NAS vs SAN Le nuove architetture storage Luglio

NAS vs SAN Le nuove architetture storage Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 1

? ? STORAGE ? ? • • Un sistema di STORAGE si occupa di: immagazzinamento di dati. . e della loro gestione Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 2

Perché fare STORAGE? Le principali esigenze di storage sono risultate essere: • il disaster recovery; • la business continuity; • l’accesso a disponibilità di dati; • il saper rispondere all’aumentare dei dati. I fattori che spingono le aziende italiane ad aggiornare le proprie infrastrutture di storage non sono diverse da quelle di qualsiasi altra impresa: innanzitutto le esigenze di backup e comunque l’archiviazione di dati, incluso il mantenimento storico. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 3

Lo storage si inquadra come strategia generale di evoluzione dell’IT aziendale; le attuali criticità di sistemi informativi risiedono: • nella proliferazione di server; • nell’utilizzo complessivamente base dei server stessi e • • • della memoria di massa; nel basso livello di controllo dell’infrastruttura, inclusa la sicurezza; nella troppa scarsa attenzione di disaster recovery e business continuity; su un elevato livello di rigidità. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 4

Chi si occupa dello standard STORAGE? La SNIA (Storage Networking Industry Association), è un organo che si occupa di uniformare, all'interno dell'industria, tutti gli aspetti relativi allo sviluppo degli standard, all'interoperabilità, all'educazione e allo sviluppo del mercato in materia di reti storage. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 5

Classificazione dei sistemi di storage: Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 6

Le architetture di storage Possono essere: • Tradizionali (DAS) • Storage networking (NAS e SAN) Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 7

Architetture tradizionali: DAS (Direct Attached Storage) I sottosistemi di memorizzazione sono sostanzialmente isolati; le unità disco, i RAID e le librerie nastro sono collegate direttamente ai server, i quali condividono poi le informazioni con altri sistemi, ma questo modello presenta alcuni limiti non trascurabili: Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 8

• l'accesso e la condivisione delle informazioni è difficile da • • • gestire; l’espansione comporta numerosi problemi; la mancanza di flessibilità; il coinvolgimento dei server nelle operazioni di trasferimento dati verso lo storage Le unità di memorizzazione ed il formato dei dati sono vincolati alla piattaforma a cui è connessa l’unità. Le elevate performance messe a disposizione dai server e dai dispositivi di memorizzazione non sono quindi pienamente utilizzabili, risultando spesso inadeguate rispetto alla crescente domanda di prestazioni richieste dalle applicazioni e dagli utenti. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 9

Le reti tradizionali utilizzano i server per l’utilizzo dei protocolli e per trasferire i dati da e verso i client. Queste istruzioni occupano un’elevata larghezza di banda, cicli macchina della CPU e molta memoria. Risulta chiaro quindi che ogni volta che si effettuano operazioni intensive di scrittura/lettura dei dati attraverso la rete, le prestazioni generali della rete NAS VS SAN - Le nuove “crollano”. Luglio 2004 architetture storage 10

Architetture Storage Networking • NAS (Network Attached Storage) • SAN (Storage Area Network) Alcuni le ritengono tecnologie concorrenti; sebbene entrambe prodotte della convergenza della tecnologia di storage e del networking, Network Attached Storage e Storage Area Network non sono affatto tecnologie in competizione tra loro. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 11

ARCHITETTURA NAS I Network Attached Storage sono dispositivi di memorizzazione di file collegati ad una rete. Il dizionario tecnico SNIA li definisce nel modo seguente: • Termine utilizzato per fare riferimento a dispositivi di storage da connettere a una rete al fine di fornire ai sistemi di computer servizi di accesso ai file. • Un dispositivo di storage NAS è composto da un motore che implementa i servizi di file e da una o più periferiche su cui vengono memorizzati i dati. I dispositivi NAS possono essere collegati a qualsiasi tipo di rete. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 12

Classe di sistemi che fornisce servizi di file a computer host. Un sistema host che utilizza il NAS si avvale di driver di periferiche di file system per accedere ai dati utilizzando i protocolli di accesso ai file, quali NFS o CIFS. I sistemi NAS interpretano questi comandi ed eseguono le operazioni interne dei file e le operazioni di I/O delle periferiche necessarie per elaborarli. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 13

