Carlos E. Morimoto criou 13/nov/2007 às 20h24 29

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Índice ‐ Tutoriais

Armazenamento de rede: DAS, NAS eSAN

IntroduçãoPRÓXIMO: SAN

Introdução

DAS, NAS e RAID

Quando você precisa de mais  espaço de armazenamento no  seu micro de  trabalho,  a opçãomais  comum é  simplesmente  comprar  outro HD. Quando  falamos  em  redes,  entretanto,  trêssiglas vêm à  tona: NAS, DAS e SAN, acompanhadas geralmente por  longas discussões sobrequal das três é mais adequada a determinada situação. Pode parecer estranho que uma grandeempresa  pague  50.000  dólares  para  implementar  uma  SAN,  que  oferece  apenas  algunsterabytes de espaço de armazenamento, quando seria possível obter o mesmo espaço usandoum  punhado  de  HDs  comuns  instalados  em  um  servidor  de  arquivos,  mas,  como  de  praxe,existem  fatores  que  justificam  o  investimento  em  muitas  situações.  Vamos  então  a  umaexplicação sobre as três tecnologias, começando com a mais simples: DAS.

A  sigla  DAS  é  abreviação  de  "Direct  Attached  Storage".  Ela  se  refere  a  dispositivos  dearmazenamento externo ligados diretamente ao servidor (ou a qualquer outro micro da rede),como no caso das gavetas de HD ligadas a portas eSATA (o eSATA é uma versão externa dasportas SATA, que mantém a mesma velocidade de 150 ou 300 MB/s, mas permite o uso de umcabo externo) ou a portas USB, por exemplo.

Além  de  gavetas  e  suportes  baratos  para  ligar  HDs  externos,  a  lista  inclui  dispositivos maiscaros. Nas fotos a seguir temos dois exemplos. O primeiro é uma gaveta de HD simples, ligadaem uma  porta  USB  e  o  segundo  é  uma  unidade  eSATA  da Micronet,  que  utiliza  5 HDs,  comRAID via hardware e outras funções. Apesar da diferença de complexidade, temos em ambosos  casos  unidade  externa  ligada  à  uma  porta USB  ou  eSATA,  que  não  tem nada  a  ver  comredes:

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Um NAS  (Network Attached Storage),  por  sua  vez,  roda um  sistema operacional  completo  efunciona como um servidor de arquivos, ligado diretamente na rede.

Muitas vezes, eles são chamados de "network storage", ou simplesmente de "storage", termosque são mais descritivos para o público não técnico do que "NAS". Entre o público técnico, elessão  também  chamado de  "filers"  (arquivadores). O  termo  "storage"  é  na  verdade um  termotécnico genérico para soluções de armazenamento, que é usado também em outras situações,como no caso das SANs.

Existem muitas opões de NAS, que vão desde sistemas baratos, que custam pouco mais queuma  gaveta  USB,  até  equipamentos  caros,  que  utilizam  um  grande  número  de  HDs.  Osmodelos mais baratos comportam apenas um ou dois HDs e oferecem apenas funções básicas.Alguns modelos incluem também um transmissor wireless ou disponibilizam uma porta USB, oque  permite  que  sejam  ligados  ao  PC  diretamente  e  seja  usados  como  um  DAS.  Modelosintermediários  suportam em sua maioria 4 drives e modelos high­end ou  racks para uso emdatacenters suportam muitas vezes 8 drives ou mais.

Os modelos com apenas um HD são genericamente chamados de single­drive e os que utilizamdois ou mais são chamados de multi­drive. Alguns modelos são vendidos sem os drives, queforma  que  você  pode  instalar  os  HDs  que  quiser  (eles  são  chamados  de  "diskless")  e  sãogeralmente  bem mais  baratos,  enquanto muitos  fabricantes  optam  por  vender  os  aparelhoscom drives pré­instalados (chamados genericamente de "diskfull"), de forma a tentar agregarvalor e trabalhar com margens de lucro um pouco maiores. Ao ver o anúncio de um "disklessNAS" no catálgo de alguma loja do exterior, por exemplo, você pode presumir que se trata deum modelo sem os HDs.

