent aujourd'hui le même taux de transfert de données. Le câble en cuivre est utilisé pour les courtes distances (jusqu'à 30 mètres), optiques - à la fois pour les courtes et pour les distances jusqu'à 10 km ou plus. Utilise des câbles optiques multimodes et monomodes. Le câble multimode est utilisé pour les courtes distances (jusqu'à 2 km). Le diamètre intérieur de la fibre du câble multimode est de 62,5 ou 50 microns. Pour un taux de transfert de 100 Mo/s (200 Mo/s en full duplex) lors de l'utilisation de fibre multimode, la longueur du câble ne doit pas dépasser 200 mètres. Le câble monomode est utilisé pour longues distances... La longueur d'un tel câble est limitée par la puissance du laser utilisé dans l'émetteur de signal. Le câble monomode a un diamètre intérieur de 7 ou 9 microns et laisse passer un seul faisceau.

Connecteurs, adaptateurs

Pour connecter des câbles en cuivre, des connecteurs DB-9 ou HSSD sont utilisés. HSSD est considéré comme plus fiable, mais DB-9 est utilisé tout aussi souvent car il est plus simple et moins cher. Le connecteur standard (le plus courant) pour les câbles optiques est le connecteur SC, il fournit une connexion claire et de haute qualité. Pour une connexion normale, des connecteurs SC multimodes sont utilisés et pour des connexions distantes, des connecteurs monomodes. Les micro-connecteurs sont utilisés dans les adaptateurs multiports.

Les adaptateurs les plus courants pour FC pour le bus PCI 64 bits. En outre, de nombreux adaptateurs FC sont développés pour le bus S-BUS, des adaptateurs pour MCA, EISA, GIO, HIO, PMC, Compact PCI sont produits pour une utilisation spécialisée. Les plus populaires sont les cartes à port unique, il existe des cartes à deux et quatre ports. Sur les adaptateurs PCI, en règle générale, des connecteurs DB-9, HSSD, SC sont utilisés. De plus, il existe souvent des adaptateurs basés sur GBIC qui sont fournis avec ou sans modules GBIC. Les adaptateurs Fibre Channel diffèrent par les classes qu'ils prennent en charge et par diverses fonctionnalités. Pour comprendre les différences, nous présentons un tableau comparatif des adaptateurs fabriqués par QLogic.

Tableau de la famille des adaptateurs de bus hôte Fibre Channel
Lame SAN	64 bits	Éditeur FCAL. Boucle Pvt	Port FL	Classe 3	Port F	Classe 2	Point à point	IP/SCSI	Un duplex plein	Ruban FC	Spécifications PCI 1.0 enfichables à chaud	Reconfiguration dynamique de Solaris	VIВ	2 Go
Série 2100	PCI 33 et 66 MHz	X	X	X
Série 2200	PCI 33 et 66 MHz	X	X	X	X	X	X	X	X	X
	PCI 33MHz	X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
	25 MHz Sbus	X	X	X	X	X	X	X	X	X		X
Série 2300	PCI-X 66 MHz / PCI-X 133 MHz	X	X	X	X	X	X	X	X	X			X	X

Concentrateurs

Les hubs Fibre Channel (hubs) sont utilisés pour connecter des nœuds à un anneau FC (FC Loop) et ont une structure similaire aux hubs Token Ring. Étant donné qu'une rupture d'anneau peut entraîner l'arrêt du fonctionnement du réseau, les concentrateurs FC modernes utilisent des ports de circuit de contournement à port PBC, qui permettent l'ouverture / la fermeture automatique de l'anneau (systèmes de connexion / déconnexion connectés au concentrateur). En général, les HUB FC prennent en charge jusqu'à 10 connexions et peuvent empiler jusqu'à 127 ports par anneau. Tous les appareils connectés au HUB reçoivent une bande passante commune qu'ils peuvent partager entre eux.

Commutateurs

Les commutateurs Fibre Channel (commutateurs) ont les mêmes fonctions que les commutateurs LAN familiers au lecteur. Ils fournissent une connectivité à pleine vitesse et non bloquante entre les nœuds. Tout nœud connecté au commutateur FC reçoit une bande passante complète (évolutive). À mesure que le nombre de ports sur un réseau commuté augmente, sa bande passante augmente. Les commutateurs peuvent être utilisés en conjonction avec des hubs (qui sont utilisés pour les sites qui ne nécessitent pas de bande passante dédiée pour chaque nœud) pour obtenir le meilleur rapport prix/performances. Grâce à la cascade, les commutateurs peuvent potentiellement être utilisés pour créer des réseaux FC avec un nombre d'adresses de 2 à 24 (plus de 16 millions).

Des ponts

Les ponts FC (ponts ou multiplexeurs) sont utilisés pour connecter des périphériques SCSI parallèles à un réseau basé sur FC. Ils assurent la traduction des paquets SCSI entre les périphériques Fibre Channel et Parallel SCSI, dont des exemples sont les disques SSD (Solid State Disk) ou les bibliothèques de bandes. Il faut noter qu'en Ces derniers temps presque tous les périphériques pouvant être utilisés dans le SAN commencent à être produits par des fabricants dotés d'une interface FC intégrée pour leur connexion directe aux réseaux de stockage.

Serveurs et stockage

Malgré le fait que les serveurs et le stockage sont loin d'être les composants SAN les moins importants, nous ne nous attarderons pas sur leur description, car nous sommes sûrs que tous nos lecteurs les connaissent bien.

Au final, je voudrais ajouter que cet article n'est qu'un premier pas vers les réseaux de stockage. Pour bien comprendre le sujet, le lecteur doit prêter une grande attention aux caractéristiques de mise en œuvre des composants par les fabricants de SAN et Logiciel gestion, car sans eux, le Storage Area Network n'est qu'un ensemble d'éléments de commutation de stockage qui ne vous apporteront pas tous les avantages de la mise en œuvre d'un Storage Area Network.

Conclusion

Aujourd'hui, le Storage Area Network est assez nouvelle technologie, qui pourrait bientôt se généraliser auprès des entreprises clientes. En Europe et aux États-Unis, les entreprises disposant d'un parc assez important de systèmes de stockage installés commencent déjà à migrer vers des réseaux de stockage avec le meilleur coût total de possession (TCO).

Selon les prévisions des analystes, en 2005, un nombre important de serveurs de moyenne et haut niveau sera livré avec une interface Fibre Channel préinstallée (cette tendance peut être observée aujourd'hui), et uniquement pour les lecteurs de disque internes dans les serveurs utilisera l'interface SCSI parallèle. Déjà aujourd'hui, lors de la construction de systèmes de stockage et de l'achat de serveurs de niveau intermédiaire et supérieur, il convient de prêter attention à cette technologie prometteuse, d'autant plus qu'elle permet déjà aujourd'hui de mettre en œuvre un certain nombre de tâches beaucoup moins chères que d'utiliser des solutions spécialisées. De plus, en investissant dans la technologie SAN aujourd'hui, vous ne perdrez pas votre investissement demain, car les fonctionnalités de Fibre Channel créent une excellente opportunité de tirer parti de votre investissement à l'avenir.

P.S.

La version précédente de cet article a été écrite en juin 2000, mais en raison du manque d'intérêt général pour la technologie des réseaux de stockage, la publication a été reportée à l'avenir. Cet avenir est arrivé aujourd'hui et j'espère que cet article incitera le lecteur à réaliser la nécessité de passer à la technologie de réseau de stockage en tant que technologie de pointe pour la construction de systèmes de stockage et l'organisation de l'accès aux données.