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O que é uma rede de área de armazenamento (SAN)?
Uma rede de área de armazenamento (SAN) é uma rede dedicada que é adaptada a um ambiente específico, combinando servidores, sistemas de armazenamento, switches de rede, softwares e serviços
Por que as redes de área de armazenamento são importantes
A memória dos computadores e os recursos de armazenamento locais podem não fornecer o suficiente em termos de armazenamento, proteção do armazenamento, acesso de vários usuários ou velocidade e desempenho para aplicações corporativas. Por isso, a maioria das organizações utiliza alguma forma de SAN além do armazenamento conectado à rede (NAS), a fim de melhorar a eficiência e o gerenciamento dos dados.
Tradicionalmente, apenas uma quantidade limitada de dispositivos de armazenamento pode ser conectada a um servidor, o que limita a capacidade de armazenamento da rede. No entanto, uma SAN traz flexibilidade de rede e permite que um servidor ou muitos servidores heterogêneos em vários data centers compartilhem um utilitário de armazenamento em comum. A SAN elimina a conexão dedicada tradicional entre um servidor de arquivos de rede e o armazenamento (e o conceito de que o servidor possui e gerencia efetivamente os dispositivos de armazenamento), acabando com os gargalos da largura de banda. Uma SAN elimina pontos específicos de falha para aumentar a confiabilidade e a disponibilidade do armazenamento.
Uma SAN também é ideal para recuperação de desastres (DR), pois uma rede pode conter muitos dispositivos de armazenamento, incluindo discos, fitas magnéticas e armazenamento óptico. O utilitário de armazenamento também pode ficar longe dos servidores que utiliza.
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A SAN libera o dispositivo de armazenamento para que não fique em um barramento de servidor específico. Ela conecta o armazenamento diretamente à rede, de modo que seja externalizado e distribuído funcionalmente em toda a organização. A SAN também centraliza os dispositivos de armazenamento e o agrupamento de servidores, o que pode facilitar e reduzir o custo da administração centralizada e diminuir o custo total de propriedade.
Normalmente, as SANs usam sistemas de armazenamento em nível de bloco e permitem que as aplicações de migração de dados tenham um melhor desempenho ao transmitir os dados diretamente da origem para o destino com pouca intervenção do servidor. No entanto, as organizações podem usar qualquer sistema de arquivos de rede (NFS) adequado para suas próprias infraestruturas. As SANs também permitem que vários hosts acessem vários dispositivos de armazenamento conectados à mesma rede em novas arquiteturas de rede. Uma SAN pode trazer os seguintes benefícios:
Maior disponibilidade de aplicações
O armazenamento existe independentemente das aplicações e é acessível por vários caminhos para maior confiabilidade, disponibilidade e facilidade de manutenção.
Melhor desempenho das aplicações
As SANs descarregam e migram o processamento de armazenamento dos servidores para redes separadas.
Centralização e consolidação
As SANs simplificam o gerenciamento, a escalabilidade, a flexibilidade e a alta disponibilidade.
Transferência e compartimentação de dados de locais remotos
As SANs protegem os dados contra desastres e ataques maliciosos com uma cópia remota.
Gerenciamento centralizado simples
As SANs simplificam o gerenciamento por meio da criação de imagens individuais de mídia de armazenamento.
Algumas vezes chamada de rede por trás dos servidores, uma SAN inclui uma infraestrutura de comunicação que fornece conexões físicas e permite que qualquer dispositivo faça a ponte entre a rede por meio de elementos interconectados, como switches e diretores. A SAN também pode ser vista como uma extensão do conceito de barramento de armazenamento. Esse conceito permite que dispositivos de armazenamento e servidores se interconectem usando elementos semelhantes, como redes de área local (LANs) e redes de área ampla (WANs). Uma SAN também inclui uma camada de gerenciamento que organiza as conexões, os elementos de armazenamento e os sistemas de computadores, o que por sua vez promove transferências robustas de dados.
As SANs de hoje criam novos métodos de anexar armazenamento a servidores, permitindo alta disponibilidade e melhorias de desempenho. Elas conectam matrizes de armazenamento compartilhadas e bibliotecas de fitas a vários servidores usados por servidores agrupados para failover. Também podem contornar os gargalos de tráfego de rede tradicionais, facilitando transferências de dados diretas e de alta velocidade entre servidores e dispositivos de armazenamento de três maneiras:
A vantagem desse modelo de interação tradicional é que o mesmo dispositivo de armazenamento pode ser acessado em série ou simultaneamente por vários servidores.
Uma SAN pode ser usada para comunicação de alta velocidade, baixa latência e alto volume entre servidores.
A capacidade de migrar dados sem intervenção do servidor libera ciclos do processador do servidor para outras atividades, como processamento de aplicações. Como exemplos podemos citar um dispositivo de unidade de disco que faz backup de seus dados em um dispositivo de fita sem intervenção do servidor ou um espelhamento de dispositivo remoto na SAN.
Um switch SAN está no centro da maioria das redes de área de armazenamento. Sua única finalidade é migrar o tráfego de dados de armazenamento entre servidores e pools de armazenamento compartilhado. Um switch interconecta vários servidores host compostos por servidores de armazenamento e dispositivos para criar uma SAN. Alguns switches podem ser usados como dispositivo independente para criar uma malha SAN simples.
Outros podem ser interconectados com outros switches para criar uma malha SAN maior. As malhas SAN são interconexões ativas, inteligentes e não compartilhadas de vários switches SAN. Eles aumentam o número de conexões possíveis em uma SAN. Adaptadores de barramento de host Fibre Channel (HBA) conectam switches a servidores de arquivos.