Um exemplo de NAS é Buffalo TeraStation Pro II, que permite o uso de 4 discos, que podemser configurados em modo RAID 0, 1, 10 ou RAID 5. Originalmente ele vinha com 4 drives de250 GB  (daí o nome), mas  logo  foram  lançadas versões atualizadas,  com drives de 500 GB,750 GB e 1 TB, totalizando até 4 GB de espaço de armazenamento:

O mostrador  frontal  exibe  informações  básicas,  como  o  endereço  IP  usado  pelo  servidor,  ostatus da conexão e a configuração dos discos, mas a configuração em si é feita remotamente,através  da  interface  de  administração  via  navegador.  É  através  dela  que  você  escolhe  qualmodo RAID será usado, altera a configuração de rede do NAS, cria os compartilhamentos derede,  executa  operações  administrativas  (como  realizar  testes  de  superfície  nos  HDs  ourecuperar o array RAID em caso de falha em um dos discos) e assim por diante:

O uso da  interface web não é uma exclusividade do TeraStation, muito pelo contrário. Quasetodos  os  modelos  de  NAS  disponíveis  são  configurados  via  navegador,  com  alguns  poucosmodelos demandando o uso de um software cliente, ou sendo configuráveis apenas via linha decomando (via SSH ou Telnet).

Via  de  regra,  um  NAS  não  faz  nada  que  um  PC  tradicional  não  possa  ser  configurado  parafazer.  Um  número  surpreendente  deles  utilizam  processadores  x86,  rodam  Linux  ecompartilham os arquivos com a rede utilizando o Samba. Ou seja, nada mais são do que PCscompactos, otimizados para a tarefa.

A principal vantagem é que eles são soluções prontas, que podem ser instaladas rapidamente,sem  exigir  muitos  conhecimentos  técnicos,  o  que  os  torna  ideais  para  uso  em  escritórios  eredes domésticas, por exemplo. Os modelos mais simples são bem mais baratos que um PC,além  de  serem menos  compactos  e  consumirem menos  energia,  enquanto  os modelos maiscaros oferecem mais espaço de armazenamento, recursos de redundância e de gerenciamentoque permitem o uso em redes que demandam um maior nível de confiabilidade.

Existem ainda distribuições Linux ou BSD que permitem transformar um PC comum em um NASde forma prática. Um bom exemplo é o FreeNAS (baseado no FreeBSD), que pode ser instaladode  forma  simples,  ocupando  apenas  32  MB,  e  é  inteiramente  administrado  através  de  umainterface  de  gerenciamento  via  web,  sem  precisar  de  monitor.  Ele  suporta  o  uso  de  RAID,compartilhamentos via CIFS (Samba), FTP, NFS e SFTP, além de oferecer um grande volumede  recursos de gerenciamento. Você pode baixá­lo  no http://www.freenas.org.  Outro  projetosimilar é o OpenFiler, disponível no http://www.openfiler.com.

Com a adoção do WPA2, os pontos de acesso wireless passaram a utilizar controladores muitomais  poderosos,  de  forma  a  oferecerem  suporte  à  encriptação  usando  o  AES.  Muitosfabricantes passaram então a incluir funções de compartilhamento de arquivos, permitindo queo ponto de acesso funcione como um NAS simples, compartilhando pastas em um pendrive ouHD externo, instalado em uma porta USB. Em geral, eles são muito mais limitados que um NAS"de  verdade",  a  começar  pelo  fato  de  suportarem  um  único  pendrive  ou  HD  e  oferecerempoucas  opções  de  configuração.  Apesar  disso,  eles  podem  ser  uma  opção  interessante  emalgumas situações, já que a inclusão do recurso adiciona muito pouco no custo do aparelho.

Um  exemplo  é  o  Linksys  WRT600N,  que  apresenta  uma  porta  USB  escondida  ao  lado  doconector da  interface WAN (onde você  ligaria o cable modem ou o modem ADSL, de forma acompartilhá­lo  com  a  rede).  Ao  instalar  um  pendrive  ou  HD  USB,  você  pode  criarcompartilhamentos através da opção "Storage" da interface de administração. Os recursos sãoincrivelmente  limitados  (não  é  possível  sequer  alterar  o  grupo  de  trabalho),  mas  a  funçãobásica está presente:

Em muitas situações, entretanto, usar um NAS não é suficiente. Muitas empresas precisam devolumes  gigantescos  de  espaço  de  armazenamento,  que  deve  não  apenas  oferecer  umdesempenho muito bom, mas também incluir backup dos dados e redundância.

