O que é SAN (storage area network)?

A memória do computador e os recursos de armazenamento local podem não oferecer armazenamento suficiente, proteção de dados, acesso para múltiplos usuários ou velocidade e desempenho adequados para aplicações corporativas.

Por isso, a maioria das organizações adota alguma forma de SAN, além do armazenamento conectado à rede (NAS), para melhorar a eficiência e o gerenciamento de dados.

Tradicionalmente, apenas um número limitado de dispositivos de armazenamento podia ser conectado a um servidor, limitando a capacidade de armazenamento da rede.

No entanto, uma rede SAN introduz flexibilidade de rede que permite que um servidor, ou muitos servidores heterogêneos em vários data centers, compartilhem um utilitário comum de armazenamento. A rede SAN elimina a conexão dedicada tradicional entre um servidor de arquivos de rede e o armazenamento — e o conceito de que o servidor efetivamente possui e gerencia os dispositivos de armazenamento — eliminando gargalos de largura de banda.

Uma SAN elimina pontos únicos de falha para aumentar a confiabilidade e disponibilidade do armazenamento.

Uma SAN também é ideal para recuperação de desastres (DR), porque uma rede pode incluir muitos dispositivos de armazenamento, como discos, fitas magnéticas e armazenamento óptico. O utilitário de armazenamento também pode estar localizado longe dos servidores que utiliza.

A SAN libera o dispositivo de armazenamento para que ele não fique preso ao barramento de um servidor específico. Ela conecta o armazenamento diretamente à rede, externalizando e distribuindo funcionalmente o armazenamento pela organização.

A SAN também centraliza os dispositivos de armazenamento e permite o agrupamento de servidores, potencialmente proporcionando uma administração centralizada mais fácil e menos dispendiosa, reduzindo o custo total de propriedade (TCO).

Normalmente utilizando sistemas de armazenamento em nível de bloco, as SANs permitem que aplicações que migram dados tenham um desempenho melhor, transmitindo dados diretamente da fonte para o destino com pouca intervenção do servidor. No entanto, as organizações podem utilizar qualquer sistema de arquivos de rede (NFS) apropriado para suas infraestruturas.

As redes SANs também permitem que múltiplos hosts acessem múltiplos dispositivos de armazenamento conectados à mesma rede em novas arquiteturas de rede. Uma SAN pode oferecer os seguintes benefícios:

O armazenamento existe de forma independente das aplicações e é acessível por múltiplos caminhos para maior confiabilidade, disponibilidade e facilidade de manutenção.

As SANs descarregam e movem o processamento de armazenamento dos servidores para redes separadas.

As SANs possibilitam uma administração mais simples, escalabilidade, flexibilidade e alta disponibilidade.

As SANs protegem os dados contra desastres e ataques maliciosos com cópias remotas.

As SANs simplificam o gerenciamento ao criar imagens únicas dos meios de armazenamento.

Às vezes chamadas de "a rede por trás dos servidores", as SANs incluem uma infraestrutura de comunicação que fornece conexões físicas e permite que qualquer dispositivo atravesse a rede por meio de elementos interconectados, como switches e directors.

A SAN também é uma extensão do conceito de barramento de armazenamento. Esse conceito permite a interconexão de dispositivos de armazenamento e servidores usando elementos semelhantes, como redes locais (LANs) e redes de longa distância (WANs).

Uma SAN também inclui uma camada de gerenciamento que organiza as conexões, elementos de armazenamento e sistemas computacionais, promovendo transferências robustas de dados.

As SANs modernas criam novos métodos de conexão de armazenamento aos servidores, permitindo alta disponibilidade e melhorias de desempenho. Elas conectam matrizes de armazenamento compartilhado e bibliotecas de fitas a múltiplos servidores usados em clusters para failover. As SANs podem contornar os gargalos tradicionais de tráfego de rede, facilitando transferências de dados diretas e em alta velocidade entre servidores e dispositivos de armazenamento de três maneiras:

Um switch SAN está no centro da maioria das redes de área de armazenamento (SANs). Sua única função é movimentar o tráfego de dados de armazenamento entre servidores e pools de armazenamento compartilhados.

Um switch interconecta vários servidores host compostos por servidores e dispositivos de armazenamento para criar uma SAN. Alguns switches podem ser usados como dispositivos independentes para construir uma estrutura SAN simples. 

Outros podem ser interconectados com outros switches para construir uma estrutura SAN maior. As estruturas SAN são interconexões ativas, inteligentes e não compartilhadas de múltiplos switches SAN. Elas aumentam o número de conexões possíveis em uma SAN. Adaptadores de barramento de host Fibre Channel (HBA) conectam switches a servidores de arquivos.

Os componentes principais de uma SAN são servidores, armazenamento e infraestrutura de rede.

