Rede de área de armazenamento ou SAN

Para que são utilizadas as redes de área de armazenamento?

Simplificando, uma SAN é uma rede de discos acessada por uma rede de servidores. Existem vários usos populares de SANs na computação empresarial. Uma SAN normalmente é usada para consolidar o armazenamento. Por exemplo, é comum que um sistema de computador, tal como um servidor, inclua um ou mais dispositivos de armazenamento local. Mas considere um data center com centenas de servidores, cada um executando máquinas virtuais que podem ser implantadas e migradas entre servidores conforme desejado. Se os dados de uma carga de trabalho forem armazenados nesse armazenamento local, os dados também poderão precisar ser movidos se a carga de trabalho for migrada para outro servidor ou restaurada se o servidor falhar. Em vez de tentar organizar, rastrear e usar discos físicos localizados em servidores individuais em todo o data center, uma empresa pode optar por mover o armazenamento para um subsistema de armazenamento dedicado, como um array de armazenamento, onde o armazenamento pode ser provisionado, gerenciado e protegido coletivamente.

Uma SAN também pode melhorar a disponibilidade de armazenamento. Como uma SAN é essencialmente uma estrutura de rede de equipamentos e dispositivos de armazenamento interconectados, uma interrupção em um caminho de rede geralmente pode ser superada habilitando um caminho alternativo através da malha SAN. Portanto, a falha de um único cabo ou dispositivo não deixa o armazenamento inacessível para cargas de trabalho empresariais. Além disso, a capacidade de tratar o armazenamento como um recurso coletivo pode melhorar a utilização do armazenamento, eliminando discos “esquecidos” em servidores subutilizados. Em vez disso, uma SAN fornece um local central para todo o armazenamento e permite que os administradores agrupem e gerenciem dispositivos de armazenamento.

Todos esses casos de uso podem melhorar as posturas de conformidade, recuperação de desastres (DR) e continuidade de negócios (BC) de uma organização , melhorando a capacidade da TI de suportar cargas de trabalho corporativas. Mas para apreciar o valor da tecnologia SAN, é importante compreender como uma SAN difere do DAS tradicional.

Com o DAS, uma ou mais unidades se conectam diretamente a um computador específico por meio de uma interface de armazenamento dedicada, como SATA ou SAS. Os discos são frequentemente usados ​​para conter aplicativos e dados destinados a serem executados naquele servidor específico. Embora os dispositivos DAS em um servidor possam ser acessados ​​a partir de outros servidores, a comunicação ocorre pela rede IP comum –a rede local ou LAN– junto com o tráfego de outros aplicativos. Acessar e mover grandes quantidades de dados pela rede IP diária pode ser demorado, e as demandas de largura de banda de grandes movimentos de dados podem impactar o desempenho dos aplicativos no servidor.

Uma SAN funciona de uma maneira profundamente diferente. A SAN interconecta todos os discos em uma rede de área de armazenamento dedicada. Essa rede dedicada existe separada e separada da LAN comum. Essa abordagem permite que qualquer um dos servidores conectados à SAN acesse qualquer um dos discos conectados à SAN, tratando efetivamente o armazenamento como um único recurso coletivo. Nenhum dos dados de armazenamento SAN precisa passar pela LAN, atenuando as necessidades de largura de banda da LAN e preservando o desempenho da LAN. Como a SAN é uma rede dedicada separada, a rede pode ser projetada para enfatizar o desempenho e a resiliência, o que é benéfico para aplicativos empresariais.

Uma SAN pode suportar um grande número de dispositivos de armazenamento, e as matrizes de armazenamento (subsistemas de armazenamento específicos) que suportam uma SAN podem ser dimensionadas para conter centenas ou até milhares de discos. Da mesma forma, qualquer servidor com uma interface SAN adequada pode acessar a SAN e seu enorme potencial de armazenamento, e uma SAN pode suportar muitos servidores. Existem dois tipos principais de tecnologias de rede e interfaces usadas para SANs: Fibre Channel e iSCSI.

