NAS
vs
SAN
Le nuove architetture storage
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?? STORAGE ??
•
•
Un sistema di
STORAGE si occupa
di:
immagazzinamento di
dati
.. e della loro gestione
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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.
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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.
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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.
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Classificazione dei sistemi di storage:
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Le architetture di storage
Possono essere:
• Tradizionali (DAS)
• Storage networking (NAS e SAN)
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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:
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• 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.
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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
“crollano”.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Applicazioni di architetture NAS
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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:
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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.
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Costituzione di una SAN
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
• 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.
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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.
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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), con conseguenti indubbi miglioramenti dell’ efficienza dello
spostamento dei dati e di processi, quali il backup o la replica dei dati.
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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.
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Architettura SAN:
i dati transitano
attraverso gli
Hub/Switch FC e
non sovraccaricano
la LAN
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Ma cosa rende così vantaggiosa una SAN?
STANDARD FIBRE CHANNEL
ANSI X3.230.1994
Fibre Channel è una tecnologia standard (ANSI
x3.230.1994), 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 con connessioni in fibra ottica e 30
metri connessione in rame. Inoltre, l’affidabilità della
connessione Fibre Channel è superiore a quella di Ethernet.
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•
•
•
•
Fast Ethernet
FDDI
ATM
Fibre Channel
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100 Mbit/secondo
100 Mbit/secondo
155 Mbit/secondo
1.060 Mbit/secondo
(2.120Mbit/secondo in
FIBRE
configurazione full duplex)
2.120 Mbit/secondo
(4.240Mbit/secondo in
configurazione full duplex)
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CHANNEL
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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Scalabilità: Le architetture SAN offrono un’elevata scalabilità grazie ad un
approccio modulare.
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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.
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