SAN : une stratégie infaillible pour sauvegarder des données

Le nombre de données numériques double tous les deux ans dans le monde. Ce volume augmente continuellement, ce qui ce qui oblige les entreprises spécialisée en informatique à s’adapter et se transformer. Jusqu’à présent, il était facile de conserver ses fichiers sur des supports de stockage externes mais les nouvelles technologies telles que la virtualisation, la redondance des informations ainsi que la haute disponibilité exigent aujourd’hui des méthodes de sauvegarde plus globales. C’est dans ce contexte que le réseau de stockage (de l’anglais Storage Area Network, SAN) est devenu la solution idéale tant pour sa gestion centrale des capacités de sauvegardes pour les réseaux de serveurs que pour sa rapidité d’utilisation. Ce système de stockage est adapté à toutes les entreprises qui sont confrontées à la gestion de grandes quantités de données.  Le système SAN augmente l’efficacité des applications gourmandes en données ainsi que la performance lors d’accès simultanés à des fichiers.

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Un réseau de stockage (SAN), c’est quoi ?

Le réseau de stockage (SAN) se caractérise par un réseau, permettant le rattachement de disques durs avec des systèmes de serveurs. SAN permet de conserver la capacité de stockage des supports connus tels que les disques durs (parfois abrégé HDD), les SDDs (de l'anglais solid-state drive), les baies de sauvegardes ou les bandothèques virtuelles (Virtual Tape Librairies) et les rassemblent via un dispositif de gestion de stockage virtuel centralisé. L’accès au réseau de stockage se réalise via des serveurs configurés en conséquences. SAN est relié à un réseau local et met une mémoire de masse à disposition de tout un réseau d’ordinateurs. Ce système peut également être considéré comme un réseau secondaire dont l’utilité est uniquement de transporter des données vers la mémoire de masse. Les serveurs SAN servent aussi de point de jonction. Ils ne doivent pas obligatoirement se trouver au même endroit que les disques durs. Par ailleurs, le réseau de stockage est indépendant du système d’exploitation de l’ordinateur présent sur le stockage. Ainsi, SAN est la solution idéale pour une gestion de données multiplate-forme. 

Le système SAN a été développé dans le but de remédier aux  problèmes d’administration causés par des disques dédiés à des systèmes de serveurs. Grâce aux mémoires virtuelles utilisées, les réseaux de stockage sont bien plus efficaces et flexibles pour la maîtrise d’un grand volume de données. Grâce à ce réseau supplémentaire et à l’inverse des solutions de stockage en réseau telles que NAS (serveur de stockage en réseau, de l'anglais Network Attached Storage), SAN a pour avantage de veiller à ce que le réseau local ne soit pas surchargé par les accès aux données dans la mémoire de masse.

L’architecture d’un réseau de stockage

L’installation d’un réseau de stockage est complexe et coûteuse car elle implique l’acquisition d’une architecture complète et parfois du matériel de qualité. Hormis le câblage, une architecture complète présente trois éléments : un serveur SAN, des switchs ou commutateurs réseaux Fibre Channel ainsi que des supports de stockage.

  • Un réseau très haut débit en Fibre Channel : une « fabrique » caractérise un réseau de lignes de câbles et de switches qui présente une forte redondance due à de nombreuses liaisons connexes. Cela permet une bande passante plus importante ainsi qu’une sécurité accrue face aux pannes. Cette fabrique provenant d’un switch Fibre Channel et de fibres optiques compose le cœur de SAN. Toutes les machines sont reliées au switch Fibre Channel dans le SAN, ce qui lui permet d’actionner les connexions nécessaires entre le client et le serveur en temps réel pour avoir accès aux données. En tant qu’interface standard pour les réseaux de stockage, la Fibre Channel a été conçue comme méthode de transfert continue à haut débit, permettant une transmission variable de 16 Gbit/s.
  • Eléments de stockage : en général, les baies de sauvegarde font partie intégrante des réseaux de stockage. Il s’agit de machines qui peuvent contenir plusieurs disques durs (HDDs ou SSDs) pour une mémoire de masse. Afin de permettre une haute disponibilité des données, les baies de sauvegarde modernes possèdent un contrôleur qui assure un stockage de données ainsi qu’une répartition de charge redondantes lors du transfert de données. La sécurité des données est meilleure et le débit de données augmente. Un processus de stockage dupliqué est réalisé en règle générale à l’aide de systèmes RAID (Redundant Array of Independent Disks, soit en français « regroupement redondant de disques indépendants ») qui relient en un seul lecteur les disques durs physiques d’une baie de sauvegarde. Les bandothèques virtuelles ou certains lecteurs de disques durs s’appliquent également dans un SAN. 
  • Serveur SAN : pour que l’interaction se déroule bien avec le système de stockage virtuel, chaque SAN nécessite un serveur configuré qui contrôle l’accès aux données et qui sert de lien entre le réseau de stockage ainsi que les ordinateurs reliés en réseau local. Par la suite, les serveurs SAN sont reliés au switch Fibre Channel via des interfaces particulières de matériels, soit les contrôleurs hôte de bus (Host Bus Adapter en anglais, ou HBA).