1. Fibre Channel (FC). FC é uma rede de alta velocidade conhecida por seu alto desempenho e baixa latência, fornecendo velocidades de dados de até 128 Gbps em distâncias de áreas metropolitanas –até aproximadamente 6 milhas ou 10 km– ao usar cabeamento e interfaces de fibra óptica. Este tipo de rede dedicada permite potencialmente que o armazenamento em nível de bloco seja consolidado em um único local, enquanto os servidores podem ser distribuídos pelos edifícios do campus ou por uma cidade. O cabeamento de cobre tradicional e as interfaces FC correspondentes também podem ser usados ​​quando o armazenamento e os servidores estão co-localizados e as distâncias não excedem 10 metros (100 pés). Mais recentemente, as designações de desempenho e os nomes dos FC foram alterados para Gigabit FC e as iterações mais recentes da interface prometem 128 e 256 GFC, respectivamente. Como interface de rede, o FC suporta diversas topologias, incluindo ponto a ponto, loop arbitrado e malha comutada, como a Ethernet moderna. O FC é implementado implantando adaptadores de barramento de host (HBAs) FC em cada servidor FC, armazenamento ou switches de rede ou outros dispositivos de rede. Cada HBA inclui uma ou mais portas onde os dados são trocados. As portas podem ser virtuais ou físicas, e as portas físicas são interligadas por meio de cabos, permitindo que HBAs e switches formem uma estrutura de rede.
2. ISCSI é outro tipo de rede destinada a conectar computação com armazenamento compartilhado. Ele pode operar em velocidades de até 100 Gbps, mas oferece diversas simplificações para operadores de data centers. Enquanto o FC oferece um design de rede exclusivo e altamente especializado, o iSCSI mescla o comando e os pacotes de dados dos blocos SCSI tradicionais com a tecnologia de rede Ethernet e TCP/IP comum. Isso permite que as redes de armazenamento iSCSI usem o mesmo cabeamento, adaptadores de rede, switches e outros componentes de rede usados ​​em qualquer rede Ethernet; Em muitos casos, o iSCSI pode operar na mesma LAN Ethernet —sem uma LAN separada— e pode trocar dados entre LANs, WANs e até mesmo pela Internet. O sistema operacional de cada servidor vê o acesso a dados iSCSI simplesmente como outro disco SCSI conectado localmente. O ISCSI opera usando os conceitos de iniciadores e alvos. Um iniciador normalmente é um servidor que participa da SAN iSCSI e envia comandos SCSI por meio de uma rede IP. Os iniciadores podem ser baseados em software, como um sistema operacional, ou baseados em hardware, como uma matriz de armazenamento. Muitas vezes, um alvo é um recurso de armazenamento –como um dispositivo de armazenamento de disco rígido dedicado conectado à rede– mas também pode ser outro computador.

Como funciona uma SAN

Uma SAN é essencialmente uma rede destinada a conectar servidores com armazenamento. O objetivo de qualquer SAN é remover o armazenamento de servidores individuais e colocá-lo coletivamente onde os recursos de armazenamento possam ser gerenciados e protegidos centralmente. Essa centralização pode ser feita fisicamente, por exemplo, colocando discos em um subsistema de armazenamento dedicado, como uma matriz de armazenamento. Mas a centralização também pode ser cada vez mais tratada de forma lógica através de software –como o VMware vSAN– que depende da virtualização para encontrar e agrupar o armazenamento disponível.

Ao conectar o armazenamento coletivo a servidores em uma rede separada —além da LAN tradicional— o desempenho do tráfego de armazenamento pode ser otimizado e acelerado porque o tráfego de armazenamento não precisa mais competir pela largura de banda da LAN. Portanto, as cargas de trabalho empresariais podem potencialmente obter acesso mais rápido a volumes de armazenamento impressionantes. Uma SAN é geralmente percebida como uma série de três camadas distintas: uma camada de host, uma camada de malha e uma camada de armazenamento. Cada camada possui seus próprios componentes e características.

