O que é a SAN?

Compreender as redes de armazenamento de dados (SAN)

O que é uma SAN e como funciona?

Uma rede de área de armazenamento (SAN) é uma rede especializada e de alta velocidade que interliga os servidores (também conhecidos como hosts) com pools partilhados de dispositivos de armazenamento para cloud computing. Considere-a como uma rede separada existente junto da sua rede local (LAN), mas a sua única finalidade é processar o tráfego de armazenamento.

A principal característica de uma SAN e dos seus dispositivos é fornecer um acesso ao armazenamento ao nível do bloco. Isto significa que ao sistema operativo de um servidor ligado à SAN, o armazenamento aparece como se se tratasse de um disco rígido ligado localmente, mesmo que esteja fisicamente localizado noutro ponto da rede.

• Armazenamento desassociado: Em vez de cada servidor ter o seu próprio armazenamento dedicado interno ou diretamente ligado, a SAN centraliza os recursos de armazenamento.
   
• Solicitar dados: Quando um servidor precisa ler ou gravar dados, seu sistema operativo envia um pedido de acesso em bloco. Este pedido é fornecido por um Adaptador de bus anfitrião (HBA) no servidor.
   
• Estrutura SAN: O pedido viaja através da estrutura da SAN, que é composta por comutadores dedicados e (frequentemente) cablagem de fibra ótica (embora também existam dispositivos SAN iSCSI baseados na Ethernet). Estes comutadores encaminham o pedido para o dispositivo de armazenamento apropriado.
   
• Acesso ao sistema de armazenamento: O sistema de armazenamento (ex.: um array de discos ou flash array) recebe a solicitação, processa-a e acessa os blocos de dados específicos.
   
• Retorno dos dados: O sistema de armazenamento envia os dados (para um pedido de leitura) ou uma confirmação (para um pedido de escrita) através da estrutura SAN para o servidor.
   
• LUNs (Logical Unit Numbers): Dispositivos de matriz de armazenamento costumam apresentar armazenamento a servidores na forma de LUNs. Um LUN é essencialmente um disco lógico retirado do pool partilhado de armazenamento. Os servidores podem então formatar e usar esses LUNs como se fossem discos locais.
   
• Zonagem e mascaramento: Para controlar quais os servidores que podem aceder a LUN específicos, as SAN utilizam técnicas como a definição de zonas (configuradas em comutadores SAN para criar caminhos específicos entre dispositivos) e a máscara de LUN (configurada na matriz de armazenamento para tornar os LUN visíveis apenas para servidores designados). Isto garante a segurança e a integridade dos dados.

O resultado é um sistema altamente eficiente onde vários servidores dedicados podem aceder a recursos de armazenamento partilhados, simplificando a gestão, melhorando a utilização e permitindo funcionalidades de armazenamento avançadas.

Componentes básicos de uma rede de armazenamento de dados

Uma SAN funcional baseia-se no funcionamento concertado de vários componentes de armazenamento essenciais, definidos por software e de hardware:

• Adaptadores de bus anfitrião (HBA): Trata-se de dispositivos de placa de interface instalados nos servidores que os ligam à estrutura SAN. Para SANs de canal de fibra, tratam-se de HBAs de canal de fibra. Para SAN iSCSI, podem ser frequentemente utilizadas placas de interface de rede (NIC) standard.
   
• Switchs SAN: Semelhante aos comutadores Ethernet numa LAN, os comutadores SAN são a espinha dorsal da rede de armazenamento. Eles ligam os servidores (através de HBAs) e os sistemas de armazenamento, criando a "estrutura" do protocolo SAN.
   
• Storage: Estes são os dispositivos que realmente armazenam os dados. Podem ir desde matrizes de disco tradicionais (utilizando unidades de disco rígido, frequentemente configuradas com RAID para desempenho e redundância) até matrizes All-Flash modernas (utilizando unidades de estado sólido para um desempenho muito mais elevado).
   
• Cablagem e interligações: Links físicos que conectam os componentes. Em SANs de canal de fibra, isto normalmente envolve cabos de fibra ótica e transcetores (como SFPs) capazes de transmissão de dados de alta velocidade. Para SAN iSCSI, são utilizados cabos Ethernet standard (por exemplo, Cat 6 ou superior) e transcetores Ethernet, muitas vezes com infraestruturas de rede dedicadas para garantir o desempenho.
   
