In un panorama tecnologico in continua evoluzione, i dati sono diventati la linfa vitale delle aziende. L’aumento esponenziale di dati ha stimolato lo sviluppo di complessi sistemi di archiviazione per gestire questi volumi in modo efficiente. Uno dei protagonisti più importanti nel campo dell’archiviazione dei dati è la Storage Area Network (SAN). Le Storage Area Network (SAN) sono fondamentali per la gestione e l’elaborazione di grandi volumi di dati, perché garantiscono accessibilità, scalabilità ed elevata disponibilità.
Questo articolo si addentra nel mondo delle SAN, illustrandone i componenti, i tipi, i vantaggi, le pratiche di gestione e il loro ruolo rispetto al Network Attached Storage (NAS).
Che cos’è una Storage Area Network (SAN)?
Una Storage Area Network (SAN) è una rete specializzata ad alta velocità che collega più dispositivi di storage, come server e array di storage, per fornire un’infrastruttura di archiviazione consolidata e gestita in modo centralizzato. Le Storage Area Network operano indipendentemente dalla rete locale e fungono da percorso dedicato per l’archiviazione e il recupero dei dati. Una tipica SAN è composta da tre livelli che lavorano insieme per creare una rete funzionante.
Come funziona una Storage Area Network (SAN)?
La Storage Area Network è composta da tre livelli: il livello host, il livello fabric e il livello storage. Ogni livello svolge un ruolo fondamentale nella creazione di una Storage Area Network.
- Livello host
Il livello host è costituito da server che comunicano con la SAN. Questi server inviano e ricevono dati da e verso i dispositivi di archiviazione collegati alla Storage Area Network.
- Livello fabric
Il livello fabric è responsabile dei dispositivi di rete che facilitano la comunicazione tra i server e i dispositivi di archiviazione. Questi dispositivi possono includere router, switch, gateway e bridge di protocollo.
- Livello storage
Infine, il livello storage comprende gli array di archiviazione in cui vengono memorizzati i dati. Questa separazione dei livelli consente una gestione e una distribuzione efficienti dei dati.
Che cos’è uno switch SAN?
Uno switch SAN è un hardware che collega i server ai dispositivi di archiviazione per spostare i dati tra i due. Gli switch SAN supportano il livello fabric, o base, di una SAN; alcuni possono essere utilizzati come dispositivi indipendenti, mentre altri possono essere interconnessi per creare un fabric più grande. La quantità di switch SAN da utilizzare dipende dalle dimensioni della Storage Area Network e dal suo livello fabric. In pratica, più grande è il livello fabric, più switch saranno necessari per collegare i componenti essenziali della Storage Area Network.
3 Protocolli SAN comuni
Il protocollo di una Storage Area Network determina il modo in cui i server e i dispositivi comunicano tra loro. A seconda delle dimensioni della configurazione, una SAN può utilizzare uno o più protocolli. Alcuni protocolli SAN comuni includono:
1) FCP
Fibre Channel Protocol (FCP) è un protocollo di comando utilizzato per le reti Fibre Channel (FC). FCP è il protocollo standard per i sistemi aperti ed è noto per il suo elevato throughput, molto superiore a quello di una LAN.
2) iSCSI
Internet Small Computer System Interface (iSCSI) è un protocollo basato su IP, utilizzato per trasportare comandi SCSI su reti IP. Questo protocollo può essere eseguito su quasi tutti i tipi di rete fisica grazie al fatto che utilizza il protocollo TCP/IP.
3) FCoE
Fibre Channel over Ethernet (FCoE) utilizza Ethernet per instradare i pacchetti FC. Può semplificare un’infrastruttura SAN utilizzando un unico dispositivo per trasportare sia i pacchetti IP che i dati di archiviazione.
Tipi di approcci SAN
Virtual SAN
Una Virtual Storage Area Network (vSAN) è una soluzione software-defined di archiviazione che astrae le risorse fisiche di archiviazione e le presenta come pool di archiviazione virtualizzati. Questo approccio offre molteplici vantaggi, tra cui una gestione semplificata dello spazio di archiviazione, un migliore utilizzo delle risorse e la possibilità di scalare lo spazio di archiviazione in modo indipendente. Le vSAN trovano applicazione in ambienti in cui la flessibilità e il controllo dei costi sono fondamentali, come i data center virtualizzati.