1. Camada hospedeira. A camada host representa os servidores conectados à SAN. Na maioria dos casos, os hosts (servidores) executam cargas de trabalho empresariais, como bancos de dados, que exigem acesso ao armazenamento. Os hosts normalmente empregam componentes tradicionais de LAN – Ethernet – para permitir que o servidor e sua carga de trabalho se comuniquem com outros servidores e usuários. No entanto, os hosts SAN também incorporam um adaptador de rede separado dedicado ao acesso SAN. O adaptador de rede usado para a maioria das SANs FC é chamado de adaptador de barramento de host (HBA). Tal como acontece com a maioria dos adaptadores de rede, o FC HBA utiliza firmware para operar o hardware do HBA, bem como um driver de dispositivo que conecta o HBA ao sistema operacional do servidor. Essa configuração permite que a carga de trabalho comunique dados e comandos de armazenamento por meio do sistema operacional para a SAN e seus recursos de armazenamento. FC é uma das tecnologias SAN mais populares e poderosas disponíveis, mas outras tecnologias SAN amplamente aceitas incluem InfiniBand junto com iSCSI. Cada tecnologia apresenta sua própria gama de custos e compensações; portanto, uma organização deve considerar cuidadosamente sua carga de trabalho e necessidades de armazenamento ao selecionar uma tecnologia SAN. Em última análise, as camadas de host, malha e armazenamento devem compartilhar a mesma tecnologia SAN.
2. Camada de tecido. A camada de malha representa o cabeamento e os dispositivos de rede que compõem a estrutura de rede que interconecta hosts SAN e armazenamento SAN. Os dispositivos de rede SAN dentro da camada de malha podem incluir switches SAN, gateways, roteadores e pontes de protocolo. O cabeamento e as portas correspondentes em dispositivos de malha SAN podem empregar conexões de fibra óptica —para comunicações de rede de longo alcance— ou cabos de cobre tradicionais para comunicações LAN de alcance costeiro. A diferença entre uma rede e uma malha é a redundância: a disponibilidade de vários caminhos alternativos dos hosts até o armazenamento na malha. Ao construir uma estrutura SAN, normalmente são implementadas múltiplas conexões para fornecer vários caminhos. Se uma rota for danificada ou interrompida, a comunicação SAN usará uma rota alternativa.
3. Camada de armazenamento. A camada de armazenamento é composta por vários dispositivos de armazenamento coletados em vários grupos, camadas ou tipos de armazenamento. O armazenamento normalmente envolve discos rígidos magnéticos tradicionais, mas também pode incluir unidades SSD junto com dispositivos de mídia óptica, como unidades de CD e DVD e unidades de fita. A maioria dos dispositivos de armazenamento em uma SAN são organizados em grupos RAID físicos que podem ser usados ​​para aumentar a capacidade de armazenamento, melhorar a confiabilidade dos dispositivos de armazenamento ou ambos. Entidades de armazenamento lógico, como grupos RAID ou mesmo partições de disco, recebem um único LUN que atende ao mesmo propósito básico de uma letra de unidade de disco, como C ou D. Portanto, qualquer host SAN pode potencialmente acessar qualquer LUN SAN através da SAN. Tecido. Ao organizar os recursos de armazenamento e designar entidades de armazenamento dessa forma, uma organização pode permitir que host possa acessar LUNs específicos, permitindo que a empresa exerça controle granular sobre os ativos de armazenamento da organização. Existem dois métodos básicos para controlar permissões SAN: mascaramento e zoneamento de LUN. O mascaramento é essencialmente uma lista de LUNs que não estão disponíveis ou que não devem ser acessados ​​por um host SAN. Em comparação, o zoneamento controla o acesso do host aos LUNs configurando a própria malha, limitando o acesso do host aos LUNs de armazenamento que estão em uma zona SAN aprovada.

Uma SAN também emprega uma série de protocolos que permitem ao software comunicar ou preparar dados para armazenamento. O protocolo mais comum é o Fibre Channel Protocol (FCP), que mapeia comandos SCSI na tecnologia FC. SANs iSCSI empregarão um protocolo iSCSI que mapeia comandos SCSI sobre TCP/IP. Mas existem outras combinações de protocolos, como ATA sobre Ethernet, que mapeia comandos de armazenamento ATA sobre Ethernet, bem como Fibre Channel sobre Ethernet (FCoE) e outros protocolos menos usados, incluindo iFCP, que mapeia FCP sobre IP e iSCSI. Extensões para RDMA, que mapeia iSCSI sobre InfiniBand. As tecnologias SAN geralmente oferecem suporte a vários protocolos, ajudando a garantir que todas as camadas, sistemas operacionais e aplicativos possam se comunicar de maneira eficaz.

Configuração de rede de área de armazenamento

Para integrar todos os componentes SAN, uma empresa deve primeiro atender aos requisitos de compatibilidade de hardware e software do fornecedor:

• adaptadores de barramento host (versão de firmware, versão de driver e lista de patches);
• interruptor (firmware); e
• armazenamento (firmware, firmware de personalidade do host e lista de patches).

Então, para configurar a SAN, você deve fazer o seguinte:

• Monte e conecte todos os componentes de hardware e instale o software correspondente.
1. Verifique as versões.
2. Configure o HBA.
3. Configure a matriz de armazenamento.
• Altere quaisquer definições de configuração que possam ser necessárias.
• Teste a integração.
1. Teste todos os processos operacionais do ambiente SAN, incluindo processamento normal de produção, teste de modo de falha e backup.
• Estabeleça uma linha de base de desempenho para cada componente, bem como para toda a SAN.
• Documente os procedimentos de instalação e operação do SAN.

