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29/10/01

Stockage: San, Nas, iSCSI, iFCP, FCIP, Infinibanb, etc. : trouvez vos marques !

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(Mis à jour le 15/01/2002)

Pourquoi parle-t-on de " stockage en réseau" ?
Lorsque l'on parle de stockage en réseau, c'est par opposition à l'attachement direct (de type DAS, Direct

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Attached System) où chaque disque ou ensemble de disques est physiquement lié à une seule unité se commande, serveur de fichier ou mainframe, par définition indépendante. Le stockage en réseau fait généralement référence à deux types de solution distinctes: le NAS (Network Attached Storage) et le SAN (Storage Area Network). Mais l'expression est ambigue. Dans le cas du NAS, le réseau dont on parle est le réseau IP (de type Ethernet) qui permet de mutualiser les données stockées sur les serveurs de fichiers reliés entre eux par le LAN (Local Access Network) de l'entreprise. Dans celui du SAN, il n'est pas question d'infrastructure IP. Ce que la notion recouvre ici en fait - à savoir la mise en relation de serveurs avec des baies de disques qui stockent des données routées et hiérarchisées via des commutateurs - est un réseau physique, le plus souvent constitué par des câbles en fibre optique (fibre channel).

A quels besoins répondent les architectures de stockage de type NAS ou SAN ?
L'une et l'autre tentent de répondre aux besoins croissants des entreprises en matière de consolidation et de mutualisation des données à stocker et à sauvegarder. A mesure que le volume et les sources des données à conserver se font plus importantes, il devient en effet matériellement impossible de n'avoir qu'un point de stockage, comme dans le cas du DAS. Une différence radicale sépare cependant les deux technologies : le NAS utilise le réseau courant de l'entreprise (LAN), alors que le SAN constitue en lui-même un réseau dédié au stockage. Les possibilités offertes par le second sont donc nettement supérieures à celles du NAS, mais le coût induit est corollairement plus élevé. Pour simplifier, on peut dire que le SAN répond aux exigences des grandes entreprises en termes de disponibilité de bande passante comme de criticité des applications, alors que le NAS correspond en général aux besoins moins contraignants des PME/PMI.

Quels sont les avantages comparatifs NAS/SAN ?
Qualité de service (Qos) : c'est l'un des arguments majeurs du SAN. Le réseau Ethernet se lequel repose le NAS n'offre en effet aucune garantie quant au fait que la requête envoyée par un serveur a bien été reçue et prise en compte par les système de stockage. Dans le cas du SAN le commutateur prend en charge cette fonction et garantit en outre un débit fixe (100Mo/s par lien en fibre optique). Les entreprises qui ont des applications critiques nécessitant une haute qualité de service opteront donc plutôt pour le SAN.

Disponibilité : idem. Le SAN assure la redondance du stockage (c'est à dire l'accessibilité au système de stokage en cas de panne de l'un de ses éléments) en doublant au minimum chacun des éléments du système : les cartes HBA (Host Bus Adapter) des serveurs, les commutateurs, et l'écriture des données sur les disques. Le NAS lui ne permet pas cette fonction vitale pour certaines applications (type banquaires, assurances, sites de commerce électronique, etc.)

Hétérogénéité : on dit parfois que le NAS convient bien aux environnements hétérogènes. Il serait plus exact de dire que l'intéropérabilité des éléments de stockage ne joue ici que sur une variante majeure : l'OS du serveur de fichier, qui selon qu'il sera Unix ou Windows, utilisera un protocole NFS (Network File System) ou CIFS (Common Internet File System). Le SAN multipliant le matériel de stockage nécessaire (serveurs, mais aussi commutateurs ou routeurs et baies de disques issues de constructeurs différents), l'intéropérabilité s'en trouve d'autant complexifiée.

Coût : le NAS ne requiert pas de l'entreprise qu'elle mette en place une infrastructure de câbles en fibre optique (solution majoritairement adoptée pour le SAN). Son prix est donc abordable pour des petites entreprises ou des services départementaux de grands groupes dont les volumes de données ne sont pas trop importants. C'est en dernière instantce un arbitrage entre coût et besoins qui doit décider de l'intérêt d'une solution ou d'une autre. A titre indicatif, au dessus d'une cinquantaine de ports (trois commutateurs 16 ports), il est plus souvent plus intéressant de passer au SAN.

On présente iSCSI comme une voie médiane entre NAS et SAN. Pourquoi ?
En fait iSCSI (Internet Small Computer System Interface) est un hybride qui rend compatibles des protocoles qui ne le sont pas naturellement : SCSI (le protocole le plus utilisé pour le stockage) et TCP/IP (protocole NAS), en encapsulant les données SCSI dans des paquets IP. Ce qui permet à l'entreprise de s'adosser à son existant. Revers de la médaille cependant : les débits qu'offre cette solution sont inférieurs à ceux de la fibre optique, puisqu'ils sont indéxés au débit des réseaux Ethernet, soit 10/100 Mbps aujourd'hui (contre 1 voire 2 Gbts pour certains équipements Fibre Channel). De toute façon, malgré les premiers appareils présentés par Cisco ou IBM, les spécialistes s'acccordent à reconnaître que iSCSI ne s'imposera pas sur le marché avant 2003, et ce dans le meilleur des cas.

