Qu’est-ce qu’un réseau de stockage (SAN) ?

Présentation des réseaux de stockage (SAN)

Qu’est-ce qu’un SAN et comment fonctionne-t-il ?

Un réseau de stockage (SAN) est un réseau spécialisé à haut débit qui interconnecte des serveurs (également appelés hôtes) avec des pools partagés de périphériques de stockage pour le cloud computing . Considérez-le comme un réseau distinct existant avec votre réseau local (LAN), mais dont le seul objectif est de gérer le trafic de stockage.

La principale caractéristique d'un SAN et de ses périphériques est qu'il fournit un accès au stockage au niveau des blocs. Cela signifie que pour le système d'exploitation d'un serveur connecté au SAN, le stockage apparaît comme un disque dur connecté localement, même s'il est physiquement situé ailleurs sur le réseau.

• Stockage détaché : Au lieu que chaque serveur dispose de son propre stockage interne dédié ou directement attaché, un SAN centralise les ressources de stockage.
   
• Demande de données : Lorsqu'un serveur doit lire ou écrire des données, son système d'exploitation envoie une demande d'accès par bloc. Cette demande est empaquetée par un adaptateur de bus hôte (HBA) dans le serveur.
   
• Fabric SAN : La demande transite par le fabric SAN, qui est composé de switches dédiés et (souvent) de câbles en fibre optique (bien qu’il existe également des périphériques SAN iSCSI basés sur Ethernet). Ces commutateurs acheminent la demande vers le périphérique de stockage approprié.
   
• Accès au système de stockage : Le système de stockage (par exemple, une baie de disques ou une baie flash) reçoit la demande, la traite et accède aux blocs de données spécifiques.
   
• Retour de données : Le système de stockage renvoie les données (pour une demande de lecture) ou une confirmation (pour une demande d’écriture) au serveur via la structure SAN.
   
• LUN (Logical Unit Numbers) : Les unités multidisques de stockage présentent généralement le stockage aux serveurs sous la forme de LUN. Une LUN est essentiellement un disque logique découpé à partir du pool de stockage partagé. Les serveurs peuvent ensuite formater et utiliser ces LUN comme s’il s’agissait de disques locaux.
   
• Zonage et masquage : Pour contrôler quels serveurs peuvent accéder à des LUN spécifiques, les SAN utilisent des techniques telles que le zonage (configuré sur des switches SAN pour créer des chemins spécifiques entre les périphériques) et le masquage des LUN (configuré sur la baie de stockage pour rendre les LUN visibles uniquement aux serveurs désignés). Cela garantit la sécurité et l’intégrité des données.

Il en résulte un système très efficace où plusieurs serveurs dédiés peuvent accéder à des ressources de stockage partagées, ce qui simplifie la gestion, améliore l’utilisation et active des fonctionnalités de stockage avancées.

Composants principaux d'un réseau de stockage SAN

Le fonctionnement d’un SAN repose sur plusieurs composants clés de stockage définis par matériel et par logiciel qui fonctionnent de concert :

• Adaptateurs de bus hôte (HBA) : Il s’agit de périphériques de carte d’interface installés sur les serveurs qui les connectent au fabric SAN. Pour les SAN Fibre Channel, il s’agit des adaptateurs HBA Fibre Channel. Pour les réseaux SAN iSCSI, des cartes d’interface réseau (NIC) standard peuvent souvent être utilisées.
   
• Commutateurs SAN : À l’instar des commutateurs Ethernet d’un réseau local, les commutateurs SAN constituent l’épine dorsale du réseau de stockage. Ils connectent les serveurs (via les adaptateurs HBA) et les systèmes de stockage, créant ainsi le « fabric » du protocole SAN.
   
• Baies de stockage : Ce sont les appareils qui stockent réellement les données. Ils peuvent aller des baies de disques traditionnelles (utilisant des disques durs, souvent configurés avec un RAID pour les performances et la redondance) aux baies modernes tout-flash (utilisant des disques SSD pour des performances beaucoup plus élevées).
   
• Câblage et interconnexions : Les liens physiques qui relient les composants. Dans les SAN Fibre Channel, il s’agit généralement de câbles en fibre optique et d’émetteurs-récepteurs (comme les SFP) capables de transmettre des données à haut débit. Pour les réseaux SAN iSCSI, un câblage Ethernet standard (par exemple, Cat 6 ou supérieur) et des émetteurs-récepteurs Ethernet sont utilisés, souvent avec une infrastructure réseau dédiée pour assurer les performances.
   