Arquitetura e operação da estrutura SAN

O núcleo de uma SAN é sua estrutura: a rede escalável e de alto desempenho que interconecta hosts – servidores – e dispositivos ou subsistemas de armazenamento. O design da malha é diretamente responsável pela confiabilidade e complexidade da SAN. Em sua forma mais simples, uma SAN FC pode simplesmente conectar portas HBA em servidores diretamente às portas correspondentes em matrizes de armazenamento SAN, geralmente usando cabos ópticos para obter velocidade máxima e suporte para redes em distâncias físicas maiores.

Mas esses esquemas simples de conectividade garantem o verdadeiro poder de uma SAN. Na prática, a malha SAN é projetada para melhorar a confiabilidade e a disponibilidade do armazenamento, eliminando pontos únicos de falha. Uma estratégia central na criação de uma SAN é empregar no mínimo duas conexões entre os elementos SAN. O objetivo é garantir que pelo menos um caminho de rede funcional esteja sempre disponível entre os hosts SAN e o armazenamento SAN.

Considere um exemplo simples na imagem acima, onde dois hosts SAN devem se comunicar com dois subsistemas de armazenamento SAN. Cada host emprega um HBA independente, e não um HBA multiportas, porque o próprio dispositivo HBA é um ponto único de falha. A porta em cada HBA está conectada a uma porta em um switch SAN diferente, como um switch Fibre Channel. Da mesma forma, várias portas no switch SAN conectam-se a diferentes sistemas ou dispositivos de destino de armazenamento. Este é um tecido simples e redundante; remova todas as conexões no diagrama e ambos os servidores ainda poderão se comunicar com ambos os sistemas de armazenamento para preservar o acesso ao armazenamento para cargas de trabalho em ambos os servidores.

Considere o comportamento básico de uma SAN e sua estrutura. Um servidor host requer acesso ao armazenamento SAN; o host criará internamente uma solicitação para acessar o dispositivo de armazenamento. Os comandos SCSI tradicionais usados ​​para acesso ao armazenamento são encapsulados em pacotes para a rede – neste caso, pacotes FC – e os pacotes são estruturados de acordo com as regras do protocolo FC. Os pacotes são enviados para o HBA host, onde são colocados nos cabos de cobre ou ópticos da rede. O HBA transmite os pacotes de solicitação para a SAN, onde a solicitação chegará aos switches SAN. Um dos switches receberá a solicitação e a enviará ao dispositivo de armazenamento correspondente. Em uma matriz de armazenamento, o processador de armazenamento receberá a solicitação e interagirá com os dispositivos de armazenamento da matriz para acomodar a solicitação do host.

Compreendendo os switches SAN

O switch SAN é o ponto focal de qualquer SAN. Tal como acontece com a maioria dos switches de rede, o switch SAN recebe um pacote de dados, determina a origem e o destino do pacote e depois encaminha esse pacote para o dispositivo de destino pretendido. Em última análise, a topologia da malha SAN é definida pelo número de switches, pelo tipo de switches – como switches de backbone ou switches de borda ou modulares – e pela forma como os switches são interconectados. SANs menores podem usar switches modulares com 16, 24 ou até 32 portas, enquanto SANs maiores podem usar switches tronco com 64 ou 128 portas. Os switches SAN podem ser combinados para criar estruturas SAN grandes e complexas que conectam milhares de servidores e dispositivos de armazenamento.

Uma camada de tecido por si só não é suficiente para garantir resistência ao armazenamento. Na prática, os sistemas de armazenamento devem incluir uma variedade de tecnologias internas, incluindo RAID –matrizes de disco para maior capacidade e resiliência– com gerenciamento robusto de erros e recursos de autocorreção. O sistema de armazenamento normalmente adicionará mais tecnologias para utilização eficiente do armazenamento, incluindo provisionamento dinâmico, snapshots ou clonagem de armazenamento, desduplicação de dados e compactação de dados. Embora uma malha SAN bem projetada permita que qualquer host acesse qualquer dispositivo de armazenamento, técnicas de isolamento —como zoneamento e mascaramento de LUN— podem ser usadas para restringir o acesso do host a alguns LUNs para melhor desempenho de armazenamento e segurança em toda a SAN.

Abordagens alternativas de SAN

Embora a tecnologia SAN esteja disponível há décadas, existem vários aprimoramentos e melhorias dedicados que remodelam o design e a implementação da SAN. Essas alternativas incluem SAN virtual, SAN unificada, SAN convergente e infraestrutura hiperconvergente (HCI).