I NAS possono essere visti come computer specializzati creati per "servire" file ai server applicativi. I vantaggi stanno nelle loro prestazioni, nella semplicità di gestione e soprattutto nel fatto che sia i server Windows che quelli Unix possono interfacciarsi a un NAS, eliminando così la necessità di "isole" di gestione. In tal modo, lo Storage viene messo in rete, quindi a disposizione di tutti gli utenti collegati. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 14

NAS: lo storage su IP Da ciò derivano vari vantaggi: 1. Creando un sistema condiviso di memorizzazione dati accedibile via IP, le NAS possono dare servizio attraverso la rete a Server e Client eterogenei. 2. Svincolando lo Storage dai Server applicativi che ne utilizzano i contenuti, si ampliano le possibilità di interconnessione tra i sistemi più vari, si possono effettuare scelte ottimizzate in funzione delle specifiche tipologie di impiego, si ottimizza lo sfruttamento delle capacità disponibili e si può procedere con il potenziamento delle apparecchiature in modo estremamente mirato. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 15

Vantaggi di una NAS Il modello NAS (network attached storage) promette di offrire una soluzione alle problematiche di storage più economica rispetto alle SAN, anche se con alcune limitazioni. Nelle NAS dispositivi di storage o altre appliance fanno a meno di una rete dedicata Fibre Channel e operano tramite la LAN. Ne consegue che i dispositivi NAS possono costituire una soluzione economica per le esigenze di storage a livello workgroup o anche in grandi Web farm nelle quali la rete può essere progettata con grandi capacità. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 16

Applicazioni di architetture NAS Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 17

Architettura SAN • Una rete SAN (Storage Area Network) è molto semplicemente una rete dedicata allo storage. Più precisamente, il dizionario tecnico pubblicato dalla Storage Networking Industry Association (SNIA) definisce una rete SAN nei seguenti termini: Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 18

Una rete il cui scopo principale è il trasferimento di dati tra sistemi di computer ed elementi di storage e tra elementi di storage. Una rete SAN consiste in un’infrastruttura di comunicazione, che fornisce connessioni fisiche, e in un livello di gestione, che organizza connessioni, elementi di storage e sistemi di computer in modo da garantire un trasferimento di dati sicuro e robusto. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 19

In una rete SAN le periferiche di storage sono connesse ai server attraverso una nuova topologia costituita essenzialmente da dei canali -essenzialmente in fibra ottica- e da Costituzione di una SAN • hub, • swich router e • bridge che in teoria consente la coesistenza di sistemi e dispositivi di storage di natura eterogenea, sebbene nella pratica gli aspetti di interoperabilità costringano ancora a creare reti SAN omogenee. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 20

Vantaggi di una SAN Le aziende devono poter accedere ai dati in modo rapido e sicuro e quindi la filosofia dell'architettura SAN è quella di poter integrare tutte le caratteristiche dei tradizionali sistemi di memorizzazione: • Alte prestazioni • Alta disponibilità • Scalabilità • Facilità di gestione Tutto questo con le caratteristiche di connettività e accesso distribuito del network computing, attraverso un’architettura di rete dedicata alla gestione e archiviazione dei dati, in grado di non sovraccaricare i server nelle operazioni di scrittura e lettura dei dati, da e verso lo storage. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 21

Le reti SAN forniscono una serie di indubbi vantaggi rispetto ai dispositivi di storage connessi direttamente ai server. Offrono una connettività any-toany tra server e dispositivi di storage, aprendo in tal modo la strada al trasferimento diretto di dati tra periferiche di memorizzazione (dischi o tape), conseguenti indubbi miglioramenti dell’ efficienza dello spostamento dei dati e di processi, quali il backup o la replica dei dati. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 22

Con l’architettura SAN è possibile ottenere: • Una visione e gestione centralizzata di tutti i dati • • aziendali a livello di client, server, storage e nodi di rete. Configurazioni cluster gestite centralmente e facilmente espandibili, sia dal punto di vista del numero di server (scalabilità), sia per l’espansione dello storage. Una migliore capacità di gestione delle risorse in generale attraverso tool specifici sviluppati per l’architettura SAN. Backup dei dati centralizzato, in grado di garantire elevate performance e integrità dei dati (non ottenibili attraverso le classiche architetture che fanno capo alla LAN per il trasferimento dei dati durante le operazioni di archiviazione dei dati). Architetture e configurazioni per la gestione di notevoli quantità di dati (terabyte) e con elevati data transfer rate. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 23