• Logiciel de gestion : Ce logiciel est crucial pour la configuration, la gestion, la surveillance et le provisionnement du protocole SAN. Il permet aux administrateurs de créer des LUN, de configurer le zonage et le masquage des LUN, de surveiller les performances, de gérer la capacité et de résoudre les problèmes au sein de l’environnement SAN. Ce logiciel peut résider sur un serveur de gestion dédié ou être intégré aux baies de stockage ou aux switches.

Cas d'utilisation des réseaux de stockage

Les réseaux de stockage (SAN) sont polyvalents et puissants, ce qui les rend adaptés à un large éventail d’environnements informatiques exigeants. Leurs principales forces en matière de centralisation, de performances et de fonctions avancées de gestion des données répondent aux besoins critiques de diverses applications d'entreprise.

Prise en charge de la continuité d’activité et de la reprise après sinistre

Les SAN jouent un rôle essentiel dans les stratégies de continuité d’activité et de reprise après sinistre (BCDR). En centralisant les données, les processus de sauvegarde deviennent beaucoup plus efficaces et faciles à gérer, ce qui permet une protection cohérente des données sur plusieurs serveurs.

Les fonctions SAN avancées, telles que le snapshot, permettent de réaliser des copies quasi instantanées des données pour une reprise opérationnelle rapide en cas d’erreurs logiques ou de corruption des données.

Optimisation de l’infrastructure informatique de l’entreprise

Les entreprises tirent parti du protocole SAN pour optimiser leur infrastructure informatique en améliorant l’utilisation des périphériques de stockage, en simplifiant les efforts de modification et la gestion, et en améliorant les performances globales du système.

En mettant en commun les ressources de stockage, les réseaux SAN éliminent le problème courant de capacité inutilisée et sous-utilisée, souvent rencontré dans les environnements de stockage en attachement direct (DAS), ce qui permet une meilleure allocation des ressources et une réduction du coût total de possession du stockage.

Intégration avec le cloud et les environnements virtualisés

Les SAN sont une technologie fondamentale pour les centres de données virtualisés modernes et l'intégration du cloud.

Les plateformes de virtualisation s'appuient fortement sur le stockage partagé pour permettre des fonctionnalités avancées telles que la migration en direct de machines virtuelles (VM) entre des hôtes physiques sans temps d'arrêt (par exemple, vMotion, Live Migration), le basculement automatisé à haute disponibilité (HA) et la tolérance aux pannes. Un réseau SAN fournit le backend de stockage partagé robuste, performant et évolutif nécessaire à ces charges de travail virtuelles dynamiques.

SAN vs NAS : Comprendre les différences

Bien que les réseaux de stockage (SAN) et le stockage en réseau (NAS) fournissent des solutions de stockage en réseau, ils fonctionnent selon des principes fondamentalement différents et sont adaptés à des cas d'utilisation distincts. Comprendre ces différences est essentiel pour choisir l’architecture de stockage adaptée à vos besoins

Comparatif des technologies de stockage

La principale différence entre SAN et NAS réside dans la façon dont ils présentent le stockage en lecture et en écriture aux serveurs et dans les protocoles qu’ils utilisent.

• SAN (Storage Area Network) : Un SAN fournit un accès au stockage au niveau des blocs. Cela signifie que les serveurs connectés à un SAN voient le stockage comme s’il s’agissait de volumes de disques bruts (LUN) connectés localement. Les serveurs peuvent ensuite formater ces LUN avec leurs propres systèmes de fichiers. Les réseaux de stockage SAN utilisent généralement des protocoles à haut débit comme Fibre Channel (FC) ou iSCSI (qui fonctionne sur Ethernet) et fonctionnent sur un réseau dédié, garantissant ainsi des performances élevées et une faible latence, isolés du trafic LAN normal.
   
• NAS (Network Attached Storage) : En revanche, un périphérique NAS fournit un accès au stockage au niveau des fichiers. Il s’agit essentiellement d’un serveur de fichiers dédié. Les utilisateurs et les serveurs accèdent aux données d’un NAS sous forme de fichiers et de dossiers via des protocoles standard de partage de fichiers en réseau, comme NFS (Network File System) pour les systèmes Unix/Linux ou SMB/CIFS (Server Message Block/Common Internet File System) pour Windows.