• SAN virtual. A tecnologia de virtualização foi uma escolha natural para a SAN, abrangendo armazenamento e recursos de rede de armazenamento para adicionar flexibilidade e escalabilidade à SAN física subjacente. Uma SAN virtual —denotada com V maiúsculo em VSAN— é uma forma de isolamento, que lembra o zoneamento SAN tradicional, que usa essencialmente a virtualização para criar uma ou mais partições lógicas ou segmentos dentro da SAN física. Virtual SANs tradicionais podem empregar esse isolamento para gerenciar o tráfego SAN, melhorar o desempenho e melhorar a segurança. Portanto, o isolamento da Virtual SAN pode evitar que possíveis problemas em um segmento SAN afetem outros segmentos SAN, e os segmentos podem ser alterados logicamente conforme necessário, sem a necessidade de tocar em nenhum componente físico da SAN. A VMware oferece tecnologia de SAN virtual, indicada por um pequeno v no vSAN, que se baseia em abordagens básicas de VSAN para fornecer recursos avançados, incluindo pooling ou classificação por níveis de armazenamento, descobrindo e orquestrando o armazenamento entre hosts, juntamente com migração, gerenciamento de dados sem interrupções, movendo o armazenamento de um plataforma para outra sem tempo de inatividade para aplicativos que dependem desses dados. O VMware vSAN também pode incluir recursos como gerenciamento do ciclo de vida das informações, que permite ao vSAN mover dados automaticamente de um nível de desempenho de armazenamento para outro, dependendo de como os dados são acessados. Por exemplo, os dados acessados ​​com frequência podem ser colocados em uma camada de armazenamento de alto desempenho e, em seguida, movidos para uma camada inferior à medida que os dados são acessados ​​com menos frequência e, finalmente, relegados para uma camada inferior de armazenamento de arquivo quando os dados caem em desuso.
• SAN unificada. Uma SAN se destaca pelo suporte ao armazenamento em bloco, típico de aplicativos corporativos. Mas o armazenamento de arquivos, objetos e outros tipos de armazenamento exigia tradicionalmente um sistema de armazenamento separado, como o armazenamento conectado à rede (NAS) . Uma SAN que suporta armazenamento unificado é capaz de suportar múltiplas abordagens —como armazenamento baseado em arquivos, blocos e objetos— dentro do mesmo subsistema de armazenamento. O armazenamento unificado fornece esses recursos ao lidar com vários protocolos, incluindo SMB e NFS baseados em arquivos, bem como protocolos baseados em blocos, como FC e iSCSI. Ao usar uma única plataforma de armazenamento para armazenamento de arquivos e blocos, os usuários podem aproveitar recursos poderosos normalmente reservados para SANs tradicionais baseadas em blocos, como instantâneos de armazenamento, replicação de dados, classificação por níveis de armazenamento, criptografia de dados, compactação de dados e desduplicação de dados. No entanto, diferentes protocolos de armazenamento impõem demandas variadas ao sistema de armazenamento, às vezes resultando em desempenho de armazenamento variável. Por exemplo, o acesso a dados baseado em arquivos pode demorar mais e ser mais aleatório do que o acesso a dados baseado em blocos. As diferentes demandas dos sistemas de armazenamento unificado podem ser indesejáveis ​​para alguns aplicativos de classe empresarial e ainda podem se beneficiar das características de desempenho dedicadas da SAN baseada em blocos.
• SAN convergente. Uma desvantagem comum de uma FC SAN tradicional é o custo e a complexidade de uma rede separada dedicada ao armazenamento. ISCSI é um meio de superar o custo de uma SAN usando componentes comuns de rede Ethernet em vez de componentes FC. Fibre Channel over Ethernet (FCoE) oferece suporte a uma SAN convergente que pode executar comunicação FC diretamente sobre componentes de rede Ethernet, convergindo protocolos comuns de armazenamento IP e FC em uma única rede de baixo custo. O FCoE funciona encapsulando quadros FC dentro de quadros Ethernet para rotear e transportar dados FC através de uma rede Ethernet. No entanto, o FCoE depende do suporte ponta a ponta em dispositivos de rede, o que tem sido difícil de conseguir amplamente, tornando limitada a escolha do fornecedor. Além disso, o FCoE altera a forma como as redes são implementadas e geridas –especialmente na autenticação e segurança dos dados corporativos– e as organizações têm sido relutantes em fazer tais alterações nas políticas e processos tradicionais.
• Infraestrutura hiperconvergente. O uso de HCI no data center cresceu dramaticamente nos últimos anos. A HCI combina recursos de computação e armazenamento em módulos pré-empacotados, permitindo que módulos –também chamados de nós– sejam adicionados conforme necessário e gerenciados por meio de um único utilitário comum. A HCI emprega virtualização, que abstrai e agrupa todos os recursos de computação e armazenamento. Os administradores de TI provisionam máquinas virtuais e armazenamento a partir de pools de recursos disponíveis. O objetivo fundamental da HCI é simplificar a implantação e o gerenciamento de hardware e, ao mesmo tempo, permitir rápida escalabilidade. A HCI 2.0 desagrega o armazenamento dos recursos de computação, fornecendo essencialmente armazenamento e computação em seus próprios nós, para que a computação e o armazenamento possam ser dimensionados separadamente, mas os objetivos subjacentes são os mesmos. A HCI não é uma SAN, mas pode ser usada no lugar de SANs ou até mesmo existir juntamente com SANs empresariais tradicionais, dependendo das demandas das cargas de trabalho empresariais predominantes.