Questa è probabilmente un’area in cui le funzionalità SAN e NAS si sovrappongono in una certa misura. Grazie a funzionalità quali la gestione distribuita dei volumi logici, l’elevata disponibilità, le opzioni di clustering, e i filesystem a correzione automatica degli errori, molte distribuzioni NAS gratuite e open source come FreeNAS e OpenFiler possono essere definite di fatto Virtual SAN o SAN unificate (a seconda della configurazione). La maggior parte delle distribuzioni open source di Linux e UNIX, anche di livello consumer, offre spesso funzionalità di livello enterprise che possono aiutare a colmare il divario piuttosto ampio tra un’unità condivisa di Windows da un lato e una SAN a tutti gli effetti dall’altro.
SAN unificata
Le Storage Area Network unificate centralizzano lo spazio di archiviazione e il traffico di rete utilizzando un’unica infrastruttura di rete. Combinando la Storage Area Network e il traffico della rete locale sulla stessa rete, le SAN unificate semplificano la gestione e riducono i requisiti hardware. Questo approccio è vantaggioso per le organizzazioni che desiderano ottimizzare l’infrastruttura e ridurre la complessità.
SAN convergente
Le Storage Area Network convergenti fanno un ulteriore passo avanti nell’integrazione, combinando risorse di storage, elaborazione, rete e virtualizzazione in un’unica soluzione ottimizzata. Questo approccio riduce l’ingombro del data center, migliora l’utilizzo delle risorse e facilita la gestione e i backup. Le SAN convergenti sono particolarmente preziose per le aziende che cercano di ottimizzare le operazioni dei data center. Questo è un’altra situazione d’uso in cui SAN e NAS si sovrappongono dal punto di vista funzionale: molti o la maggior parte dei sistemi SAN funzionano in realtà con Linux o UNIX e molte funzioni SAN essenziali sono, di fatto, fornite da pacchetti software open source.
L’importanza della gestione delle Storage Area Network
La gestione efficace di una Storage Area Network è fondamentale per garantire prestazioni ottimali e longevità. La gestione delle SAN comprende una serie di attività e responsabilità, tra cui la configurazione, il monitoraggio, la risoluzione dei problemi e la pianificazione delle necessità. Il monitoraggio regolare delle prestazioni e le attività di manutenzione aiutano a identificare e risolvere potenziali problemi prima che abbiano un impatto sulle operazioni, contribuendo a un ambiente SAN stabile e affidabile.
Le best practice per la gestione delle Storage Area Network prevedono l’implementazione di solide misure di sicurezza, il rispetto degli standard di settore, l’aggiornamento del firmware e del software e l’impiego di strategie efficienti di backup e ripristino dei dati. Aderendo a queste pratiche, le organizzazioni possono mantenere in modo sostenibile un ambiente SAN sano e implementare misure solide per ridurre i rischi potenziali e quelli futuri.
Vantaggi dell’implementazione di una SAN
Miglioramento dell’accessibilità dei dati
Le Storage Area Network migliorano l’accessibilità dei dati fornendo uno storage centralizzato accessibile su più server contemporaneamente. In questo modo è possibile recuperare i dati in modo rapido ed efficiente, e questo contribuisce alla continua semplificazione delle operazioni aziendali.
Prestazioni migliorate
Le Storage Area Network migliorano l’efficienza della rete alleggerendo il traffico di storage dalla rete locale, riducendo la congestione e migliorando le prestazioni complessive del sistema. Questo aspetto è particolarmente vantaggioso negli ambienti ad alta intensità di scambio dati, dove l’accesso rapido ai dati è fondamentale.
Scalabilità
Le Storage Area Network sono progettate per scalare facilmente con l’aumento dei volumi di dati. Le organizzazioni possono aggiungere dispositivi di storage alla SAN senza interrompere le operazioni, e questo aspetto la rende una soluzione ideale per le aziende in rapida espansione.
Elevata disponibilità e ridondanza
Le Storage Area Network offrono un’elevata disponibilità dei dati grazie a meccanismi di ridondanza. I dati vengono spesso replicati su più dispositivi di archiviazione, in modo da garantire che, in caso di guasto di un dispositivo, i dati rimangano accessibili da altri dispositivi, contribuendo così alla continuità aziendale. Funzionalità come la replica trasparente del file system consentono di implementare soluzioni di disaster recovery rendendo trascurabile o nullo l’impatto di un eventuale disastro sulle normali attività aziendali.
SAN vs. NAS: Un’analisi comparativa
Comprendere le differenze
Pur essendo entrambe soluzioni di archiviazione in rete, SAN e NAS si differenziano per l’approccio di base. Le Storage Area Network operano a livello di blocchi, trattando i dispositivi di archiviazione come dischi raw, mentre i sistemi NAS operano a livello di file o file system, trattando lo spazio di archiviazione come un repository di file. Questo influisce su fattori quali la crittografia del disco, i metodi di accesso ai dati e le prestazioni del sistema.
