Che cos'è una rete SAN (Storage Area Network) e come funziona?

Una rete SAN (Storage Area Network) è una rete dedicata di dispositivi di storage utilizzata per fornire un pool di storage condiviso a cui possono accedere più computer e server. La memorizzazione dei dati in un'architettura di storage condivisa e centralizzata come una rete SAN consente alle organizzazioni di gestire lo storage da una posizione comune e di applicare policy coerenti per la sicurezza, la data protection e il disaster recovery.

Quali sono i casi d'uso delle reti SAN?

Le reti SAN sono utilizzate per consentire a più computer e server di fornire l'accesso a un pool di storage condiviso. Lo storage appare ai computer della rete come Direct Attached Storage.

Una rete SAN sposta lo storage dai singoli server in una posizione centrale dove è possibile accedervi, gestirlo e proteggerlo. La connessione dello storage ai server tramite una rete LAN tradizionale separata ottimizza la performance del traffico di storage, perché il traffico non deve condividere la larghezza di banda della LAN con i server e i workload.

Perché si chiama SAN?

SAN è l'acronimo di Storage Area Network, cioè "rete di area di storage". Le reti SAN consolidano lo storage in un'unica area di storage separata dalla rete locale (LAN). I computer e i dispositivi connessi alla rete SAN hanno accesso a dispositivi di storage come librerie a nastro e array di dischi disponibili sui server SAN come se si trattasse di storage locale.

Come funziona lo storage SAN?

I componenti di una rete SAN comprendono cablaggio, host bus adapter e switch SAN collegati agli array storage e ai server. Le reti SAN utilizzano lo storage basato su blocchi e l'architettura ad alta velocità per connettere i server alle unità disco logiche (LUN), un intervallo di block storage da un pool di storage condiviso, e vengono visualizzate dal server come un disco logico. 

Una rete SAN comprende tre livelli distinti: host, infrastruttura e storage.

Livello host

Il livello host è costituito dai server collegati alla SAN, che eseguono workload aziendali per i quali è necessario l'accesso allo storage, ad esempio i database. 

Gli host SAN utilizzano gli host bus adapter (HBA), adattatori di rete separati dedicati all'accesso alla rete SAN, per interfacciarsi con il sistema operativo del server. Ciò consente a un workload di comunicare comandi e dati di storage alla rete SAN e alle sue risorse di storage utilizzando il sistema operativo.

Livello infrastruttura

Il livello infrastruttura comprende il cablaggio e i dispositivi di rete che costituiscono l'infrastruttura di rete che interconnette gli host e lo storage della rete SAN. I dispositivi di rete SAN possono includere switch SAN, gateway, router e bridge di protocollo.

Il livello infrastruttura offre una maggiore ridondanza rispetto a una rete normale, fornendo più percorsi alternativi dagli host allo storage tramite l'infrastruttura. Ciò significa che, in caso di interruzione di un percorso, la SAN può utilizzare un percorso alternativo per la comunicazione.

Livello storage

Il livello storage comprende diversi dispositivi di storage, che in genere sono unità disco rigido (HDD), ma possono includere SSD, CD, DVD e unità a nastro. I dispositivi di storage all'interno di una rete SAN possono essere organizzati in gruppi RAID per aumentare la capacità di storage e migliorare l'affidabilità.

Le tecnologie SAN supportano diversi protocolli che consentono ai livelli, alle applicazioni e ai sistemi operativi di comunicare. Il protocollo più utilizzato è Fibre Channel Protocol (FCP), che si basa sulla tecnologia Fibre Channel (FC). Internet Small Computing System Interface (iSCSI), un'alternativa meno costosa rispetto alla tecnologia FC, è comunemente utilizzata dalle organizzazioni di piccole e medie dimensioni. 

Lo storage SAN è una valida opzione di backup?

Le reti SAN rappresentano una valida opzione di backup per diversi motivi:

• Consentono di unire i backup di più server in un'unica posizione e offrono la flessibilità necessaria per eseguire lo scale-up della capacità di storage in base alle esigenze. 

• Una soluzione SAN supporta anche backup più veloci. Poiché i server possono eseguire il backup direttamente sulla rete SAN, i backup inviati a tale rete non devono viaggiare sulla rete LAN e non sono influenzati dal traffico della rete locale. 

• Qualora si verifichi un guasto di un server di un cluster SAN, il workload del server viene trasferito automaticamente a uno degli altri server della rete SAN. È inoltre possibile replicare i dati su una rete SAN esterna per supportare il disaster recovery. 

• Poiché una rete SAN si basa su un'infrastruttura di rete di dispositivi di storage e computer interconnessi, se si verifica un'interruzione in un percorso di rete, è possibile attivare un percorso alternativo. In questo modo si riduce la probabilità che il guasto di un singolo dispositivo renda inaccessibile lo storage.

Quali sono i vantaggi dello storage SAN?

Le soluzioni SAN offrono diversi vantaggi per i workload aziendali, tra cui:

Aumento delle performance

Una rete SAN sposta l'elaborazione dello storage dai server a una rete separata dedicata alle attività di storage. Poiché la rete SAN è riservata allo storage, le performance del traffico non sono influenzate dal traffico sulla rete LAN. Una soluzione SAN aumenta anche le performance sulla rete LAN, eliminando il traffico di storage e liberando larghezza di banda. 

Maggiore scalabilità

Le reti SAN possono essere costituite da migliaia di server host SAN e dispositivi di storage che è possibile sottoporre a scale-out aggiungendo nuovi host e ulteriore capacità di storage per soddisfare le esigenze aziendali in continuo cambiamento. 