Benefícios SAN

Seja tradicional ou virtual, uma SAN oferece vários benefícios atraentes que são vitais para cargas de trabalho de classe empresarial.

• Alto rendimento. A SAN típica utiliza uma estrutura de rede separada dedicada a tarefas de armazenamento. A malha é tradicionalmente FC para desempenho superior, embora iSCSI e redes convergentes também estejam disponíveis.
• Alta escalabilidade. A SAN pode suportar implantações extremamente grandes, abrangendo milhares de servidores host SAN e dispositivos de armazenamento ou até mesmo sistemas de armazenamento. Novos hosts e armazenamento podem ser adicionados conforme necessário para construir a SAN que atenda aos requisitos específicos da organização.
• Elevada disponibilidade. Uma SAN tradicional é baseada na ideia de uma estrutura de rede que – idealmente – interconecta tudo com todo o resto. Isso significa que uma implementação SAN completa não tem um único ponto de falha entre um host e um dispositivo de armazenamento, e a comunicação através da malha sempre pode encontrar um caminho alternativo para manter a disponibilidade de armazenamento para a carga.
• Recursos avançados de gerenciamento. Uma SAN suportará uma variedade de recursos úteis de armazenamento de classe empresarial, incluindo criptografia de dados, desduplicação de dados, replicação de armazenamento e tecnologias de autocorreção destinadas a maximizar a capacidade de armazenamento, segurança e resiliência de dados. As funções são centralizadas quase universalmente e podem ser facilmente aplicadas a todos os recursos de armazenamento na SAN.

Desvantagens da SAN

Mas, apesar dos benefícios, as SANs não são perfeitas e há diversas desvantagens potenciais que os líderes de TI devem considerar antes de implantar ou atualizar uma SAN.

• Embora existam mais opções de convergência disponíveis hoje, como FCoE e opções de SAN unificadas, as SANs tradicionais introduzem a complexidade adicional de uma segunda rede completa com HBAs dedicados caros em servidores host, switches e cabeamento dentro de uma estrutura. portas do processador em matrizes de armazenamento. Estas redes devem ser cuidadosamente concebidas e monitorizadas, mas a complexidade é cada vez mais problemática para organizações de TI com menos pessoal e orçamentos mais pequenos.
• Considerando o custo, uma SAN geralmente é eficaz apenas em ambientes maiores e mais complexos, onde há muitos servidores e armazenamento significativo. Certamente é possível implantar uma SAN em pequena escala, mas o custo e a complexidade são difíceis de justificar. Muitas vezes, implantações menores podem obter resultados satisfatórios usando uma SAN iSCSI, uma SAN convergente em uma única rede comum — como FCoE — ou uma implantação HCI, que é adequada para pooling e provisionamento de recursos.
• Administração. Com a ideia de complexidade centrada em hardware, há também um desafio significativo no gerenciamento de SAN. Configurar recursos como zoneamento ou mapeamento de LUN pode ser problemático para organizações ocupadas. Configurar RAID e outras tecnologias de autocorreção, bem como registrar e gerar relatórios (sem mencionar a segurança) pode ser demorado, mas é inevitável para manter as posturas de conformidade, DR e BC da sua organização.

SAN x NAS

O armazenamento conectado à rede (NAS) é um meio alternativo de armazenar e acessar dados que depende de um protocolo baseado em arquivo, como SMB e NFS, em oposição a protocolos baseados em blocos, como FC e iSCSI, usados ​​em SANs. Existem outras diferenças entre SAN e NAS. Enquanto a SAN usa uma rede para conectar servidores e armazenamento, um NAS depende de um servidor de arquivos dedicado localizado entre os servidores e o armazenamento.

Embora ambas as abordagens armazenem dados, a escolha do sistema dependerá do tipo de dados que está sendo tratado. Uma SAN é a escolha preferida para armazenamento de dados baseado em blocos, que geralmente se aplica bem a dados estruturados, como armazenamento para aplicativos de banco de dados relacionais de classe empresarial. Em comparação, um NAS com sua abordagem baseada em arquivos é mais adequado para dados não estruturados, como arquivos de documentos, e-mails, imagens, vídeos e outros tipos de arquivos comuns.

