Le stockage informatique à l'heure de la virtualisation

Stockage : décryptage

Quelles sont les différentes technologies de stockage ?
Trois grandes familles de produits s'affrontent : le stockage sur cartouches de bandes magnétiques, le stockage sur disque et le stockage optique. Les bandes magnétiques ont gagné le cœur des grandes entreprises en raison du faible coût du média. Cependant, ces appareils impliquent un temps d'écriture important. Elles sont donc principalement utilisées comme solution d'archivage après un premier niveau de stockage préalable sur disque ou sur média optique. Une cartouche de bande magnétique ressemble en apparence à une cassette audio.

Le stockage sur disque reste le plus connu de l'utilisateur. Il s'agit d'inscrire les données sur un disque dur, unité composée de plusieurs couches circulaires stockant les données et d'un bras orchestrant la lecture et l'écriture des informations. L'avantage de cette technologie vient de sa simplicité d'utilisation et de sa haute disponibilité en termes de temps d'accès ou de temps d'écriture. Sa durée de vie en réécriture l'impose comme le média universel pour conserver à moyen terme des informations. En revanche, cette solution reste plus onéreuse que le stockage sur bandes.

Enfin, le stockage optique regroupe les médias comme le CD-Rom, le DVD-Rom, le Mini-Disk. Onéreuses, ces technologies ne permettent qu'un usage unique en écriture. Elles sont ainsi adaptées à l'archivage à long terme de petites quantités d'informations, leur durée de vie étant longue. Cependant, la limite physique de stockage des médias optiques limite leur usage. Les technologies magnéto-optiques combinent les capacités de réécriture avancée des disques magnétiques avec la durée de vie des médias optiques. Cependant, leur vitesse d'écriture reste en retrait par rapport aux disques magnétiques.

Comment organiser le stockage de ses données ?
Traditionnellement, le stockage en entreprise s'organise sous la forme d'un DAS (Direct Attached System). Dans ce schéma d'organisation, les utilisateurs se connectent à un ensemble de serveurs, chacun disposant de son propre système de stockage dédié. Cette architecture se révèle toutefois peu adaptée à la gestion de volumétries importantes car elle maintient une dépendance entre le matériel de stockage et le serveur. D'autre part, les espaces de stockage n'étant pas partagés entre les serveurs, il en résulte une sous-optimisation des ressources de l'entreprise.

Le deuxième schéma d'architecture est le stockage en réseau. Derrière ce terme se regroupe à la fois le NAS (Network Attached Storage) et le SAN (Storage Area Network). Le premier propose une solution complètement intégrée où l'entreprise concentre ses données sur un boîtier de stockage regroupant à la fois le matériel et le logiciel. Le NAS se construit sur un réseau IP dédié ou non au stockage. En revanche, le SAN se positionne comme un réseau purement dédié au stockage, IP par le biais de la technologie iSCSI ou en fibre optique par le biais du Fiber Channel. Contrairement au NAS, le SAN organise un ensemble d'éléments indépendants. Il est possible de regrouper différents supports de stockage (disques et bandes) et de les faire cohabiter sous un même logiciel d'administration.

Quelles sont les briques nécessaires à un réseau de stockage ?
Dans le cas d'un réseau DAS, le matériel servant au stockage est directement relié au serveur. Toutefois, lorsque l'entreprise opte pour un réseau de stockage, le stockage est dissocié physiquement des serveurs, même si cette séparation reste transparente pour l'utilisateur. Les serveurs sont alors reliés à un commutateur (ou switch) qui organise les flux en provenance des serveurs jusqu'aux baies de disques.

Une baie de disques consiste en une simple armoire regroupant plusieurs disques magnétiques. Pour gérer cet ensemble de disques, la baie dispose d'un contrôleur de disques qui répartit les différents flux de données. Ces contrôleurs peuvent être soit à la norme S-ATA (Serial ATA), soit à la norme SCSI. Ces deux normes conditionnent le coût du contrôleur mais aussi son efficacité et son temps de réponse. Le SCSI est traditionnellement considéré comme la solution la plus chère mais la plus efficace. Enfin, l'organisation du stockage peut être redondante via le support du RAID.

Un contrôleur RAID multiplie chaque sauvegarde sur un nombre déterminé de disques. Cette solution garantie une meilleure fiabilité des sauvegardes mais engendre une perte d'espace disque. Enfin, dans le cas d'une sauvegarde sur bandes magnétiques, la baie de disques est remplacée par la librairie de stockage. Une librairie de stockage regroupe en un seul appareil, un ou plusieurs lecteurs de bandes, l'espace physique nécessaire à la conservation des bandes et un bras mécanique capable de charger et décharger les bandes.

Quels sont les principaux standards utilisés dans le stockage ?
Le stockage sur bandes compte de nombreuses technologies différentes dont les bandes SLR, LTO, DLT et SDLT. Sur disque, le S-ATA et le SCSI se sont imposés, le premier sur le marché d'entrée de gamme, le second sur le haut de gamme. Concernant le Fiber Channel, les protocoles à l'usage sont le FCIP, pour relier des réseaux SAN géographiquement distants, et l'iFCP connectant un périphérique de stockage à un réseau SAN existant. Les équipements standards fournissent un débits de 2 Gbits mais les constructeurs se tournent petit à petit vers le 4 Gbits. L'iSCSI, de son coté, plafonne aux limites actuelles des réseaux IP, soit 1 Gbits et 10 Gbits pour les solutions les plus onéreuses.

La virtualisation du stockage, quel intérêt ?
Virtualiser son espace de stockage revient à disposer d'une vue unique sur l'ensemble de ses moyens de stockage et d'en organiser le découpage de manière logique et non physique. L'administration en est simplifiée, surtout si l'entreprise travaille avec du matériel de stockage hétérogène. Cette vue unique permet un meilleur partage des ressources entre les différentes baies, ainsi qu'un cloisonnement logique plus simple à utiliser par les applications.