• Software de gestão: Este software é crucial para configurar, gerir, monitorizar e aprovisionar o protocolo SAN. Permite aos administradores criar LUNs, configurar a definição de zonas e máscaras de LUN, monitorizar o desempenho, gerir a capacidade e resolver problemas com o ambiente SAN. Este software pode residir num servidor de gestão dedicado ou ser integrado nas matrizes de armazenamento ou nos comutadores.

Casos de uso de redes de armazenamento de dados

As redes de armazenamento de dados (SANs) são versáteis e potentes, tornando-as adequadas a uma vasta gama de ambientes de TI exigentes. Os pontos fortes em termos de centralização, desempenho e funcionalidades avançadas de gestão de dados respondem a necessidades críticas em diversas aplicações empresariais.

Acompanhamento da continuidade do negócio e da recuperação de desastres

As SAN desempenham um papel essencial nas estratégias robustas de continuidade das atividades e de recuperação de desastres. Ao centralizar os dados, os processos de backup tornam-se significativamente mais eficientes e geríveis, permitindo uma proteção de dados consistente em vários servidores.

As funcionalidades SAN avançadas, como a obtenção de instantâneos, permitem cópias dos dados num determinado momento, quase instantâneas, para uma recuperação operacional rápida em caso de erros lógicos ou corrupção de dados.

Otimizar as infraestruturas de TI das empresas

As empresas tiram partido do protocolo SAN para otimizar as suas infraestruturas de TI, melhorando a utilização dos dispositivos de armazenamento, simplificando os esforços de edição e a gestão e melhorando o desempenho global do sistema.

Ao agrupar recursos de armazenamento, as SANs eliminam o problema comum de capacidade isolada e subutilizada, muitas vezes encontrada em ambientes de armazenamento de ligação direta (DAS), o que resulta numa melhor alocação de recursos e num TCO de armazenamento reduzido.

Integração com a cloud e ambientes virtualizados

As SAN são uma tecnologia fundamental para os datacenters virtualizados modernos e a integração com a cloud.

As plataformas de virtualização dependem fortemente do armazenamento partilhado para permitir funcionalidades avançadas, como a migração em direto de máquinas virtuais (VM) entre hosts físicos sem interrupção (por ex., vMotion, Live Migration), o redirecionamento após falha automático de alta disponibilidade (HA) e a tolerância a falhas. Uma SAN oferece o backend de armazenamento partilhado necessário, robusto, de alto desempenho e escalável, que estas cargas de trabalho virtuais dinâmicas exigem.

SAN vs NAS: Compreender as diferenças

Embora as redes de armazenamento de dados (SAN) e o armazenamento ligado diretamente à rede (NAS) ofereçam soluções de armazenamento em rede, funcionam com base em princípios fundamentalmente diferentes e são adaptados a casos de uso distintos. A compreensão destas diferenças é essencial para escolher a arquitetura de armazenamento adequada às suas necessidades

Tecnologias de Armazenamento Comparadas

A principal diferença entre SAN e NAS reside na forma como apresentam o armazenamento de leitura e escrita para os servidores e os protocolos que utilizam.

• SAN (Storage Area Network): Uma SAN oferece acesso de bloco ao armazenamento. Isto significa que os servidores ligados a uma SAN veem o armazenamento como se tivesse sido ligado localmente a volumes brutos (LUNs) do disco. Os servidores podem então formatar estes LUNs com os seus próprios sistemas de ficheiros. Normalmente, as SANs utilizam protocolos de alta velocidade, como Canal de fibra (FC) ou iSCSI (que é executado através da Ethernet), e funcionam numa rede dedicada, garantindo alto desempenho e baixa latência, isolados do tráfego LAN normal.
   
• NAS (Network Attached Storage): Um dispositivo NAS, por outro lado, fornece acesso ao armazenamento ao nível do ficheiro. É essencialmente um servidor de ficheiros dedicado. Os utilizadores e os servidores acedem aos dados num NAS como ficheiros e pastas através de protocolos de partilha de ficheiros em rede padrão, como NFS (Network File System) para sistemas Unix/Linux ou SMB/CIFS (Server Message Block/Common Internet File System) para Windows.

