Réseaux de Stockage (SAN) : Principales Caractéristiques, Fabricants, Avantages et Inconvénients

Présentation

Un réseau de stockage (SAN) est un réseau dédié à haut débit qui relie des serveurs à un pool de stockage consolidé. Le stockage peut être fourni sous la forme de baies de disques durs et de bibliothèques de bandes..

Ce réseau dédié permet alors d'accéder au stockage au niveau des blocs via un réseau distinct, garantissant des performances plus rapides, une meilleure évolutivité et une plus grande fiabilité que le stockage en réseau (NAS). 

Le SAN diffère considérablement du NAS, qui administre l'accès au niveau des fichiers via Ethernet, ou du stockage directement connecté (DAS), qui relie le stockage à un serveur.

Au contraire, un SAN maintient le trafic de stockage hors du LAN. Cela crée un réseau derrière les serveurs qui optimise les performances pour les besoins de l'entreprise.

• Les réseaux SAN sont apparus à la fin des années 1990 avec les structures Fibre Channel, qui étaient présentées comme un moyen de centraliser l'accès aux données.
• Les premières versions étaient rapides, mais reposaient sur la virtualisation basée sur serveur et n'ont finalement pas répondu aux attentes.
• La technologie a mûri en plusieurs vagues.
• La première vague a pris la forme de moteurs de virtualisation, qui étaient principalement des serveurs NT situés dans des bureaux entre les hôtes et le stockage.
• Cela a permis une allocation flexible, mais il y avait de nombreux goulots d'étranglement et points de défaillance uniques, et les entreprises ont dû investir dans des connexions Fibre Channel coûteuses pour évoluer.
• Lors de la vague suivante, la virtualisation hors chemin de données est devenue populaire. Des gestionnaires SAN et des agents serveurs ont été utilisés pour coordonner le stockage sans entraver le flux de données.
• Cela a considérablement réduit les besoins en ports et augmenté l'évolutivité. Des plateformes plus récentes, telles que Troika, ont intégré cette logique dans la structure elle-même, supprimant ainsi le besoin de logiciels côté serveur pour des configurations sécurisées et à faible latence.

Aujourd'hui, les SAN constituent un élément important de l'informatique d'entreprise. Ils peuvent administrer des pétaoctets de stockage, offrent l'avantage de sauvegardes automatisées et peuvent administrer des charges de travail élevées telles que la virtualisation ou le montage vidéo.

Réseau de stockage : principales caractéristiques

• Les SAN utilisent des connexions haut débit dédiées, généralement Fibre Channel (FC), iSCSI ou InfiniBand, et séparent le trafic de stockage de l'utilisation du LAN.
  • Cette isolation est extrêmement utile car elle résout les conflits de bande passante qui surviennent avec le stockage en réseau (NAS), où le stockage entre en concurrence avec le trafic des applications.
  • Dans les réseaux SAN, les performances du système sont donc très constantes pour les charges de travail sensibles à la latence, telles que les bases de données.
• Deuxièmement, les réseaux SAN fournissent un accès au niveau des blocs via une architecture à trois couches. Il existe une couche hôte composée de serveurs équipés de cartes HBA (Host Bus Adapter), puis une couche fabric composée de commutateurs et de câbles, et enfin une couche de stockage composée de baies de disques durs, de SSD ou de lecteurs de bandes.
  • Le micrologiciel et les pilotes du HBA intègrent cela dans le système d'exploitation du serveur, optimisant ainsi les commandes de stockage.
  • Contrairement au NAS, qui fournit une abstraction au niveau des fichiers, l'accès au niveau des blocs du SAN permet un contrôle direct et plus granulaire, éliminant ainsi l'inefficacité de la surcharge du système de fichiers dans les scénarios à IOPS élevés.
• Troisièmement, la redondance fait partie intégrante de la conception au niveau de la structure. Il existe plusieurs chemins, par exemple dans les SAN doubles, qui éliminent les points de défaillance uniques, comme c'est souvent le cas avec le DAS. Ainsi, si une connexion tombe en panne, le trafic peut être redirigé, ce qui constitue une amélioration significative par rapport aux limitations liées au serveur du DAS.
• Enfin, les SAN permettent également une gestion centralisée du stockage via des LUN et des protocoles tels que FCP (SCSI over Fibre Channel). Dans les SAN, les groupes RAID ou les partitions peuvent se voir attribuer des LUN uniques, ce qui permet un contrôle d'accès précis grâce au zonage ou au masquage.

La prolifération chaotique des configurations DAS n'est donc pas un problème avec les réseaux SAN. Cette centralisation logique, encore renforcée par la virtualisation telle que VMware vSAN, permet de surmonter les silos de stockage physiques et offre un niveau d'évolutivité que les réseaux NAS ont du mal à égaler à l'échelle du téraoctet sans goulots d'étranglement LAN.

Paysage des fabricants de solutions SAN

Il existe plusieurs grands fournisseurs sur le marché des réseaux de stockage. Chacun d'entre eux propose des solutions adaptées à différents besoins de Business. Voici quelques-uns des principaux fournisseurs de SAN :

• Cisco
• Dell Technologies
• Hewlett Packard Enterprise (HPE)
• IBM
• INFINIDAT
• Lenovo
• NetApp
• Oracle

Quatre de ces fournisseurs dominent le marché des réseaux SAN d'entreprise grâce à leur large gamme de produits et à leur forte adoption par les entreprises. Il s'agit de Dell Technologies, Hewlett Packard Enterprise, IBM et NetApp.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu de leurs gammes de produits SAN, des protocoles auxquels ils accordent du soutien et des cas types.