Componentes da SAN
Os componentes principais de uma SAN são servidores, armazenamento e infraestrutura de rede.
Servidores
A infraestrutura de servidor é o motivo subjacente para todas as soluções de SAN e inclui uma combinação de plataformas de servidor. Com iniciativas como consolidação de servidores e comércio pela internet, cresce a necessidade de SANs, aumentando a importância do armazenamento em rede.
Armazenamento
Um sistema de armazenamento pode consistir em sistemas de discos e sistemas de fitas. O sistema de discos pode conter HDDs, SSDs ou unidades flash. O sistema de fitas pode consistir em unidades de fita, carregadores automáticos de fitas e bibliotecas de fitas.
infraestrutura de rede
A conectividade da SAN consiste em componentes de hardware e software que interconectam dispositivos de armazenamento e servidores, incluindo Fibre Channel. O hardware pode incluir hubs, switches, gateways, diretores e roteadores. O software inclui um software de gerenciamento SAN.
Um protocolo de rede de área de armazenamento é um tipo de conexão que determina como dispositivos e switches se comunicam entre si em uma estrutura de SAN. Uma SAN pode usar um ou vários protocolos. Determinados dispositivos são roteadores e dispositivos multiprotocolo.
Os roteadores e dispositivos multiprotocolo oferecem maior escalabilidade, segurança e capacidade de gerenciamento. Eles permitem que dispositivos em malhas SAN separadas se comuniquem sem combinar malhas em uma única e grande malha meta-SAN. Dependendo do fabricante, os roteadores e dispositivos multiprotocolo são compatíveis com muitos protocolos, como bloco de mensagens do servidor (SMB), além de oferecerem seus próprios recursos, como zoneamento. Veja uma lista dos tipos de conexão SAN:
Internet Small Computer System Interface
Internet Small Computer System Interface (iSCSI) é um protocolo padrão baseado em IP para vincular dispositivos de armazenamento de dados em uma rede e transferir os dados transportando comandos da SCSI em redes IP. O uso do protocolo iSCSI para SANs baseadas em IP permite que os clientes usem as mesmas tecnologias de rede para armazenamento, gerenciamento de armazenamento e redes de dados. E como o iSCSI usa TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), o iSCSI também é adequado para execução em praticamente qualquer rede física.
Fibre Channel Protocol
Fibre Channel Protocol (FCP) é o protocolo de comandos SCSI seriais usado em redes Fibre Channel (FC). Proporciona uma taxa de transferência mais elevada do que uma rede local (LAN). Trata-se de uma tecnologia de rede com velocidade de gigabits usada sobretudo para redes de armazenamento e é o protocolo padrão para sistemas abertos. Usado pela primeira vez na área de supercomputadores, o FCP tornou-se o tipo de conexão padrão para SANs em armazenamento corporativo.
Fibre Channel over Ethernet
Fibre Channel over Ethernet (FCoE) é um protocolo para rotear pacotes FC pela Ethernet. Pode melhorar a flexibilidade e a simplificação da infraestrutura SAN. Substitui as soluções de comutação dedicadas para LANs e SANs por um único dispositivo que pode transferir ambos os tipos de dados: pacotes IP e dados de armazenamento. Essas implementações são chamadas de redes convergentes.
Fibre Channel over IP
O Fibre Channel over IP (FCIP) também é conhecido como tunelamento Fibre Channel ou tunelamento de armazenamento. Esse método permite que a transmissão de informações em Fibre Channel seja tunelada por meio da rede IP. A maioria das organizações tem uma infraestrutura de IP existente, então consideram atraente a possibilidade de vincular SANs geograficamente dispersas a um custo relativamente baixo.
Non-Volatile Memory Express over Fibre Channel
Non-Volatile Memory express over Fibre Channel (FC-NVMe) é uma interface de controlador de host e protocolo de armazenamento. Ela acelera a transferência de dados entre sistemas corporativos e clientes e unidades de estado sólido (SSD) por meio do barramento Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) de alta velocidade de um computador.
Diferentemente do armazenamento de conexão direta (DAS), o armazenamento baseado em rede permite que mais de um computador o acesse por meio de uma rede, o que o torna melhor para a colaboração e o compartilhamento de dados. Sua capacidade de armazenamento externo também o torna mais adequado para backups e proteção de dados. Duas configurações típicas de armazenamento baseado em rede são o armazenamento conectado à rede (NAS) e rede de área de armazenamento (SAN).
O NAS costuma ser um único dispositivo composto por contêineres de armazenamento redundantes ou uma matriz redundante de discos independentes (RAID). O armazenamento SAN pode ser uma rede de vários dispositivos, incluindo SSD e armazenamento flash, armazenamento híbrido, armazenamento em nuvem híbrida, softwares e dispositivos de backup e armazenamento em nuvem. É importante escolher a opção ideal para os seus casos de uso. Veja as diferenças entre NAS e SAN:
san
- Rede de vários dispositivos
- Sistema de armazenamento em bloco
- Rede Fibre Channel
- Otimizado para vários usuários
- Desempenho mais rápido
- Altamente expansível
- Custo mais alto e configuração complexa
NAS
- Dispositivo de armazenamento único ou RAID
- Sistema de armazenamento de arquivos
- Rede Ethernet TCP/IP
- Usuários limitados
- Velocidade limitada
- Opções de expansão limitadas
- Menor custo e fácil configuração
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