SAN/NAS

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Architecture SAN

Pour désengorger le réseau de l’entreprise, le stockage SAN (Storage Area Network) a été inventé sous forme de réseau secondaire intégralement dédié au stockage.

C’est un réseau physique en fibre optique dit « Fiber Channel » ou FC, dont le but est de permettre la mise en relation de serveurs avec des baies de disques.

Les données stockées sont routées et hiérarchisées via des commutateurs dits « Switches SAN », et chaque serveur est relié au commutateur via sa carte HBA : Host Bus Adapter (carte d’interface Fiber Channel).

Le SAN connecte l’ensemble des unités de stockages et des serveurs.
Il s’agit de dissocier le stockage des serveurs et de développer un réseau secondaire en parallèle, réseau exclusivement réservé à cette opération, ce qui permettra de désengorger le réseau local.
Les sauvegardes se font par blocs de données, ce qui accélère la vitesse.

En résumé, le stockage SAN (Storage Area Network), est un réseau haute disponibilité dédié au stockage composé de 3 éléments principaux :

  • Des serveurs
  • Des commutateurs ou switches dédiés. Le réseau de commutateurs constitue une « Fabric».
  • Un système de stockage généralement équipé de deux contrôleurs et de tiroirs de disques (Enclosures)

Architecture SAN basique non redondée (un seul lien FC)

Architecture SAN redondée (liens FC doublés)

L’accès à un SAN se fait traditionnellement selon le protocole FC, un protocole sans perte (loosless), permettant d’atteindre des débits jusque 20GB/s. Pour accéder au SAN, un client (Serveur, Bandothèque, Blade Center, …) doit obligatoirement être équipé d’une carte HBA (Host Bus Adapter) spéciale.

Une fois connecté le volume de données du SAN est présenté au client comme un nouveau disque dur local (nouvelle lettre qui apparaît dans Windows comme lorsque vous ajoutez une clé USB). C’est ce qui différencie concrètement le SAN du NAS : la façon d’accéder aux données.

Afin de rendre le SAN financièrement plus accessible, les fabricants proposent également des configurations basées sur le protocole iSCSI en lieu et place du protocole FC. Le protocole iSCSI est encapsulé dans les trames TCP/IP. Il s’intègre alors tout naturellement au réseau Ethernet existant sans investir massivement dans des switchs FC et des cartes HBA très coûteuses.  Les clients accèdent au SAN par l’intermédiaire d’un simple pilote iSCSI.

Même si les baies de stockage basées sur du iSCSI n’ont aujourd’hui plus grand chose à envier au FC (au grand dam des fabricants …), une mauvaise implémentation peut rapidement se traduire par une dégradation des performances.

Depuis quelques années un autre protocole fait parler de lui, le FCoE « Fiber Channel Over Ethernet ». Tout est dit dans le nom, tout comme le iSCSI, avec FCoE, le protocole FC s’invite sur le réseau Ethernet, mais avec une très grosse différence : Il n’est pas encapsulé dans des trames TCP/IP !

Par contre il nécessite l’acquisition de cartes Ethernet spécifiques (Adaptateurs CNA) et de switchs FCoE très coûteux.

Avantages

Un SAN fournit de grosses performances disques, et également une capacité disque illimitée avec l’ajout sans cesse de nouveaux périphériques de blocs pour sauvegarder les données. Par ailleurs, il permet la consolidation des données en évitant de devoir à chaque fois de rajouter des périphériques de blocs séparés des autres.

Inconvénients

Il demande des ressources humaines spécifiques ou une formation du personnel afin de pouvoir l’administrer et le maintenir correctement, et la mise en place d’une architecture SAN dédiée.

Architecture NAS

Le stockage NAS (Network Attached Storage) désigne la ressource de stockage qui est directement connectée au réseau Ethernet de l’entreprise. Les solutions NAS sont typiquement configurées comme des serveurs de fichiers accédés par des stations de travail et des serveurs au travers d’un protocole réseau comme le TCP/IP, et des applications comme le NFS (network File System) ou CIFS (Common Internet File System) pour l’accès aux fichiers.

Le serveur NAS permet donc à de multiples clients de partager des fichiers de manière transparente, comme si ces fichiers étaient locaux. Le stockage NAS désigne un produit spécifique qui se situe à mi-chemin entre le serveur d’applications et le système de fichiers.

Directement connecté au réseau Ethernet, on le trouve sous différentes formes :

  • Boitier autonome (Appliance),
  • Serveur prépackagé contenant les disques et un système d’exploitation,
  • Tête NAS (Dans ce cas spécifique, le NAS est branché d’un côté sur le réseau Ethernet et de l’autre à un SAN en charge de délivrer la surface disque).