De acordo com a escala necessária, usar um único servidor, com HDs SATA regulares seria asolução mais barata, já que muitas placas­mãe possuem até 10 portas SATA (e você poderiaadicionar  mais  portas  instalando  controladoras  adicionais),  de  forma  que,  você  poderiasimplesmente  instalar  10  HDs  SATA  de  1  TB  e  contar  assim  com  um  total  de  10  TB  dearmazenamento.

Usando  o  Samba  você  não  gastaria  nada  com  o  software,  que  forma  que,  além  da mão  deobra, o custo de resumiria ao preços dos HDs e dos demais componentes escolhidos e usandoum array RAID  você  poderia  sacrificar  parte  do  espaço  de  armazenamento  para melhorar  odesempenho  e  a  confiabilidade.  De  acordo  com  o  número  de  HDs  disponíveis  e  o  recursosoferecidos pelo sistema operacional usado, os modos RAID disponíveis são:

RAID 0  (Striping):  No  RAID  0  todos  os  HDs  passam  a  ser  acessados  como  se  fossem  umúnico drive. Ao serem gravados, os arquivos são  fragmentados nos vários discos, permitindoque  os  fragmentos  possam  ser  lidos  e  gravados  simultaneamente,  com  cada  HD  realizandoparte  do  trabalho.  Isso  permite  melhorar  brutalmente  a  taxa  de  leitura  e  de  gravação  econtinuar usando 100% do espaço disponível nos HDs. O problema é que no RAID 0 não existeredundância. Os HDs armazenam fragmentos de arquivos, e não arquivos completos. Sem umdos HDs, a controladora não tem como reconstruir os arquivos e tudo é perdido. Isso faz comque o modo RAID 0 seja raramente usado em servidores.

RAID  1  (Mirroring):  No  RAID  1  são  usados  dois  HDs  (ou  qualquer  outro  número  par).  Oprimeiro HD armazena dados e o  segundo armazena um cópia exata do primeiro,  atualizadaem  tempo  real.  Se  o  primeiro  HD  falha,  a  controladora  automaticamente  chaveia  para  osegundo HD, permitindo que o sistema continue funcionando. Em servidores é comum o uso deHDs com suporte a hot­swap, o que permite que o HD defeituoso seja substituído a quente, como servidor ligado. A desvantagem em usar RAID 0 é que metade do espaço de armazenamentoé sacrificado.

RAID 10 (Mirror/Strip): Este modo combina os modos 0 e 1 e pode ser usado com a partirde  4  HDs  (ou  outro  número  par).  Metade  dos  HDs  são  usados  em modo  striping  (RAID  0),enquanto  a  segunda  metade  armazena  uma  cópia  dos  dados  dos  primeiros,  oferecendoredundância.

RAID 5: Este é o modo mais utilizado em servidores com um grande número de HDs. O RAID5 usa um sistema de paridade para manter a integridade dos dados. Os arquivos são divididosem fragmentos e, para cada grupo de fragmentos, é gerado um fragmento adicional, contendocódigos de paridade. Os códigos de correção são espalhados entre os discos. Dessa forma, épossível gravar dados simultaneamente em todos os HDs, melhorando o desempenho.

O  RAID  5  pode  ser  usado  com  a  partir  de  3  discos.  Independentemente  da  quantidade  dediscos usados, sempre temos sacrificado o espaço equivalente a um deles. Em um NAS com 4HDs de 1 TB, por exemplo, você ficaria com 3 TB de espaço disponível, em um servidor com 10HDs  de  1  TB,  você  ficaria  com  9  TB  disponíveis  e  assim  por  diante.  Os  dados  continuamseguros caso qualquer um dos HDs usados  falhe, mas se um segundo HD  falhar antes que oprimeiro  seja  substituído  (ou  antes  que  a  controladora  tenha  tempo  de  regravar  os  dados),todos os dados são perdidos. Você pode pensar no RAID 5 como um RAID 0 com uma camadade redundância.

RAID 6: O RAID 6 dobra o número de bits de paridade, eliminando o ponto fraco do RAID 5,que  é  a  perda  de  todos  os  dados  caso  um  segundo HD  falhe.  No RAID  6,  a  integridade  dosdados  é  mantida  caso  dois  HDs  falhem  simultaneamente,  o  que  reduz  brutalmente  aspossibilidades matemáticas de perda de dados.

