Qu’est-ce qu’un réseau de stockage (SAN) et quel est son fonctionnement ?

Un réseau de stockage (SAN) est un réseau de périphériques de stockage utilisé pour fournir un volume de stockage partagé auquel plusieurs ordinateurs et serveurs peuvent accéder. En stockant leurs données dans une architecture de stockage partagé et centralisé comme les SAN, les entreprises peuvent gérer le stockage depuis un seul endroit et appliquer des politiques cohérentes en matière de sécurité, de protection des données et de reprise après sinistre.

À quoi sert le SAN ?

Les SAN sont utilisés pour donner accès à un volume de stockage partagé entre plusieurs ordinateurs et serveurs. Le stockage apparaît aux ordinateurs du réseau comme un stockage direct (DAS).

Avec un SAN, les serveurs individuels n’ont plus la responsabilité du stockage, ce dernier est accessible, géré et protégé dans un lieu central. Connecter le stockage aux serveurs par l’intermédiaire d’un réseau séparé du réseau local traditionnel permet d’optimiser les performances du trafic de stockage, qui n’entre plus en concurrence avec les serveurs et les charges de travail sur la bande passante du réseau local.

D’où vient le nom SAN ?

SAN est l’acronyme de « storage area network ». Les SAN regroupent le stockage dans une seule zone séparée du réseau local (LAN). Les ordinateurs et les périphériques connectés au SAN accèdent aux dispositifs de stockage disponibles sur les serveurs du SAN (bibliothèques de bandes et baies de disques, par exemple) comme s’il s’agissait d’un stockage local.

Comment fonctionne le stockage SAN ?

Les composants du SAN comprennent le câblage, les adaptateurs de bus hôtes et les commutateurs SAN reliés aux baies de stockage et aux serveurs. Les SAN utilisent un stockage par blocs et une architecture haute vitesse pour connecter les serveurs aux unités logiques (LUN), un volume de stockage en mode bloc constitué à partir d’un volume de stockage partagé, et apparaissent au serveur comme un disque logique. 

Un SAN comprend trois couches distinctes : une couche hôte, une couche de structure et une couche de stockage.

Couche hôte

La couche hôte comprend les serveurs connectés au SAN, qui exécutent les charges de travail d’entreprise nécessitant un accès au stockage, par exemple aux bases de données. 

Les hôtes SAN utilisent des adaptateurs de bus hôtes (HBA), des adaptateurs réseau séparés dédiés à l’accès au SAN, pour interfacer avec le système d’exploitation d’un serveur. Une charge de travail peut ainsi communiquer des commandes de stockage et des données au SAN et à ses ressources de stockage en utilisant le système d’exploitation.

Couche de structure

La couche de structure comprend le câblage et les périphériques qui constituent le réseau reliant les hôtes et le stockage SAN. Les périphériques réseau SAN peuvent inclure des commutateurs SAN, des passerelles, des routeurs et des ponts de protocole.

La couche de structure offre une redondance accrue par rapport à un réseau ordinaire en fournissant plusieurs chemins alternatifs entre les hôtes et le stockage. Cela signifie qu’en cas d’interruption sur un chemin, le SAN peut utiliser un autre chemin pour communiquer.

Couche de stockage

La couche de stockage comprend plusieurs périphériques, généralement des disques durs, mais il peut s’agir de SSD, de CD, de DVD et de lecteurs de bandes. Les périphériques de stockage au sein d’un SAN peuvent être organisés en groupes RAID pour augmenter la capacité de stockage et améliorer la fiabilité.

Les technologies SAN prennent en charge plusieurs protocoles qui permettent aux couches, aux applications et aux systèmes d’exploitation de communiquer. Le protocole le plus couramment utilisé est le protocole Fibre Channel (FCP), basé sur la technologie Fibre Channel (FC). Les PME utilisent souvent le protocole Internet Small Computing System Interface (iSCSI), car il s’agit d’une alternative au FC moins onéreuse. 

Le stockage SAN est-il une option de sauvegarde intéressante ?