A infraestrutura de servidores é a base de todas as soluções SAN, e essa infraestrutura inclui uma combinação de plataformas de servidores. Com iniciativas como consolidação de servidores e comércio eletrônico, a necessidade de SANs aumenta, tornando o armazenamento em rede ainda mais essencial.

Um sistema de armazenamento pode ser composto por sistemas de discos e sistemas de fitas. O sistema de discos pode incluir HDDs, SSDs ou unidades flash. O sistema de fitas pode incluir unidades de fita, carregadores automáticos de fitas e bibliotecas de fitas.

A conectividade SAN é composta de componentes de hardware e software que interconectam dispositivos de armazenamento e servidores, incluindo Fibre Channel. O hardware pode incluir hubs, switches, gateways, directors e roteadores. O software inclui softwares de gerenciamento de SAN.

Um protocolo de rede de área de armazenamento (SAN) é um tipo de conexão que determina como dispositivos e switches se comunicam dentro de uma malha SAN. Uma SAN pode utilizar um ou vários protocolos. Certos dispositivos funcionam como roteadores e dispositivos de vários protocolos.

Roteadores e dispositivos multiprotocolo oferecem melhor escalabilidade, segurança e capacidade de gerenciamento. Eles permitem que dispositivos em estruturas SAN separadas se comuniquem sem precisar fundir essas estruturas em uma única metaestrutura SAN.

Dependendo do fabricante, os roteadores e dispositivos multiprotocolo suportam diversos protocolos, como server message block (SMB), e oferecem funcionalidades próprias, como zoning. Aqui está uma lista dos tipos de conexão SAN:

Internet Small Computer System Interface (iSCSI) é um protocolo padrão baseado em IP para conectar dispositivos de armazenamento de dados por uma rede e transferir dados transportando comandos SCSI por redes IP.

O uso do protocolo iSCSI em SANs baseadas em IP permite que os clientes utilizem as mesmas tecnologias de rede tanto para armazenamento e gerenciamento de armazenamento quanto para redes de dados. Como o iSCSI usa Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), ele é adequado para operar em praticamente qualquer rede física.

Fibre Channel Protocol (FCP) é o protocolo de comando SCSI serial usado em redes Fibre Channel (FC). Ele oferece maior taxa de transferência do que uma rede local (LAN). É uma tecnologia de rede de alta velocidade usada principalmente para redes de armazenamento e é o protocolo padrão para sistemas abertos. Inicialmente utilizado na área de supercomputação, o FCP tornou-se o tipo de conexão padrão para SANs em ambientes de armazenamento corporativo.

Fibre Channel over Ethernet (FCoE) é um protocolo para rotear pacotes FC sobre Ethernet. Ele pode melhorar a flexibilidade e simplificação da infraestrutura SAN. O FCoE substitui soluções de switching 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 (FCIP) também é conhecido como tunelamento Fibre Channel ou tunelamento de armazenamento. Esse método permite que as informações do Fibre Channel sejam transmitidas por meio da rede IP. A maioria das organizações já possui uma infraestrutura IP existente, por isso considera atraente a possibilidade de conectar SANs geograficamente dispersas a um custo relativamente baixo.

Non-Volatile Memory express over Fibre Channel (FC-NVMe) é uma interface de host e protocolo de armazenamento. Ele acelera a transferência de dados entre sistemas corporativos e clientes e unidades de estado sólido (SSD) através do barramento de alta velocidade Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) de um computador.

Diferentemente do armazenamento direto (DAS), o armazenamento baseado em rede permite que mais de um computador o acesse por meio de uma rede, sendo mais indicado para compartilhamento e colaboração de dados. Sua capacidade de armazenamento externo também o torna mais adequado para backups e proteção de dados.

Dois exemplos típicos de configurações de armazenamento baseado em rede são o armazenamento conectado à rede (NAS) e a rede de área de armazenamento (SAN).

O NAS  (network attached storage) geralmente é um único dispositivo composto por contêineres de armazenamento redundantes ou por um arranjo redundante de discos independentes (RAID).

Já o armazenamento SAN pode ser uma rede de vários dispositivos, incluindo SSDs e armazenamento flash, armazenamento híbrido, armazenamento em nuvem híbrida, softwares de backup e appliances, além de armazenamento em nuvem.

É importante escolher a opção mais adequada para cada caso de uso. Veja as diferenças entre NAS e SAN:

• Rede de vários dispositivos
• Sistema de armazenamento em bloco
• Rede Fibre Channel
• Otimizado para múltiplos usuários
• Desempenho mais rápido
• Altamente expansível
• Custo mais elevado e configuração complexa

• Dispositivo de armazenamento único ou RAID
• Sistema de armazenamento de arquivos
• Rede ethernet TCP/IP
• Usuários limitados
• Velocidade limitada
• Opções limitadas de expansão
• Baixo custo e configuração fácil