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Nouveaux Systèmes de stockage de données (SAN/NAS)

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Nouveaux Systèmes de stockage de données (SAN/NAS) - PowerPoint PPT Presentation


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Nouveaux Systèmes de stockage de données (SAN/NAS). Par : GOEBEL Georges georges@goebel.tv. Plan. Mise en contexte Storage Area Networks Architecture Fibre Channel Network Attached Storage Exemple d’un serveur NAS EMC2 Celerra Conclusion Démonstration Questions - Réponses.

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Presentation Transcript
nouveaux syst mes de stockage de donn es san nas

Nouveaux Systèmes de stockage de données (SAN/NAS)

Par : GOEBEL Georges

georges@goebel.tv

slide2
Plan
  • Mise en contexte
  • Storage Area Networks
    • Architecture Fibre Channel
  • Network Attached Storage
  • Exemple d’un serveur NAS
    • EMC2 Celerra
  • Conclusion
  • Démonstration
  • Questions - Réponses
mise en contexte
Mise en contexte
  • De nos jours la quantité des données augmente
  • Comment garantir l’accès aux données 24h/24h et 7j/7j ?
  • Grand centre de stockage
    • Solution propriétaire
  • « Open System »
    • Architecture i386, SCSI, TCP/IP, …
    • Avant plusieurs années pas de solution dans l’immédiat
storage area network
Storage Area Network
  • Caractéristiques :
    • Augmenter la capacité de stockage des serveurs particuliers
    • Accès multiples et directs aux mêmes données
    • Séparation de lieu (serveur et sauvegarde)
    • Intégration des solutions back up (tape libraries)
  • Avantages :
    • Haute disponibilité des données
    • Redondance des données
storage area network1
Storage Area Network
  • Composé de :
    • Serveurs
    • Groupes de disques (Storage Array)
    • Fibre Channel Switch/Hub, SCSI, iSCSI, …
  • Serveur
    • Rendre les données accessibles à l’extérieur
    • File System, Base de données, Vidéo, …
  • Storage Array (SA)
    • Groupe de disques magnétiques en RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)
storage array sa
Storage Array (SA)
  • Chaque groupe est un RAID de disques !
storage array raid
Storage Array : RAID
  • RAID 0 : Striping
    • 2 disques physiques-> visible 1 disque virtuel avec la capacité des 2 disques
    • Aucune protection contre un crash
  • RAID 1 : Mirroring
    • La même information se trouve sur 2 disques différents
    • Bonne protection contre un crash d’un disque
  • RAID 5 :
    • 3 disques données + 1 disque avec parité
    • Striping des 3 disques données
    • -> réduit le nombre des disques pour la même sécurité
  • Autre : RAID S (parité distribué), RAID 7 (5 + 1)
san connectivit
SAN : Connectivité
  • Connexion entre Serveur et SA
    • Parallèle (S/390 Mainframe)
    • ESCON (Mainframe)
    • SCSI (Open System)
    • Fibre Channel (Open System)
  • Avantage du « Open System »
    • Indépendance d’un fournisseur / marque
    • Plus de choix
scsi vs fibre channel
SCSI vs Fibre Channel
  • Caractéristiques
    • SCSI :
      • Distance maximale : 19 – 25 m
      • Débit maximal : 20-40 MB / seconde
      • Protocole : SCSI (Small Computer System Interface)
    • Fibre Channel :
      • Distance maximale : 300 – 500 m (10km – 60km)
      • Débit maximal : 100 MB / seconde
      • Protocole : SCSI encapsulé (frame based protocol)
      • Possibilité d’utiliser d’autres services à travers le même fil (Vidéo, SCSI, réseau)
  • Trouver un compromis
    • Prix Solution FC = 1.5 * Prix Solution SCSI
    • Mais : Fibre Channel est le futur
san fibre channel topologie
SAN : Fibre Channel topologie
  • Différentes connexions entre Serveur et SA possibles
  • Point à Point
    • Bande passante et accès exclusif garantie (QoS garanti)
    • Comparable à SCSI
san fibre channel topology
SAN : Fibre Channel topology
  • Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL)
    • Daisy Chain
    • 127 nœuds au maximum
    • Bande passante complète mais accès partagé
  • Désavantage : Single Point of Failure !
san fibre channel topology1
SAN : Fibre Channel topology
  • Fibre Channel Hub
    • Comme Daisy Chain mais sans «  Single Point of Failure »
san fibre channel topology2
SAN : Fibre Channel topology
  • Fibre Channel Switched Fabric (FC-SW)
    • Administration en un point central
    • No Single Point of failure
    • Chaque nœud gère une connexion point à point
san high availability avec distance topologie
SAN : High Availability avec distance topologie
  • Connexion entre les « Fabric Switch »
    • connexion « long wave » -> 10 km ( nouvelle technologie 60 km )
    • Seulement possible entre switch, les nœuds ne le supportent pas connexion « long wave »
san produits
SAN : Produits
  • Sun
    • StoreEdge Series
  • IBM
    • FAStT200 storage server, FAStT400 storage server, …
  • EMC2
    • EMC CLARiiON Midrange Storage Systems, …
  • HP
    • Disk System 2100…2405, HP Surestore series, …
  • Autres
    • Hitachi, Broadcom,…
network attached storage1
Network Attached Storage
  • NAS HEAD : Groupement de machine(s) (cluster) offrant les données persistantes (SAN) à l’extérieur à travers le protocole TCP/IP
  • Caractéristiques :
    • Haute disponibilité (High Availability)
      • Groupes redondantes de disques (redundant storage array)
      • Serveurs redondants (redundant server)
      • Redémarrage automatique et disponible endéans quelques minutes
    • Haute performance (High Performance)
      • Système d’exploitation optimisé I/O pour serveurs de fichiers
      • Connexion multiple entre Serveurs et SA (distribution de charge)
      • Cache sur SA
network attached storage2
Network Attached Storage
  • Caractéristiques (suite):
    • Servir le plus grand nombre de requêtes en réseau simultanément
      • « Content on demand »
      • « Video on demand »
    • Supporter des «  File system » multiples
      • CIFS (Common Internet File System)
      • NFS (Network File System)
    • Diminution des efforts d’administration
      • Gestion centralisée (bien sûr redondante)
    • Extensibilité (Scalability)
      • Utilisation des composants standards (PC, FC, …)
diff rence san et nas
SAN