On parle de plus en plus de "stockage sur IP" : de quoi s"agit-il ?
On peut résumer la situation en disant que le stockage via IP (Internet Protocol) découle directement des problématiques soulevées par le stockage en réseau évoqué plus haut. Avec le développement du NAS (et du SAN dans un moindre mesure) qui met en réseau des serveurs et des sous-systèmes de stockage, commence à se poser le problème de leur interconnection distante. En effet, les deux protocoles aujourd'hui utilisés, Fibre Channel (FC) et SCSI reposent sur des médias dont les capacités sont physiquement limitées : les câbles en cuivre utilisés pour SCSI ne peuvent dépasser 12 à 25 ms, tandis que ceux en fibre optique sont limités selon les cas, à 500 ms (Fibre Channel Short Wave, FC SW) ou 10 kms (dans le cas de la Fibre Channel Long Wave, FC LW).

De nouveaux protocoles sont en train d'apparaître : FCIP, iFCP, iSCSI, Infiniband. Qui fait quoi ?
FCIP, iFCP et iSCSI sont les trois protocoles qui existent actuellement pour tenter de répondre au problème - précisément - du stockage via IP. Chacun d'entre eux possède cependant des sphères d'applications bien spécifiques.
FCIP : est un protocole de tunneling destiné à relier entre eux des réseaux SAN en fibre optique géographiquement distants. FCIP répond donc (ou tente de répondre) à un problème d'interconnexion de réseaux FC sur des longues distances.

iFCP se situe à un autre niveau que FCIP : il sert à connecter non pas deux réseaux entre eux, mais un périphérique de stockage (serveur, librairie de bandes, etc.) doté d'une carte HBA (Host Bus Adapter) FC directement à un réseau SAN IP. Pour cela, iFCP remplace certaines couches basses du protocole FC par TCP/IP.

iSCSI nous l'avons vu, est un protocole d'encapsulation de flux de données au format SCSI dans des paquets IP, procédé grâce auquel iSCSI s'affranchit des limites des réseaux en cuivre ou en fibre optique.

Infiniband n'est en revanche pas à proprement parler un protocole de stockage sur IP. Il s'agit plutôt d'une architecture d'entrée-sortie des serveurs (I/O), qui pourrait remplacer à terme les bus PCI en offrant des débits bien supérieurs (de 500 Mbps jusqu'à 6 Gbps avec la technologie 12X).

Quel est le degré de maturité de ces nouvelles technologies aujourd'hui ?
Aucun des ces trois protocoles
n'a à notre connaissance franchi le stade de draft interne au sein de l'IETF (Internet Enginering Task Force) et n'est passé en RFC (request for comment). Toutefois, les avancées concrètes de chacun sont variables.
iSCSI est indéniablement le protocole le plus mature aujourd'hui, qui bénéficie du soutien actif d'IBM , Cisco (qui a présenté il y a quelques mois le 1er routeur supportant iSCSI, le SN 5420), Adaptec ou HP notamment qui sont tous membres du groupe de travail constitué autour de ce futur standard. Aucun produit n'est pour le moment sorti de la part des constructeurs qui soutiennent FCIP (Lucent, QLogic, Compaq, Cisco, Gadzoox networks, Brocade, Mc Data, etc.), non plus que de ceux qui se sont fédérés autour de iFCP (Nishan Systems, Nortel Networks, Sun, ADIC, Quantum, etc.). Quant à l'architecture Infiniband qui regroupe IBM, Sun, Compaq et intel notamment, sa première réalisation pourrait venir d'une start-up américaine nommée Voltaire, qui prévoit de lancer le 1er routeur IP-to-Infiniband avant la fin du premier trimestre 2002.

On entend parfois parler de "directors" par certains fabricants. Existe-t-il une différence avec les routeurs ordinaires ?
Le terme est apparu sous la plume des services marketing de deux grands fabricants de routeurs : Mc Data et Inrange. Fonctionnellement, il sert à marquer une rupture entre les routeurs d'entrée de gamme et de moyenne gamme d'une part et les routeurs haut de gamme d'autre part. Ces derniers incluent deux caractéristiques : le support du 2 Gbps et du fameux "RAS" (Reliability, Accessibility et Scaleability), c'est à dire de fonctionnalités de redondance, d'extraction à chaud, et d'ajout de logiciels sans interruption du système. A noter que le Silkworm 12 000 de Brocade, qui appartient de plein droit à ce type de routeur haute disponibilité, reste appelé "router" par son fabricant et non "director".


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