Tal como acontece com uma SAN, um NAS consolida o armazenamento em um único local e pode suportar tarefas de gerenciamento e proteção de dados, como arquivamento e backup de dados. No entanto, um NAS utiliza uma rede comum e tem custos e complexidade muito mais baixos do que SANs. No entanto, as SANs brilham em termos de desempenho bruto e escalabilidade, capazes de fornecer desempenho máximo para os aplicativos de negócios mais exigentes.

SAN e NAS não são mutuamente exclusivos. Uma SAN e um NAS podem coexistir no mesmo data center onde é necessário armazenamento de dados baseado em blocos e em arquivos. As implantações de SAN e NAS podem ser atualizadas para melhorar o desempenho, otimizar o gerenciamento, combater a shadow IT e resolver limitações de capacidade de armazenamento. Em alguns casos, sistemas de armazenamento separados podem ser substituídos por um sistema de armazenamento unificado ou a SAN pode ser simplificada usando uma SAN iSCSI.

Principais fornecedores e produtos

Não faltam fornecedores e produtos para dar suporte às implantações de SAN corporativas. Ao planejar uma SAN, os arquitetos normalmente consideram os hosts (servidores), a rede (malha), os componentes e os subsistemas de armazenamento.

Anfitriões. Qualquer host pode operar na SAN, mas cada servidor host requer uma interface de rede adequada para acessar a malha. Servidores de classe empresarial podem ser adquiridos com HBAs FC multiportas já instalados – uma tática comum para projetos de atualização tecnológica. Se seus servidores ainda não incluírem um HBA, você poderá adicionar um HBA como um projeto de atualização de servidor. No entanto, adicionar um HBA como atualização pós-venda exigirá um slot PCIe disponível na placa-mãe do servidor. A equipe de TI deve inspecionar cada servidor de destino e garantir que um slot de atualização apropriado esteja fisicamente disponível antes de comprar e continuar com as atualizações. Além disso, essas atualizações exigirão que o servidor seja desligado, portanto a equipe de TI deve agendar o tempo de inatividade do servidor e planejar essas atualizações perturbadoras.

As placas HBA são comumente fabricadas com base em chips de comunicação principais de líderes em tecnologia, incluindo Agilent, ATTO, Broadcom, Brocade e QLogic. Os HBAs reais são fabricados e vendidos por meio de muitos fornecedores de tecnologia e canais de aquisição.

Rede: A própria estrutura SAN é composta de cabeamento óptico ou de cobre, bem como componentes de rede, como switches de rede. Assim como os HBAs, o cabeamento apropriado está disponível por meio de fornecedores de tecnologia e canais de aquisição comuns. Os switches de borda e de diretor podem ser encontrados com base nas tecnologias usadas pelos principais fabricantes de chips e tecnologia. Os exemplos incluem o seguinte:

• Switches ATTO Technology 8308, 8316 e 8324;
• Switches Brocade série G e diretores da série DCX;
• Switches da série Cisco MDS, Nexus 5672UP e diretores da série MDS;
• Switches da série Juniper QFabric QFX; e
• Switches QLogic SANbox série 5xxx e diretores SANbox 9xxx.

Armazenar. As matrizes de armazenamento atraem a atenção na SAN porque o armazenamento é o foco principal da tecnologia SAN e os subsistemas de armazenamento possuem muitos dos recursos — desduplicação, replicação etc. — que tornam as SANs tão atraentes para o público. Abaixo está um exemplo dos principais fornecedores de storage array:

A Dell EMC oferece diversas linhas de produtos importantes, incluindo armazenamento Isilon NAS arrays de armazenamento flash híbrido EMC Unity para armazenamento de blocos e arquivos, arrays da série SC e produtos de armazenamento VMAX.

• A Hitachi Data Systems oferece a plataforma Hitachi NAS e arrays da série G.
• As linhas de produtos da Hewlett Packard Enterprise incluem sistemas NAS HPE StoreEasy básicos e armazenamento MSA habilitado para flash, bem como arrays HPE 3PAR StoreServ de médio porte.
• A Huawei oferece arrays all-flash OceanStor Dorado V3 e sistemas de armazenamento flash híbrido OceanStor 18000 V5.
• A IBM possui matrizes de armazenamento flash e em disco, incluindo a família DS, a família XIV e o sistema de armazenamento conectado à rede Scale Out, bem como inúmeras variações de sua família FlashSystem.
• A NetApp oferece suporte NVMe-over-Fabrics de baixa latência para seus arrays totalmente flash e oferece suporte para classificação de dados em nuvem híbrida em seu software de armazenamento OnTap.