Architettura SAN: i dati transitano attraverso gli Hub/Switch FC e non sovraccaricano la LAN NAS VS SAN - Le nuove Luglio 2004 architetture storage 24

Ma cosa rende così vantaggiosa una SAN? STANDARD FIBRE CHANNEL ANSI X 3. 230. 1994 Fibre Channel è una tecnologia standard (ANSI x 3. 230. 1994), nata per il trasferimento dei dati ad alta velocità e in grado di offrire elevate prestazioni e livelli di affidabilità. La tecnologia Fibre Channel risolve numerosi problemi legati alla connessione dello storage e dei server, permettendo la connessione dei dispositivi su lunghe distanze, fino a 10 Km senza l’uso di ripetitori connessioni in fibra ottica e 30 metri connessione in rame. Inoltre, l’affidabilità della connessione Fibre Channel è superiore a quella di Ethernet. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 25

• Fast Ethernet 100 Mbit/secondo • FDDI 100 Mbit/secondo • ATM 155 Mbit/secondo • Fibre Channel 1. 060 Mbit/secondo (2. 120 Mbit/secondo in FIBRE CHANNEL configurazione full duplex) 2. 120 Mbit/secondo (4. 240 Mbit/secondo in configurazione full duplex) Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 26

Vantaggi offerti dallo standard Fibre Channel: • Miglioramento delle prestazioni, capacità e affidabilità dei sistemi di memorizzazione e della rete di computer. • Aggiunta o rimozione dei dispositivi (RAID, librerie, dischi, eccetera), senza alcuna interruzione del servizio; possibilità di collegare i diversi dispositivi direttamente in rete, raggiungendo maggiori distanze tra i server e i dispositivi di memorizzazione (fino a 10 km), e assicurando l’integrità dei dati lungo l’intera connessione. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 27

Quali applicazioni per le SAN • • • L’impiego di Fibre Channel o di qualsiasi alta tecnologia di networking proposta per le reti SAN consente inoltre: di raggiungere distanza di connettività superiori e prestazioni migliori rispetto a quanto non sia possibile dall’attuale tecnologia SCSI faciliteranno il compito di centralizzare la gestione dello storage e traineranno l’ adozione di strategie di gestione remota e di protezione dei dati, il consolidamento dello storage, il clustering dei sistemi e la condivisione dei dati tra piattaforme diverse. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 28

Quando adotteremo una SAN? ? Garantendo alte prestazioni e un accesso diretto ai dischi (Block I/O) le SAN faciliteranno lo spiegamento di database centralizzati e di applicazioni enterprise quali il Data Warehousing. Inoltre traineranno altre iniziative storage quali il consolidamento dello storage, la protezione dei dati e il disaster recovery. Potranno beneficiare di queste prestazioni tutte quelle applicazioni che richiedono un’elevata ampiezza di banda, quali ad esempio: • Storage e data consolidation • Salvataggio di data base • Applicazioni distribuite • Applicazioni cluster • Alta affidabilità • Archivi di immagini, foto, grafica, CAD e dati multimediali • Controllo e gestione dati • Disaster recovery. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 29

QUALI DIFFERENZE TRA SAN E NAS? • Le soluzioni NAS (Network Attached Storage) sfruttano un veloce e leggero sistema operativo (microkernel), progettato esclusivamente per la gestione dei protocolli di rete e dello storage. Con l’architettura NAS, i dispositivi Storage si connettono direttamente alla LAN ed operano attraverso set di protocolli di rete standard (come IP). I dispositivi NAS sono tipicamente ottimizzati per compiere operazioni specifiche, come ad esempio funzioni di file server. • L’aspetto negativo dei dispositivi NAS è legato all’elevato traffico di rete creato sulla LAN per il trasferimento dei dati, superabile in parte attraverso un’accurata segmentazione della rete di computer. • Le soluzioni SAN e NAS possono coesistere all’interno della stessa azienda ed in molti casi sono tecnologie complementari. Comunque, fin da ora, appare chiaro che le soluzioni NAS migreranno verso un approccio SAN. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 30