En substance, un SAN est comme l'ajout d'un disque dur en lecture et écriture à votre serveur (bien que sur un réseau), donnant au serveur le contrôle total du système de fichiers. Un NAS revient à accéder à un dossier partagé préformaté sur un autre ordinateur du réseau.

Quand choisir le SAN plutôt que le NAS

Le choix d’un SAN plutôt qu’un NAS est généralement dicté par des exigences spécifiques en matière de performances de lecture et d’écriture, d’applications et d’infrastructure. Un SAN est généralement la solution privilégiée dans les cas suivants :

• Applications hautes performances à faible latence : Si vous exécutez des applications telles que des bases de données transactionnelles volumineuses (par exemple, SQL Server, Oracle), des systèmes de planification des ressources d’entreprise (ERP) tels que des serveurs SAP ou des suites de montage vidéo haut de gamme qui exigent un accès extrêmement rapide et à faible latence aux blocs de stockage, l’architecture d’un SAN est mieux adaptée. L’accès au niveau des blocs et le réseau dédié minimisent les frais généraux et offrent des performances d’E/S supérieures.
   
• Les déploiements de virtualisation exigeants : Pour la virtualisation de serveur étendue avec des plateformes, un réseau SAN fournit le stockage partagé robuste et à haut débit nécessaire aux fonctionnalités avancées telles que la migration de machines virtuelles en direct (vMotion/Live Migration), la haute disponibilité (HA) et la tolérance aux pannes (FT). Ces fonctionnalités reposent sur tous les hôtes disposant d'un accès simultané au niveau bloc aux fichiers disque des machines virtuelles.
   
• Démarrage des serveurs à partir du stockage partagé (démarrage à partir du SAN) : Les réseaux de stockage SAN permettent aux serveurs de démarrer leurs systèmes d’exploitation directement à partir du stockage en réseau, idéal pour les infrastructures de bureaux virtuels (VDI). Cela permet d’activer des serveurs sans disque, de simplifier le matériel du serveur, d’accélérer le provisionnement et d’améliorer la reprise après sinistre en cas de défaillance du serveur.

En résumé, si votre principal besoin est un accès haut débit au niveau des blocs pour les applications critiques et une virtualisation étendue, et si vous disposez du budget et de l'expertise nécessaires pour une infrastructure plus complexe, un SAN est la solution idéale. Vous n'avez donc pas besoin de modifier votre solution plus tard.

Pour un partage de fichiers plus simple, un stockage général des données et des applications moins gourmandes en E/S, un NAS fournit souvent une solution plus rentable et plus facile à gérer.

Les questions que vous vous posez

Que signifie SAN ?

SAN est l’acronyme de Storage Area Network. Il s’agit d’un réseau dédié haut débit conçu pour connecter des serveurs à des pools partagés de périphériques de stockage que vous pouvez modifier si nécessaire.

Quelle est la différence entre un SAN et un NAS ?

Un réseau SAN fournit un nouvel accès au stockage au niveau des blocs, ce qui le fait apparaître comme des disques locaux aux serveurs et utilise généralement des protocoles comme Fibre Channel ou iSCSI. En revanche, un NAS (Network Attached Storage) fournit un accès au niveau des fichiers à l’aide de protocoles tels que NFS ou SMB/CIFS sur un LAN standard.

Quels sont les avantages d’un SAN ?

Les principaux avantages d’un réseau SAN sont les suivants : performances supérieures pour les applications exigeantes, évolutivité élevée pour faire face à la croissance des données, gestion centralisée du stockage et protection des données et capacités de reprise après sinistre améliorées. Il améliore également l’utilisation du stockage et prend en charge des fonctionnalités telles que le clustering de serveurs.

Comment fonctionne un SAN ?

Un SAN fonctionne en créant un réseau spécialisé qui permet à plusieurs serveurs d'accéder aux baies de stockage consolidées comme si le stockage était connecté localement. Les serveurs utilisent des adaptateurs de bus hôte (HBA) pour envoyer des demandes de données au niveau des blocs aux systèmes de stockage via des switches SAN.