Fattori chiave da considerare
La scelta tra SAN e NAS dipende da fattori come i requisiti di accesso ai dati, le esigenze di prestazioni, di scalabilità e le considerazioni sui costi. Le SAN sono più adatte a contesti richiedono un accesso a bassa latenza e un trasferimento di dati ad alta velocità, mentre i NAS sono spesso preferiti per la condivisione di file e la collaborazione. I sistemi NAS sono spesso più facili e/o più economici da implementare: abbondano le soluzioni NAS gratuite e open source, che spesso funzionano adeguatamente su hardware commodity di vecchia generazione e/o di fascia bassa. Le funzionalità a livello di file system, come il RAID software, la gestione dei volumi logici (LVM) locali e in rete, il controllo e la replica degli errori a livello di file system, possono spesso offrire uno storage abbastanza veloce e a bassa latenza, a seconda della configurazione di rete. Non è veloce come una SAN a tutti gli effetti, ma spesso è sorprendentemente rapido, considerando la differenza di costo spesso sostanziale in termini di licenze e implementazione.
SAN o NAS: Identificare la soluzione giusta
Per capire quale sia la soluzione giusta, le organizzazioni devono valutare i propri casi d’uso e i requisiti specifici. Il processo decisionale sarà guidato da una comprensione completa dei modelli di utilizzo dei dati, delle aspettative relative alle prestazione e dei vincoli di budget. Non si tratta in ogni caso di soluzioni che si escludono a vicenda: molte aziende utilizzano soluzioni SAN e NAS per affrontare problemi diversi, per esempio. Se una SAN, per esempio, è perfetta per un backend veloce di un grande sistema di archiviazione di database di vendita online mission-critical, probabilmente non vuoi invece che il tuo team di vendita lo usi per salvare i propri fogli di calcolo: in questo caso una soluzione di archiviazione NAS hosted/intranet sarebbe decisamente preferibile.
Passi per la configurazione delle Storage Area Network
La creazione di una Storage Area Network (SAN) funzionale ed efficiente comporta un processo meticoloso che richiede una pianificazione strategica, competenze tecniche e test rigorosi. Questo percorso a più tappe è composto da diverse fasi cruciali, ognuna delle quali contribuisce al successo finale dell’implementazione della SAN.
Pianificazione e progettazione
La fase iniziale definisce il contesto dell’intera configurazione della SAN. Si tratta di prendere decisioni critiche che avranno un impatto sull’architettura, le prestazioni e la scalabilità della rete:
Definizione dell’architettura SAN
La scelta dell’architettura SAN adatta, che si tratti di Fibre Channel SAN, iSCSI SAN o di un modello ibrido, è alla base della configurazione. La decisione dipende da fattori quali i requisiti di prestazione, i limiti di budget e i piani di espansione futuri.
Selezione dei componenti hardware
I componenti hardware scelti svolgono un ruolo significativo nell’efficienza della SAN. Server, array di storage, switch e router devono essere in linea con le specifiche di prestazione e devono integrarsi perfettamente nell’architettura scelta.
Progettazione della topologia
La topologia della rete definisce il flusso dei dati e la ridondanza. Le decisioni relative a fabric singoli o multipli, alle configurazioni degli switch e ai collegamenti inter-switch devono basarsi sulla necessità relativa alla tolleranza agli errori e sui modelli di traffico dati previsti.
Strategia di suddivisione in zone e masking LUN
Le strategie di suddivisione in zone e di masking del numero di unità logica (LUN) definiscono i controlli di accesso. La suddivisione in zone (zoning) isola i dispositivi per garantire sicurezza e prestazioni, mentre il masking LUN limita i server che possono accedere a specifici LUN di storage.
Implementazione
La fase di implementazione traduce il progetto strategico in infrastrutture tangibili attraverso un’esecuzione meticolosa:
Installazione dell’hardware
L’installazione fisica degli elementi hardware è una fase fondamentale. Il corretto posizionamento nel rack, il montaggio sicuro e le connessioni di alimentazione garantiscono la stabilità e la disponibilità dei componenti della SAN.
Configurazione di rete
La configurazione dei parametri di rete comporta l’assegnazione di identificatori univoci, intervalli di indirizzi IP, routing e altri protocolli necessari. Questa fase garantisce una comunicazione e un trasferimento dei dati senza problemi all’interno dell’ambiente SAN.
Configurazione della connettività
La creazione di connessioni tra i server e i dispositivi di storage è la spina dorsale della SAN. Cablaggio, indirizzamento e mappatura precisi sono fondamentali per un flusso di dati senza interruzioni. La velocità della SAN è pari a quella del suo collo di bottiglia più lento.