Outros fornecedores notáveis ​​de armazenamento SAN incluem Fujitsu, Lenovo, Oracle e Western Digital. Os fornecedores de SAN mais recentes com foco em armazenamento totalmente flash incluem Kaminario, Pure Storage, IntelliFlash – anteriormente Tegile – e Violin Systems.

Quando se trata de armazenamento, não negligencie o valor potencial da SAN como serviço. A ideia é, em princípio, semelhante a qualquer oferta de nuvem ou SaaS, que é vendida aos clientes como um serviço gerenciado. Um provedor cria e gerencia uma SAN e depois vende a capacidade dessa SAN para clientes externos. O provedor é responsável por criar e manter a SAN —e seus recursos como replicação— e os clientes podem acessar um ou mais LUNs criados para eles na SAN do provedor, geralmente por uma taxa mensal recorrente. Os serviços SAN são frequentemente vendidos juntamente com outros serviços de dados gerenciados.

Padrões de tecnologia SAN

Vários grupos industriais desenvolveram padrões relacionados à tecnologia SAN, incluindo a Storage Networking Industry Association (SNIA), que promove a especificação da iniciativa de gerenciamento de armazenamento. SMI-S, como é conhecido o padrão, tem como objetivo facilitar o gerenciamento de dispositivos de armazenamento de vários fornecedores em redes de área de armazenamento.

A Fibre Channel Industry Association (FCIA) também promove padrões relacionados a SAN, incluindo o padrão Fibre Channel Physical Interface, que suporta implementações de 64 GFC e soluções Gen 7 para o mercado SAN, o protocolo de rede padrão da indústria. para 128 GFC.

Gerenciamento SAN

Uma SAN apresenta sérios desafios de gerenciamento. A rede física pode ser complexa e requer monitoramento constante. Além disso, a configuração lógica da rede —como mascaramento de LUN, zoneamento e funções específicas de SAN, como replicação e desduplicação— pode mudar e exigir atenção regular. Para manter o desempenho máximo da SAN, os administradores da SAN devem considerar diversas práticas recomendadas de gerenciamento.

Algumas das práticas mais significativas usarão monitoramento e relatórios de SAN. Os administradores devem reservar um tempo para revisar métricas ou indicadores-chave de desempenho (KPIs) em diversas áreas da SAN:

• quaisquer KPIs relacionados a subsistemas específicos de array de armazenamento, como desempenho de leitura/gravação para cada array;
• quaisquer KPIs relacionados à rede ou à malha SAN, como créditos de buffer baixos ou inexistentes em um switch SAN ou portas órfãs à medida que mudanças de zoneamento são implementadas ao longo do tempo;
• qualquer KPI relacionado à E/S do servidor host ou ao desempenho da carga de trabalho, como taxa de transferência de E/S, para cada máquina virtual que acessa a SAN; e
• qualquer KPI relacionado à capacidade SAN/LUN; procure tendências de capacidade ou escassez.

Ao implementar um processo de revisão regular e aproveitar alertas e recursos de relatórios dentro da SAN, um administrador pode garantir uma visão clara da integridade da SAN e tomar medidas proativas para manter a SAN funcionando corretamente.

Além disso, o gerenciamento de SAN pode se beneficiar de recursos e funcionalidades projetados para automatizar a SAN ou mitigar interrupções de armazenamento. Por exemplo, SANs que permitem o uso de políticas para tarefas como provisionamento e proteção de dados podem ajudar os administradores a evitar descuidos e erros que poderiam desperdiçar armazenamento ou comprometer a segurança. Da mesma forma, o uso de recursos como replicação nativa pode ajudar a proteger dados valiosos e, ao mesmo tempo, manter acesso constante a esses dados.

O gerenciamento remoto de SAN é um requisito crescente para administração de SAN. Isso permite que SANs sejam construídas fora do data center principal em locais remotos ou que um único gerenciador de SAN suporte uma ou mais SANs de qualquer lugar do mundo. O gerenciamento remoto de SAN requer uma conexão de rede confiável entre a ferramenta de gerenciamento (o administrador) e a SAN que está sendo gerenciada. A ferramenta remota deve ser capaz de transmitir detalhes completos da integridade da SAN, como os KPIs mencionados acima, oferecer suporte ao provisionamento e iniciar diagnósticos para ajudar a localizar e eliminar possíveis problemas de SAN. Ferramentas SAN remotas comuns incluem SolarWinds Storage Resource Monitor, IntelliMagic Vision for SAN e EG Innovations Infrastructure Monitoring.