Principaux avantages du SAN

1. Haute disponibilité et fiabilité

Les réseaux SAN sont équipés de chemins de données redondants. Cela garantit que l'accès au stockage reste possible même en cas de défaillance d'un serveur, d'une baie de disques durs ou d'une connexion réseau. Cela élimine les risques de points de défaillance uniques qui surviennent souvent dans les environnements DAS. 

En plus, les SAN apportent également du soutien aux mécanismes de clustering et de basculement des serveurs, de sorte que si un serveur tombe en panne, un autre peut immédiatement prendre le relais. Cette conception contribue de manière significative à la continuité des activités et améliore la résilience de Business.

2. Performances supérieures

Les réseaux SAN utilisent des protocoles haut débit tels que Fibre Channel, iSCSI et NVMe-oF. Cela les distingue clairement des réseaux NAS, qui transfèrent les données de stockage via Ethernet et TCP/IP standard. Grâce au réseau dédié des SAN, les problèmes de congestion et de latence du réseau sont évités, et des vitesses allant jusqu'à 32 Gbit/s ou plus sont courantes. C'est pourquoi les SAN sont le choix idéal pour les applications gourmandes en performances telles que les bases de données, la virtualisation et le calcul haute performance.

3. Stockage centralisé et gestion simplifiée

Les SAN peuvent consolider le stockage en une infrastructure unique gérée de manière centralisée. Cela permet d'éviter les silos de stockage, qui constituent souvent un problème avec les configurations DAS. Plusieurs serveurs, quel que soit leur système d'exploitation, peuvent accéder à un pool de stockage partagé, ce qui facilite l'allocation, l'extension et la surveillance des ressources de stockage pour les administrateurs.

4. Évolutivité et virtualisation du stockage

Dans une architecture de stockage traditionnelle, les administrateurs doivent ajouter des disques durs à chaque serveur pour étendre le stockage, ce qui entraîne des temps d'arrêt. En revanche, les réseaux SAN permettent une évolutivité indépendante du stockage, ce qui permet d'ajouter de nouveaux disques durs ou baies de stockage de manière transparente sans interrompre les opérations.

Les réseaux SAN apportent leur soutien à la virtualisation du stockage, qui combine plusieurs périphériques de stockage physiques en pools de stockage logiques. Cette approche simplifie la gestion du stockage, améliore l'utilisation des ressources et offre aux administrateurs une plus grande flexibilité administrative pour gérer les différentes charges de travail.

5. Transferts de données plus rapides et charge serveur réduite

Dans une configuration SAN, les données sont transférées directement entre les périphériques de stockage sans passer par un serveur. Par exemple, les sauvegardes disque-bande peuvent être effectuées directement via un SAN. Cela évite de gaspiller les cycles CPU du serveur pour des tâches liées au stockage. Ce soulagement libère de la puissance de calcul pour les applications Business.

6. Récupération après sinistre et réplication des données à distance

Les réseaux SAN exploitent un réseau de stockage dédié. Ils peuvent donc offrir du soutien à la réplication des données à distance et aux stratégies de reprise après sinistre. Une entreprise peut mettre en miroir des données sur plusieurs bureaux et s'assurer qu'une copie de sauvegarde est toujours disponible en cas de panne matérielle, de cyberattaque ou de catastrophe naturelle. Les réseaux SAN constituent donc un élément clé des plans de récupération après sinistre (récupération des données SAN) des entreprises.

Limites des réseaux SAN

Toute personne qui engage des coûts liés à des décisions en matière d'architecture de stockage doit également comprendre les limites des réseaux SAN. 

• Les coûts peuvent être très élevés, même pour les grandes entreprises. 
  • Contrairement au stockage directement connecté ou au stockage en réseau, les réseaux SAN nécessitent un matériel hautement spécialisé. Cela y compris des commutateurs Fibre Channel, des adaptateurs de bus hôte et des baies de disques de classe entreprise.
  • En plus, les câbles à fibre optique et une infrastructure réseau dédiée peuvent augmenter le coût global.
• De nombreux petits Business trouvent cet investissement initial prohibitif, même si les coûts d'exploitation à long terme des réseaux SAN sont inférieurs à ceux des systèmes DAS.
• Les réseaux SAN sont complexes à mettre en place et à entretenir. 
  • Les entreprises ont généralement besoin d'administrateurs de stockage pour gérer des aspects tels que le zonage, le masquage des LUN, le multipathing et les configurations de structure dans les réseaux SAN.
  • Par conséquent, les entreprises doivent investir dans du personnel informatique qualifié ou avoir accès au soutien d'un fournisseur pour résoudre des problèmes tels que les erreurs de configuration qui peuvent entraîner des problèmes d'accès aux données ou des goulots d'étranglement sur le réseau.

Il n'est peut-être pas approprié de qualifier ces éléments de limitations, car ils constituent davantage une caractéristique des réseaux SAN, qui représentent une architecture de stockage très sophistiquée.