SAN: un’ architettura flessibile e scalabile • Il risultato dello sviluppo dell’architettura SAN è una struttura che integra una sofisticata tecnologia in grado di offrire soluzioni flessibili e allo stesso tempo altamente affidabili. Oggi, con l’architettura SAN è possibile reagire efficacemente ai costanti cambiamenti della struttura informatica aziendale, aggiungendo le risorse necessarie: • Nella misura in cui servono. • Nel momento in cui servono. • Questo significa proteggere gli investimenti ed essere sempre pronti per la crescita. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 31

E’ possibile la coesistenza tra SAN e NAS? i dispositivi NAS, che forniscono un accesso condiviso di elevate prestazioni ai dati (file system), anche le reti SAN promettono tra le altre cose di fornire elevate prestazioni e condivisione dei dati. La scelta tra SAN e NAS non è mutuamente esclusiva. Topologie SAN e periferiche NAS coesistono infatti "pacificamente" in molti data center. Per esempio, in un data center una SAN può essere utilizzata per collegare server di database e di applicazioni con una serie di grandi periferiche di storage su cui risiedono i dati, mentre uno o più dispositivi NAS possono essere collegati alla rete LAN per fornire accesso ai file ai vari client Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 32

Quando e quale tecnologia scegliere? • E’ dettata principalmente dalle esigenze da soddisfare e in parte da considerazioni di maturità della tecnologia. Se l'esigenza è quella di consentire a una serie di client l'accesso a file condivisi, la tecnologia NAS è solitamente la risposta più adatta, dato che tali dispositivi sono attualmente in grado di offrire ottime prestazioni in tal senso. Dato che i sistemi NAS vengono implementati sulla base di LAN e protocolli di file system esistenti, questa tecnologia si rivela relativamente matura in confronto alle reti SAN. Dal canto loro molti responsabili IT devono fare i conti con l'esigenza di consolidare i dati utilizzando grandi database o applicazioni quali Microsoft Exchange su un piccolo numero di piattaforme di storage condivise al fine di migliorare la gestione centralizzata dei dati oppure desiderano poter sfruttare i vantaggi derivanti dallo spostamento di dati tra periferiche per quanto riguarda applicazioni quali il backup o la replica dei dati. In questo caso le topologie SAN possono fornire funzionalità uniche in grado di rispondere a tali esigenze. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 33

Le SAN permettono di incrementare la capacità in linea senza dover riconfigurare o interrompere il funzionamento dei sistemi presenti in azienda e connessi alla rete. In altre parole, i responsabili dei sistemi informativi potranno creare un'infrastruttura di memorizzazione nel momento, nel luogo e nel modo più opportuno, aggiungendo memoria di massa, ampiezza di banda, capacità e connettività solo quando vi è un reale bisogno, riducendo così i costi complessivi per tali operazioni ed aumentando nel contempo l’affidabilità totale dell’ambiente di lavoro. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 34

Scalabilità: Le architetture SAN offrono un’elevata scalabilità grazie ad un approccio modulare. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 35

Conclusioni Abbiamo visto che le tecnologie SAN e NAS sono in grado di offrire ai responsabili IT funzionalità diverse e complementari. Le topologie SAN offrono la possibilità di consolidare lo storage e migliorare la protezione dei dati e i processi di gestione dello storage grazie a una rete di storage dedicata a elevate prestazioni. I sistemi NAS dal canto loro offrono a sistemi eterogenei la possibilità di servire e condividere file con elevate prestazioni e bassi costi di amministrazione. Utilizzate congiuntamente, queste due tecnologie forniscono un potente strumento che consente di soddisfare le esigenze dei data center. Il fatto che SAN e NAS possano coesistere e interoperare significa che gli investimenti in una o in entrambe queste tecnologie manterranno il proprio valore anche in futuro, visto che queste due tecnologie costituiscono il futuro dello storage networking. Luglio 2004 NAS VS SAN - Le nuove architetture storage 36