Disponibilità migliore

In una rete SAN, lo storage rimane indipendente dalle applicazioni ed è accessibile attraverso più percorsi. Qualora si verifichi un errore di comunicazione, l'infrastruttura di rete può utilizzare un percorso alternativo per mantenere la disponibilità dello storage.

Gestione centralizzata

Le reti SAN semplificano la gestione dello storage con funzionalità centralizzate che possono essere applicate a tutte le risorse di storage della rete SAN. Le funzionalità possono includere la crittografia dei dati, la deduplica dei dati e la replica di storage.

Sicurezza dei dati migliorata

Con una rete SAN, gli algoritmi di data protection vengono implementati in un'unica posizione. Questo garantisce che le configurazioni di sicurezza e conformità siano applicate in modo coerente a tutti i server della rete SAN.

Come accedere a una rete SAN: 3 modi tipici

Per accedere a una rete SAN è possibile utilizzare diversi protocolli, di cui FCP, iSCSI e FCoE sono quelli più comuni. 

Fibre Channel (FCP) è in assoluto il protocollo SAN più diffuso. FCP utilizza comandi SCSI con una connessione Fiber Channel (FC) sottostante per trasmettere dati tra storage, server, switch e data center.

FC è una tecnologia di rete ad alta velocità che offre performance fino a 16 gigabit al secondo e utilizza supporti ottici e in rame a distanze fino a 10 km. Il protocollo FC è considerato un protocollo più sicuro di TCP/IP e meno soggetto a malware e all'errore umano. 

Internet Small Computer Systems Interface (iSCSI) è un protocollo a blocchi che consente il trasporto di pacchetti SCSI su una rete TCP/IP. Offre lo stesso accesso allo storage a livello di blocco di FCP, ma utilizza reti Ethernet convenzionali. iSCSI utilizza Transport Control Protocol (TCP) per consentire l'invio di comandi SCSI tramite Internet, LAN e WAN (Wide Area Network). 

Fibre Channel over Ethernet (FCoE). Invece di TCP/IP e di link Ethernet ad alta velocità, FCoE utilizza link Fibre Channel tra dispositivi SAN. FCoE funziona inviando pacchetti Fibre Channel all'interno di pacchetti Ethernet su una rete Ethernet. Ciò richiede switch e adattatori speciali abilitati per FCoE che uniscano le funzionalità di un host bus adapter con un adattatore di rete Ethernet. FCoE è un'eccellente alternativa a Fibre Channel standard quando si utilizzano reti a performance più elevate.

Quando è consigliabile utilizzare lo storage SAN?

Ci sono due casi d'uso specifici in cui lo storage SAN è particolarmente indicato:

Gestione di database  

Le reti SAN forniscono le elevate velocità di elaborazione I/O e la bassa latenza che sono necessarie per i database aziendali di grandi dimensioni in ambienti transazionali ad alta velocità. Questi database contengono spesso dati mission critical che richiedono performance e disponibilità elevate. 

Grazie alla tecnologia Fibre Channel, che può supportare velocità fino a 128 Gbps, le reti SAN possono soddisfare i requisiti di velocità di trasmissione e latenza dei database aziendali. Le reti SAN offrono anche l'elaborazione parallela e il supporto per RAID e le unità sostituibili a caldo per una gestione dei dati ottimizzata.

Virtualizzazione

Le reti SAN sono adatte a implementazioni di virtualizzazione a performance elevate su larga scala che eseguono un'ampia gamma di sistemi operativi e applicazioni. Una rete SAN può trasferire rapidamente più flussi di I/O tra macchine virtuali e host di virtualizzazione e fornire la scalabilità e la flessibilità necessarie per supportare la natura dinamica di un ambiente virtuale. 

Una rete SAN è in grado di supportare un'ampia gamma di sistemi operativi, applicazioni e tecnologie di virtualizzazione, e di fornire l'affidabilità dell'infrastruttura necessaria negli ambienti virtualizzati per evitare guasti che causano interruzioni ripetute delle attività delle applicazioni.

Quanto costa lo storage SAN?

Il costo esatto di una rete SAN dipende dal workload e dalle esigenze di storage dell'organizzazione. 

In genere, una rete SAN richiede host bus adapter (HBS), cavi in fibra, switch e dischi FC, array di dischi e nastri connessi a FC. Le reti SAN più piccole, con un massimo di 10 server e mezzo terabyte di storage, possono costare circa 100.000 dollari, mentre le soluzioni SAN più avanzate possono costare oltre un milione di dollari.

I fattori che incidono sul costo dell'implementazione di una rete SAN sono il tipo (FC o iSCSI), il produttore e il modello, la velocità, la capacità e il tipo di dischi, la capacità del controller, le licenze per le funzionalità e la capacità e i requisiti di manutenzione e supporto.

Sfrutta velocità di trasferimento più elevate con le soluzioni NVMe di Pure

Alla luce dei vantaggi descritti sopra, un numero sempre maggiore di organizzazioni moderne sta implementando soluzioni SAN che utilizzano lo storage all-flash per le sue performance elevate, la bassa latenza e i costi totali inferiori.

I protocolli FCP, iSCSI e FCoE funzionano bene con le SAN basate su HDD e nastro, ma possono causare colli di bottiglia delle performance con le soluzioni all-flash.

NVMe (Non-Volatile Memory express) è un protocollo di trasferimento che consente di accedere rapidamente allo storage della memoria flash utilizzando un bus PCI Express (PCIe) ad alta velocità. I vantaggi dello storage NVMe includono velocità di trasferimento e di trasmissione dei dati più elevate nonché parallelismo con oltre 64.000 code per le operazioni di I/O.

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