Installation d’un système SAN

Un réseau de stockage est construit sur la logique de haute disponibilité. Ce terme est souvent utilisé en informatique pour qualifier la capacité qu’a l’architecture d’un système à garantir le fonctionnement optimal d’applications en dépit de défaillance de composants matériels.

Duplication du matériel

Les hébergeurs professionnels accordent une disponibilité de 99,99 pourcent pour la mise à disposition de leurs prestations de services telles que l’espace Web, l’hébergement de base de données voire des boutiques en ligne clé en main. Ce taux correspondrait à un temps d’arrêt du système maximum de 52 minutes et 33.6 secondes par an. Une disponibilité comparable est assurée pour les systèmes de SAN en dupliquant tous les éléments impliqués dans le réseau. Dans les environnements de production, l’intervention de deux switchs Fibre Channel ainsi que d’un contrôleur hôte de bus (Host Bus Adapter en anglais, ou HBA) est considérée comme standard pour un fonctionnement infaillible. Si un élément du réseau tombe en panne, il existe une solution alternative avec le réseau de stockage SAN. Le recours d’un serveur à différents contrôleurs hôte de bus sur la même baie de sauvegarde est appelé Multipathing. Le multipathing forme la base de la redondance visée dans un SAN.

Les cycles de sauvegardes redondants

Si le stockage SAN est alimenté par des baies de sauvegarde, la redondance nécessaire au module de mémoire virtuelle est en général donnée par les implémentations du RAID. En effet, les données d’un de ces systèmes sont, dans un système RAID complet, en principe toujours hiérarchisées et copiées au minimum sur deux différents médias de stockage physiques. La fiabilité ainsi que la disponibilité d’une unité de stockage est augmentée via l’intervention de deux contrôleurs RAID indépendants. En cas d’accident informatique, il convient de stocker des séries de données identiques sur différents supports. L’installation d’un réseau de stockage redondant inclut par ailleurs l’infrastructure d’approvisionnement. Il est également conseillé aux entreprises de disposer de blocs d’alimentation pour l’apport en électricité, de ventilateurs ainsi que d’éléments de refroidissement en double.  

Perspective

Les administrateurs de SAN bénéficient d’un système rassemblant les capacités des différents supports de stockage tant physiques que virtuels et mettent plusieurs serveurs à disposition qui sont à la fois flexibles mais aussi indépendants de toute plateforme. Ce couplement de médias de stockage et de serveurs permet une gestion facile ainsi qu’un échelonnage de la capacité de sauvegarde disponible. Il soulage par ailleurs le réseau local. Le réseau de stockage qui se base sur des connecteurs fibre optique permet une forte vitesse de transmission grâce à l’interface standard Fibre Channel.

Le Multipathing et la fabrique, objet virtuel constitué de switches reliés entre eux, empêchent les surcharges et assure une disponibilité constante des données sauvegardées dans le SAN. Plusieurs chemins peuvent être utilisés pour un accès entre un pool de données et l’utilisateur. La distribution redondante des données sur plusieurs serveurs physiques garantit une haute sécurité des contenus sauvegardés. Les ralentissements lors d’un accès simultané aux mêmes données sont minimisés. En raison de sa gestion effective de stockage, SAN sert de base dans les entreprises pour les serveurs virtuels et ces derniers sont proposés aux utilisateurs finaux comme infrastructure en tant que service (en anglais, infrastructure as a service (IaaS)) via le Cloud.


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