Connexion

FC ou SCSI

Serveurs connectés avec FC peuvent accéder à SAN

Protocole : Encapsulated SCSI

Peu de overhead 100 MB/sec

Next generation -> 200 MB/sec

Bloque I/O

10 km

FS géré par serveurs

Configuration par serveurs

NAS

Connexion réseau

Ethernet, FDDI, ATM

Toute machine dans le réseau peut accéder à NAS

Protocole : TCP/IP, CIFS, HTTP

Overhead mais GB Ethernet

1 GB Ethernet -> 80 MB/sec

Fichier I/O

Mondial

FS géré par NAS Head

Configuration par Head Unit

Différence SAN et NAS
nas head
NAS Head
  • Machine qui est connectée :
    • NIC -> réseau TCP/IP
    • HBA -> SAN (Fibre Channel)
  • Administration du NAS à partir d’un interface web
nas head1
NAS Head
  • 3 composants :
    • Serveurs de fichiers redondants
    • Stations de contrôle redondantes
    • Groupes de disques (storage array)
  • Hardware utilisé
    • Serveurs de fichiers et stations de contrôle
      • I386, FCA redondant, alimentations redondant, …
      • DART (Data Access in Real Time)
        • Linux I/O optimisé
nas head2
NAS Head
  • Stations de contrôle (CS)
    • Installation, mise à jour des logiciels
    • Calcul de la performance des serveurs de fichiers
    • « Phone Home »
    • « Dial In »
    • Communication avec les serveurs de fichiers via RPC sur un réseau privé.
nas head3
NAS Head
  • Serveurs de fichiers (FS)
    • Transfert des données entre Client et le SAN
    • Téléchargement des logiciels de la station de contrôle lors du démarrage
    • Configuration à l’aide de la Management Software de la station de contrôle
    • Redémarrage automatique lors d’une erreur
    • Connexion Fibre Channel avec SAN
      • Dynamic Multipathing
    • Serveurs de fichiers « Hot Spare »
nas exemple emc 2 celerra
NAS : Exemple EMC2 Celerra
  • Nécessité d’un disque physique sur le SA
  • Divisé en 6 Volumes :
    • Vol 00 : OS pour la station de contrôle active
    • Vol 01 : OS pour la station de contrôle passive
    • Vol 02 : Boot partition pour les FS et CS
    • Vol 03 : Système BD sauvegardant la configuration du NAS
    • Vol 04 : Journaled FS. Protocole de toutes les opérations sur le File System (fast recovery). Changement niveau « block » !
    • Vol 05 : Données de log
conclusion
Conclusion
  • SAN
    • Bon système de sauvegarde pour les Open System
    • Favoriser Fibre Channel
    • Accès au block (applications comme ORAC, OCFS, GFS, …)
    • Beaucoup de produits de différents producteurs
    • Bon rapport Prix/Disponibilité
    • Devient intéressant pour les PME
    • Mais :
      • distance maximale 10km entre SA et Serveur
      • Configuration par serveur
conclusion1
Conclusion
  • NAS
    • Extensibilité (Scalability)
      • Facile d’ajouter des FS ou SA supplémentaires
    • Facilite l’administration
    • Support de multiple FS
    • Distance entre Client et NAS-HEADs : mondial
    • Mais : Une solution NAS/SAN avec FC est très chère
    • « THE NETWORK IS THE COMPUTER » ® Sun Microsystem 1982
bibliographie
Bibliographie
  • Storage Area Networks / Network Attached Storage : « Hohe Datenverfügbarkeit durch Speichernetzwerke »
    • ISDN : 3-8273-1871-8
  • Implementing the IBM TotalStorage NAS 300G
    • http://www.ibm.com/redbooks
d monstration du red hat gfs
Démonstration du Red Hat GFS
  • Mise en place d’un SAN
  • RedHat GFS -> logical volume manager
  • « Mount » d’une clé USB comme « block device » à travers le réseau sur les nœuds du cluster
  • Création d’un GFS sur la clé USB
  • « Mount » du FS sur deux machines différentes en même temps.
  • Visualiser un accès multiple à un fichier