Les réseaux de stockage sont de bonnes options de sauvegarde pour plusieurs raisons :

• Les SAN permettent de regrouper les sauvegardes de plusieurs serveurs au même endroit et offrent la possibilité d’augmenter la capacité de stockage en fonction des besoins. 

• Un SAN permet également d’effectuer des sauvegardes plus rapidement. Comme les serveurs peuvent sauvegarder directement sur le SAN, les sauvegardes n’ont pas besoin de passer par le LAN et ne sont pas affectées par le trafic sur le réseau local. 

• Si l’un des serveurs d’un cluster SAN tombe en panne, la charge de travail de ce serveur est automatiquement basculée vers un autre serveur du SAN. Il est également possible de répliquer les données sur un SAN hors site pour assurer la reprise après sinistre. 

• Puisqu’un SAN repose sur un réseau de périphériques de stockage et d’ordinateurs interconnectés, si une interruption se produit sur un chemin du réseau, un autre chemin peut être utilisé. Cela réduit la probabilité que la défaillance d’un périphérique unique rende le stockage inaccessible.

Quels sont les avantages du stockage SAN ?

Les solutions SAN offrent plusieurs avantages pour les charges de travail d’entreprises :

Performance améliorée

Un SAN transfère le traitement du stockage des serveurs vers un réseau séparé dédié aux tâches de stockage. Le SAN étant réservé au stockage, les performances ne sont pas affectées par le trafic sur le LAN. Une solution SAN augmente également les performances sur le réseau local en supprimant le trafic de stockage et en libérant de la bande passante. 

Évolutivité accrue

Les SAN peuvent comprendre des milliers de serveurs hôtes et périphériques de stockage, qui peuvent être étendus en ajoutant de nouveaux hôtes et de nouvelles capacités de stockage pour répondre à l’évolution des besoins de l’entreprise. 

Meilleure disponibilité

Dans un SAN, le stockage reste indépendant des applications et est accessible via plusieurs chemins. En cas d’échec de la communication, le réseau peut utiliser un chemin alternatif pour assurer la disponibilité du stockage.

Administration centralisée

Les SAN simplifient la gestion du stockage grâce à des fonctionnalités centralisées qui peuvent être appliquées à toutes les ressources. Ces fonctionnalités incluent le chiffrement et la déduplication des données, ainsi que la réplication du stockage.

Sécurité des données renforcée

Avec un SAN, les algorithmes de protection des données sont mis en œuvre en un seul endroit. Cela permet de garantir que les configurations de sécurité et de conformité sont appliquées de manière homogène à tous les serveurs du SAN.

Accès au SAN : 3 méthodes principales

On peut utiliser plusieurs protocoles pour accéder au SAN. Les protocoles FCP, iSCSI et FCoE sont les plus courants. 

Le protocole Fibre Channel (FCP) est le protocole SAN le plus largement utilisé. Il utilise des commandes SCSI avec une connexion Fibre Channel (FC) sous-jacente pour transmettre des données entre le stockage, les serveurs, les commutateurs et les datacenters.

C’est une technologie de réseau haute vitesse qui offre des performances allant jusqu’à 16 gigabits par seconde et prend en charge les médias fibre optique et cuivre sur des distances jusqu’à 10 km. On considère que le protocole FC est plus sûr que le protocole TCP/IP et moins sensible aux logiciels malveillants et aux erreurs humaines. 

Le protocole Internet Small Computer Systems Interface (iSCSI) est un protocole en mode bloc qui permet de transporter les paquets SCSI sur un réseau TCP/IP. Il fournit le même accès au stockage en mode bloc que le protocole FCP, mais utilise des réseaux Ethernet classiques. Le protocole iSCSI fonctionne au-dessus du protocole TCP (Transport Control Protocol) pour permettre l’envoi de commandes SCSI sur Internet, les réseaux locaux et les réseaux étendus (WAN). 