A percentagem de espaço sacrificado decai conforme são acrescentados mais discos, de formaque o uso do RAID 6 vai  tornado­se progressivamente mais atrativo. No caso de um grandeservidor,  com  20  HDs,  por  exemplo,  seria  sacrificado  o  espaço  equivalente  a  apenas  doisdiscos, ou seja, apenas 10% do espaço total. O maior problema é que o RAID 6 exige o uso dealgoritmos muito mais complexos por parte da controladora, de forma que ele não é suportadopor todos os dispositivos.

JBOD: No JBOD (Just a Bunch Of Disks) os HDs disponíveis são simplesmente concatenados epassam a ser vistos pelo sistema como um único disco, com a capacidade de todos somada. Osarquivos  são  simplesmente  espalhados  pelos  discos,  com  cada  um  armazenando  parte  dosarquivos  (nesse  caso  arquivos  completos,  e  não  fragmentos  como  no  caso  do  RAID  0).  NoJBOD  não  existe  qualquer  ganho  de  desempenho,  nem  de  confiabilidade,  ele  é  apenas  umaforma simples de  juntar vários HDs de  forma a criar uma única unidade de armazenamento.Ele  não  é  uma  boa  opção  para  armazenamento  de  dados  importantes, mas  pode  ser  usado

para tarefas secundária, como no caso de servidores de backup.

O uso de um NAS, ou de um servidor de arquivos com vários HDs atende bem à maioria dasredes de pequeno e médio porte. Entretanto, muitas empresas precisam de muito mais do que10 TB de espaço de armazenamento, sobretudo quando falamos em grandes bancos de dadose  aplicações  web.  Usar  vários  pequenos  servidores  seria  uma  solução  barata,  mas  emcompensação  complexa  e  mais  propensa  a  falhas.  Surge  então  a  opção  de  usar  uma  SAN(Storage Area Network).

ÍNDICE PRÓXIMO: SAN

Introdução

SAN

Armazenamento

Por Carlos E. Morimoto. Revisado 13/nov/2007 às 20h24

Comentários

1  2   3

Fantástico!Criado 14/jul/2015 às 18h56 por allan turing

Artigo simplesmente fantástico.

Assunto complicado, com poucas referências disponíveis, explicado de forma didática!

Com certeza será de grande utilidade para a continuidade dos estudos.

Grande abraço!

obrigadoCriado 29/abr/2014 às 22h49 por Lucemi Facundo

Parabéns, artigo simplismente show, muito bem explicado inlustrado. obrigado por compartilhar seu conhecimento, afinal se não compartilhar não contribuirácom nada!

Muito bom!Criado 13/mar/2014 às 11h52 por Danilo S.

Excelente artigo, consegui entender todo o conteúdo, perfeitamente.Agora é estudar e aperfeiçar, muito obrigado.

Excelente ArtigoCriado 18/mai/2013 às 14h50 por pedroraposo

Parabéns, muito bom o artigo.

Excelente artigoCriado 16/nov/2012 às 13h47 por MRafael SLima

Carlos,

Parabéns pelo artigo. Muito bom mesmo.

Excelente artigoCriado 14/fev/2012 às 16h16 por Marcelo Cunha

Carlos,

parabéns pelo artigo. Sucinto e esclarecedor.

Sds.

Belo artigoCriado 22/jan/2012 às 19h41 por Ro

Assim como o Josias, também estou estudando para concurso e esse artigo esclaresceu todas as minhas dúvidas. Coerente, direto, enxuto. Nota 10.

valewCriado 2/jan/2012 às 17h08 por Josias

estou estudando pra um concurso e conseguir esclarecer minhas duvidas sobre NAS, SAS.

ParabénsCriado 29/dez/2011 às 19h19 por Tiago

Olha, muito bom o artigo! Claro, simples e efetivo. Após esta leitura a sopa de letrinhas RAID, NAS e DAS ficou clara para mim.

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Muito bomCriado 17/dez/2011 às 11h19 por Ubiratan

Pesquisei muito até chegar a esta matéria e valeu a pena, pois, tirou as minhas dúvidas. Parabéns!

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