Contrairement au SAN, le NAS s’adresse à une plus grande palette de clients à travers une panoplie de protocoles disponibles:

  • CIFS (SMB)
  • NFS
  • FTP
  • iSCSI

Ces protocoles ne nécessitent pas l’ajout de matériel additionnel sur les clients. Qu’ils soient sous Windows, Apple, Linux, Unix, AIX, … ils pourront accéder nativement au NAS.

Au final, il est malgré tout un serveur à part entière qui dispose de son propre système d’exploitation.
Par ailleurs, il permet d’ajouter des capacités de stockage sans avoir à immobiliser le réseau. De plus, comme le stockage NAS ignore le système de fichiers, les clients peuvent accéder aux mêmes informations et les partager même s’ils utilisent différents systèmes d’exploitation.

Architecture NAS

Le stockage NAS (Network Attached Storage) désigne la ressource de stockage qui est directement connectée au réseau Ethernet de l’entreprise. Les solutions NAS sont typiquement configurées comme des serveurs de fichiers accédés par des stations de travail et des serveurs au travers d’un protocole réseau comme le TCP/IP, et des applications comme le NFS (network File System) ou CIFS (Common Internet File System) pour l’accès aux fichiers.

Le serveur NAS permet donc à de multiples clients de partager des fichiers de manière transparente, comme si ces fichiers étaient locaux. Le stockage NAS désigne un produit spécifique qui se situe à mi-chemin entre le serveur d’applications et le système de fichiers.

Directement connecté au réseau Ethernet, on le trouve sous différentes formes :

  • Boitier autonome (Appliance),
  • Serveur prépackagé contenant les disques et un système d’exploitation,
  • Tête NAS (Dans ce cas spécifique, le NAS est branché d’un côté sur le réseau Ethernet et de l’autre à un SAN en charge de délivrer la surface disque).

Contrairement au SAN, le NAS s’adresse à une plus grande palette de clients à travers une panoplie de protocoles disponibles:

  • CIFS (SMB)
  • NFS
  • FTP
  • iSCSI

Ces protocoles ne nécessitent pas l’ajout de matériel additionnel sur les clients. Qu’ils soient sous Windows, Apple, Linux, Unix, AIX, … ils pourront accéder nativement au NAS.

Au final, il est malgré tout un serveur à part entière qui dispose de son propre système d’exploitation.
Par ailleurs, il permet d’ajouter des capacités de stockage sans avoir à immobiliser le réseau. De plus, comme le stockage NAS ignore le système de fichiers, les clients peuvent accéder aux mêmes informations et les partager même s’ils utilisent différents systèmes d’exploitation.

Avantages

Son administration est simplifiée, et une interface WEB accessible grâce à l’adresse IP ou le nom réseau du NAS, permet à l’administrateur de configurer son NAS ainsi que de gérer les groupes d’utilisateurs par exemple. Et il y a aussi un coût très faible par rapport au SAN.

Inconvénients

Le stockage NAS ne peut envoyer que des fichiers, et non des blocs de données. Et le fait que celui-ci utilise le réseau IP de l’entreprise, peut engendrer des congestions de ce dernier, particulièrement pour de gros transferts de données.

Différences entre SAN ET NAS

Un réseau de stockage se différencie des autres systèmes de stockage tels que le NAS « Network Attached Storage » par un accès bas niveau aux disques.

Pour simplifier, le trafic sur un SAN est très similaire aux principes utilisés pour l’utilisation des disques internes (ATA, SCSI). C’est une mutualisation des ressources de stockage.

Dans le cas du NAS, la ressource de stockage est directement connectée au réseau IP de l’entreprise. Le serveur NAS intègre le support de multiples systèmes de fichiers réseau, tels que Common Internet File System (CIFS) protocole de partage de Microsoft et de Samba, Network File System (NFS) qui est un protocole de partage de fichiers Unix, ou encore AFP (AppleShare File Protocol) qui est l’équivalent pour la technologie Apple. Une fois connecté au réseau, il peut jouer le rôle de plusieurs serveurs de fichiers partagés.

Dans le cas du SAN, les baies de stockage n’apparaissent pas comme des volumes partagés sur le réseau. Elles sont directement accessibles en mode bloc par le système de fichiers des serveurs. En clair, chaque serveur voit l’espace disque d’une baie SAN auquel il a accès comme son propre disque dur. L’administrateur doit donc définir très précisément les « Logical Unit Number » (LUN, unités logiques), le Masking et le zoning, pour qu’un serveur Unix n’accède pas aux mêmes ressources qu’un serveur Windows utilisant un système de fichiers différent.