O documento discute as tecnologias de armazenamento de dados, comparando Direct Attached Storage (DAS), Storage Area Network (SAN) e Network Attached Storage (NAS). Também aborda os protocolos SCSI e Fibre Channel utilizados em SANs.

1. Tecnologias de Armazenamento

2. Tecnologias de Armazenamento
• Tradicionalmente, os dados são armazenados em hard
disks localmente ligados a servidores individuais.
• Esta forma de armazenamento é conhecida
como Direct Attached Storage (DAS).
• A desvantagem é que os dispositivos de
armazenamento somente podem ser acessados a partir
do servidor a que ele está ligado.

3. Tecnologias de Armazenamento

4. Tecnologias de Armazenamento
• Por este motivo, grande parte do espaço em disco não
é utilizado;
• E muitas medidas de contingência devem ser
executadas nos dispositivos de armazenamento de
acordo com a especificação do servidor.
• Além disso, se houver falhas em um servidor, o acesso
aos dados armazenados nos dispositivos conectados a
este servidor é perdido.

5. SAN (Storage Area Network)
• Diferentemente do DAS, um SAN é uma
“rede” separada e dedicada a dispositivos de
armazenamento.
• Um SAN consiste em um “banco” de discos
que oferecem espaço compartilhado de
armazenamento, que pode ser acessado por
muitos servidores ou sistemas.

6. SAN

7. NAS (Network Attached Storage)
• Comumente confundido com o SAN, o NAS é uma forma de
armazenamento baseada em redes comuns (ou LAN) e acessível a todos
os dispositivos ligados à LAN.
• Dispositivos NAS oferecem acesso a arquivos ao qual ele se conecta
utilizando protocolos de acesso a arquivos transportados através do
TCP/IP.
• Os protocolos de acesso a arquivos mais utilizados nos NAS são o
NFS (Network File System) e o CIFS (Common Internet File System).
• Para acessar os arquivos normalmente é exigida alguma autenticação do
sistema, que irá checar por permissões.
• Os grandes benefícios do NAS são a fácil instalação e grande capacidade.

8. SAN
• Como já explicado, SAN’s funcionam como redes de
alta velocidade e estabelecem uma conexão direta
entre os recursos de armazenamento e o servidor.
• O SAN é totalmente transparente ao sistema
operacional do servidor, que “vê” os discos do SAN
como se fossem seus próprios discos.
• No paradigma NAS, o sistema de arquivos que
organiza os blocos de armazenamento em objetos
apropriados a aplicações fica no dispositivo de
armazenamento.

9. NAS x SAN
• O uso do NAS é indicado quando se busca simplicidade
no compartilhamento de dados, particularmente entre
computadores e sistemas de diferentes tipos.
• Já o uso de SAN é aconselhado quando se deseja alto
desempenho na taxa de I/O entre o cliente e o
servidor.
• O uso de SAN, no entanto, demanda um maior grau de
planejamento e gerenciamento para obter a
cooperação entre os servidores.

10. SAN x NAS

11. Fibre Channel
• É a arquitetura mais utilizada para implementações de
SAN's.
• Trata-se de um padrão tecnológico alternativo à
Ethernet, que permite a transferência de dados de um
nó para outro nó da rede em velocidades
extremamente altas.
• Implementações atuais podem atingir taxas de
transferência de dados de 10Gbps ou mais, e alcançar
distâncias de até 10 km quando a fibra ótica é utilizada
como o meio físico.

12. Componentes da SAN
• Uma vez que a arquitetura predominante em
SAN's é a Fibre Channel, a seguir serão
descritos os componentes da SAN baseados
nesta arquitetura.
• Conectividade
• Armazenamento
• Servidores

13. Componentes da SAN | Conectividade
• A conectividade entre dispositivos de
armazenamento e servidores tipicamente
usando Fibre Channel.
• Estes componentes têm sido utilizados em
implementações de LAN e WAN.
• SAN’s, assim como as LAN's, interconectam
interfaces de armazenamento em muitas
configurações de rede e através de longas
distâncias.

14. Componentes da SAN |
Armazenamento
• O uso de SAN não requer que o dispositivo de
armazenamento esteja em um barramento de um
servidor em particular.
• Desta forma, desde que ele esteja ligado diretamente à
rede, é possível liberá-lo. Ou seja, o armazenamento é
externo e pode estar distribuído através da rede.
• SAN também permite a centralização de dispositivos de
armazenamento e o agrupamento de servidores. Isto
contribui para facilitar e tornar menos cara a
administração centralizada.

15. Componentes da SAN |
Armazenamento
• A infraestrutura de armazenamento é base de toda
informação detida por uma empresa, e deve dar
suporte aos objetivos comerciais e modelos de negócio
da companhia.
• Neste ambiente, apenas alocar uma maior quantidade
de dispositivos de armazenamento não é suficiente.
• Uma infraestrutura SAN oferece disponibilidade de
rede, acessibilidade a dados e gerenciamento do
sistema.