Basicamente, uma SAN é como adicionar um disco rígido de leitura e gravação ao seu servidor (ainda que através de uma rede), dando ao servidor total controle sobre o sistema de arquivos. Um NAS é como aceder a uma pasta partilhada pré-formatada noutro computador da rede.

Quando escolher SAN Over NAS

Normalmente, a escolha de uma SAN através de um NAS baseia-se em requisitos específicos de desempenho de leitura e escrita, aplicações e infraestrutura. Normalmente, uma SAN é a solução preferida nos seguintes cenários:

• Aplicações de alto desempenho e baixa latência: Se estiver a executar aplicações como grandes bases de dados transacionais (por exemplo, SQL Server, Oracle), sistemas de planeamento empresarial de recursos (ERP), como o servidor SAP, ou pacotes de edição de vídeo topo de gama que exijam um acesso extremamente rápido e de baixa latência a blocos de armazenamento, a arquitetura da SAN é a mais adequada. O acesso ao nível do bloco e a rede dedicada minimizam o tempo de processamento e oferecem um excelente desempenho de E/S.
   
• Implementações de virtualização exigentes: Para uma virtualização alargada do servidor com plataformas, uma SAN oferece o armazenamento partilhado robusto e de alto débito necessário a funcionalidades avançadas, como a migração de máquinas virtuais em direto (vMotion/Live Migration), a alta disponibilidade (HA) e a tolerância a falhas (FT). Estas funcionalidades contam com a possibilidade de todos os hosts terem acesso simultâneo de bloco a ficheiros de disco de VM.
   
• Inicialização dos servidores a partir de um armazenamento partilhado (Inicialização a partir de SAN): As SAN permitem aos servidores arrancar os seus sistemas operativos diretamente a partir do armazenamento em rede, ideal para a Virtual Desktop Infrastructure (VDI). Isto permite servidores sem disco, simplificando o hardware do servidor, acelerando o aprovisionamento e melhorando a recuperação após desastres devido a falhas no servidor.

Resumindo, se a sua necessidade principal é um acesso de alta velocidade e ao nível do bloco para aplicações críticas e virtualização extensiva, e se dispõe do orçamento e dos conhecimentos para uma infraestrutura mais complexa, a SAN é a opção ideal, pelo que não terá de editar a solução mais tarde.

Para uma partilha de ficheiros mais simples, para o armazenamento de dados geral e para menos aplicações com tráfego intenso de E/S, o NAS oferece muitas vezes uma solução mais económica e mais fácil de gerir.

Perguntas mais frequentes

O que significa SAN?

SAN significa Storage Area Network. É uma rede dedicada e de alta velocidade concebida para ligar servidores a conjuntos partilhados de dispositivos de armazenamento, que poderá editar conforme necessário.

Em que é que uma SAN difere do NAS?

Uma SAN proporciona um novo acesso de bloco ao armazenamento, fazendo com que apareça como unidades locais para servidores e, normalmente, utiliza protocolos como Canal de fibra ou iSCSI. Em contrapartida, o NAS (Network Attached Storage) oferece acesso ao nível do ficheiro através de protocolos como NFS ou SMB/CIFS numa rede local standard.

Quais são as vantagens de uma SAN?

As principais vantagens de uma SAN são: desempenho superior para aplicações exigentes, elevada escalabilidade para responder ao crescimento de dados, gestão centralizada do armazenamento e capacidades de proteção de dados e de disaster recovery melhoradas. Também melhora a utilização do armazenamento e suporta funcionalidades como o agrupamento em cluster do servidor.

Como funciona uma SAN?

Uma SAN funciona através da criação de uma rede especializada que permite que vários servidores acedam a matrizes de armazenamento consolidadas, como se o armazenamento estivesse ligado localmente. Os servidores utilizam Adaptadores de bus anfitrião (HBAs) para enviar pedidos de dados ao nível do bloco através de comutadores SAN para os sistemas de armazenamento.