Configurazione dello zoning e del masking LUN
L’implementazione della strategia di suddivisione in zone (zoning) e masking LUN definita in fase di pianificazione garantisce un ambiente sicuro e ottimizzato. Le implementazioni utilizzano le VLAN per il partizionamento logico o fisico della rete per il massimo livello di controllo degli accessi.
Test e implementazione
Prima che la SAN sia pronta per l’applicazione in un ambiente di produzione, deve essere sottoposta a test completi che ne garantiscano l’idoneità:
Test delle prestazioni
Il test delle prestazioni è una fase critica della configurazione di una Storage Area Network (SAN) che si concentra sulla valutazione dell’efficienza della rete, della velocità di trasferimento dei dati e della reattività complessiva. La valutazione delle velocità di trasferimento dei dati, della latenza e dei tempi di risposta in presenza di diversi carichi di lavoro convalida la capacità della SAN di gestire i volumi di traffico previsti senza che ci sia un calo delle prestazioni.
Questa fase prevede di sottoporre la SAN a vari carichi di lavoro, da un traffico di dati moderato a uno intenso, per determinare la sua capacità di mantenere livelli di prestazioni costanti. Misurando fattori come la latenza, il throughput, i tassi di errore/ritrasmissione e le operazioni di I/O al secondo (IOPS), le organizzazioni possono identificare potenziali colli di bottiglia, individuare le aree da ottimizzare e garantire che la SAN sia in grado di gestire le richieste di dati previste senza compromettere la velocità o l’affidabilità.
Test di accesso ai dati
La convalida dell’accesso ai dati verifica che i server possano collegarsi ai dispositivi di archiviazione e recuperare i dati come richiesto, garantendo l’integrità del sistema. Il test di accesso ai dati è una fase cruciale in cui viene valutata rigorosamente la connettività tra i server e i dispositivi di archiviazione. Questa fase garantisce che i server possano connettersi con successo alle risorse di archiviazione designate e recuperare i dati senza interruzioni. Confermando la possibilità di accesso continuo, le organizzazioni garantiscono l’integrità dei dati e un’esperienza utente affidabile.
Test di tolleranza ai guasti e di ridondanza
Nella fase di test della tolleranza ai guasti e della ridondanza, vengono messe alla prova la solidità della SAN e la sua capacità di resistere ai guasti. Vengono introdotti scenari simulati, come la disconnessione di un dispositivo di storage o l’hard power cycling di un intero rack di server, per valutare la risposta della SAN. L’obiettivo è garantire che i meccanismi di ridondanza, come il failover e il load balancing, funzionino senza problemi, e che spostino il traffico di dati in modo fluido e trasparente in caso di guasto di un componente.
Verificando che la Storage Area Network sia in grado di sostenere le proprie operazioni anche in condizioni avverse, le organizzazioni possono garantire un’elevata disponibilità, ridurre al minimo i tempi di inattività e mantenere l’accessibilità dei dati, contribuendo alla continuità aziendale.
Strumenti di distribuzione e monitoraggio
Dopo l’esito positivo dei test, la Storage Area Network può essere configurata per la produzione. L’implementazione di strumenti di monitoraggio assicura un controllo continuo delle prestazioni, consentendo interventi tempestivi per mantenere un funzionamento ottimale. Il software della SAN dovrebbe avere un monitoraggio integrato e collegarsi ai principali sistemi di monitoraggio come Zabbix, PRTG o ilsoftware di endpoint management di NinjaOne.
Sfruttare il potenziale di una SAN: Muoversi nel complesso viaggio verso l’eccellenza nella gestione dei dati
Il viaggio verso la creazione di una Storage Area Network è un complesso e intricato sistema composto da pianificazione meticolosa, implementazione strategica e test rigorosi. Ogni fase svolge un ruolo fondamentale nel garantire un’infrastruttura di storage solida e ad alte prestazioni. I test approfonditi sono indispensabili per capire quando una SAN sia pronta per l’implementazione, e dovranno poi essere supportati da strumenti di monitoraggio che garantiscano l’efficienza costante del sistema.
Sebbene la scelta tra SAN e NAS dipenda da requisiti specifici, le SAN hanno dimostrato la loro validità in diversi scenari. Con l’avanzare della tecnologia, il ruolo delle SAN nel modificare il panorama relativo alla gestione dei dati rimane cruciale, e oggi le Storage Area Network possono essere considerate delle vere pietre angolari delle moderne infrastrutture dati. Seguendo meticolosamente queste fasi, le organizzazioni possono progettare soluzioni SAN che soddisfino in modo efficace e duraturo le loro esigenze di gestione e archiviazione dei dati.