Fibre Channel over Ethernet (FCoE). Au lieu d’utiliser le protocole TCP/IP et des liens Ethernet haute vitesse, le protocole FCoE utilise des liens Fibre Channel entre les périphériques SAN. Il envoie des paquets Fibre Channel dans des paquets Ethernet sur un réseau Ethernet. Cela nécessite des commutateurs et des adaptateurs spéciaux compatibles FCoE qui associent la fonctionnalité d’un adaptateur de bus hôte FC avec un adaptateur réseau Ethernet. Le protocole FCoE est une excellente alternative au protocole Fibre Channel standard lorsqu’on utilise des réseaux plus performants.

Quand utiliser un stockage SAN ?

L’utilisation d’un stockage SAN est particulièrement conseillée dans deux cas précis :

Gestion de bases de données  

Les SAN offrent des vitesses élevées pour le traitement des E/S et une latence faible nécessaire aux bases de données des grandes entreprises dans des environnements transactionnels haute vitesse. Ces bases de données contiennent souvent des données stratégiques qui nécessitent des performances et une disponibilité élevées. 

Grâce à la technologie Fibre Channel, qui peut prendre en charge des vitesses allant jusqu’à 128 Gbit/s, les SAN peuvent répondre aux exigences des bases de données d’entreprise en matière de débit et de latence. Les réseaux de stockage assurent un traitement parallèle et prennent en charge les disques échangeables à chaud et RAID pour une meilleure gestion des données.

Virtualisation

Les SAN conviennent aux déploiements de virtualisation haute performance à grande échelle qui exécutent un large éventail de systèmes d’exploitation et d’applications. Un SAN peut transférer rapidement plusieurs flux d’E/S entre les machines virtuelles et les hôtes de virtualisation, et offrir l’évolutivité et la flexibilité nécessaires pour prendre en charge la nature dynamique d’un environnement virtuel. 

Un réseau de stockage peut prendre en charge un large éventail de systèmes d’exploitation, d’applications et de technologies de virtualisation et assure la fiabilité de l’infrastructure dans les environnements virtualisés afin d’éviter les défaillances entraînant des pannes multiples au niveau des applications.

Comment coûte un stockage SAN ?

Le coût exact d’un SAN dépendra de la charge de travail et des besoins de votre organisation en matière de stockage. 

En général, un SAN nécessite des adaptateurs de bus hôtes FC (HBS), des câbles à fibre optique, des commutateurs et des disques FC, des baies de disques et des bandes connectées par FC. Les petits SAN comprenant jusqu’à 10 serveurs et un demi-téraoctet de stockage peuvent coûter environ 100 000 dollars. Les solutions SAN plus avancées peuvent coûter plus d’un million de dollars.

Les facteurs déterminant le coût du déploiement d’un SAN sont notamment le type de SAN (FC ou iSCSI) ; le fabricant et le modèle ; le type, la vitesse et la capacité des disques ; la capacité du contrôleur ; les fonctionnalités et les licences de capacité ; ainsi que les exigences en matière de maintenance et de support.

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Compte tenu des avantages décrits ci-dessus, de plus en plus d’entreprises modernes déploient des solutions SAN utilisant le stockage 100 % flash pour sa haute performance, sa faible latence et son coût total réduit.

Si les protocoles FCP, iSCSI et FCoE fonctionnent bien avec les réseaux de stockage sur disques durs et sur bandes, ils peuvent provoquer des goulets d’étranglement au niveau des performances avec les solutions 100 % flash.

Le protocole NVMe (non-volatile memory express) est un protocole de transfert permettant d’accéder rapidement au stockage de la mémoire flash en utilisant un bus PCI Express (PCIe) à haute vitesse. Le stockage NVMe offre des vitesses de transfert plus rapides, un débit de données plus important et un parallélisme élevé avec plus de 64 K de files d’attente pour les opérations E/S.

Tirez parti des vitesses des transferts accrues avec les solutions NVMe de Pure Storage. Conçues de A à Z pour optimiser le potentiel du stockage NVMe, elles incluent :

• DirectFlash® Fabric : bénéficiez de la performance d’un SAN conçu pour les SSD.
• FlashArray//X : une baie 100 % flash optimisée par la performance pour les applications de stockage en mode bloc Tier 0 et Tier 1.