16. Componentes da SAN | Servidores
• A infraestrutura de servidores é a motivação
fundamental para todas as soluções SAN.
• Esta infraestrutura inclui um conjunto de
diferentes plataformas (Windows, Unix).

17. SCSI

18. SCSI
• Small Computer Systems Interface (Pequena interface
de sistema de computador) foi originalmente definido
como uma interface paralela universal a nível de
sistema para conectar vários dispositivos através de um
único cabo, chamado barramento SCSI.
• O SCSI é um barramento de entradas e saídas locais
pelo qual diferentes dispositivos e um ou mais
controladores podem se comunicar e trocar
informações independentemente do que o resto do
sistema está fazendo.

19. SCSI
• No SCSI, o número de dispositivos que podem ser
conectados ao barramento e o número de
barramentos conectados ao servidor determinam a
quantidade de dados disponíveis para o servidor.
• Mas, apesar de até 15 dispositivos poderem ser
conectados a um servidor por meio de um único
barramento SCSI, na prática, por causa das limitações
de desempenho devido à arbitrariedade, é comum
conectar no máximo cinco dispositivos, assim
limitando a escalabilidade.

20. SCSI
• Em caso de falha de conexão do SCSI ao disco, o acesso
aos dados é perdido.
• Isto também acontece ao se realizar a reconfiguração
ou a manutenção de um dispositivo de disco conectado
ao barramento SCSI, porque todos os dispositivos na
série devem ser desligados.
• Em ambientes em que a disponibilidade é
fundamental, o tempo de inatividade de uma conexão
SCSI é inaceitável.

21. SCSI
• No SCSI, a velocidade de transferência de
dados é determinada pelo número de bits
transferidos e pelo tempo de ciclo do
barramento. A duração do ciclo é
inversamente proporcional à taxa de
transferência, porém, devido às limitações da
arquitetura do barramento, a diminuição do
da duração do ciclo também irá acarretar a
redução da distância em que os dados podem
ser transportados.

22. SCSI
• As limitações com relação à distância ocorrem porque não
há garantia da entrega dos bits no dispositivo alvo (target)
em tempos iguais, este fenômeno é conhecido
como skew (Figura 3).
• Isto é causado pelos atrasos de propagação no envio
paralelo de dados através de muitos fios.
• Para diminuir este “viés” é necessário limitar a distância
entre os dispositivos de armazenamento e o servidor.
• Ou seja, quanto menor a extensão do barramento SCSI,
mais rápida é a transferência.

23. SCSI

24. SCSI
• Muitas aplicações necessitam do acesso do
sistema a diversos dispositivos, ou de diferentes
sistemas acessando o mesmo dispositivo.
• Isto é possível através do SCSI, que permite a
conexão de múltiplos servidores e dispositivos ao
mesmo barramento.
• Isto é conhecido como configuração multi-drop
(Figura 4).

25. SCSI

26. SCSI
• Geralmente, somente é permitido a um único
servidor acessar os dados de um disco
específico por meio de um barramento SCSI.
• Obviamente, a arquitetura de barramento
SCSI tem algumas limitações com relação à
velocidade, distância e disponibilidade, que a
tornaria menos apta a diversas aplicações.

27. SCSI
• Obviamente, a arquitetura de barramento
SCSI tem algumas limitações com relação à
velocidade, distância e disponibilidade, que a
tornaria menos apta a diversas aplicações.

28. Versões do SCSI
Versão Velocidade
SCSI-1 5 MB/s
SCSI-2(Fast SCSI) 10 MB/s
Wide Fast SCSI 20 MB/s
SCSI-3 (Ultra SCSI) 20 MB/s
Wide Ultra SCSI 40 MB/s
Ultra2 SCSI 40 MB/s
Wide Ultra2 SCSI 80 MB/s
Ultra160 SCSI 160 MB/s
Ultra320 SCSI 320 MB/s
Ultra640 SCSI 640 MB/s

29. Discos Rígido

30. Padrão IDE
• Desenvolvido na década de 80.
• A conexão dos dispositivos IDE ao micro é
chamada de ATA e é feita através de um cabo
flat de 40 vias.

31. Padrão SATA
• Desenvolvido no ano de 2000, considerado o
novo padrão para dispositivos.
• Principal diferença é que no padrão SATA, a
transmissão do sinal é feita em serialmente,
enquanto que a da IDE a transmissão de dados
era em paralela.
• Além da conexão física do dispositivo, que é dada
pelo cabo SATA.

32. HD SATA x HD IDE

33. Conclusão
• As exigências por tecnologias de armazenamento
estão ficando cada vez maiores.
• Há cada vez mais demandas por redes que
permitam o armazenamento de grandes
quantidades de informação.
• Além disso, a velocidade, robustez, segurança e
escalabilidade figuram como características
determinantes para o sucesso de sistemas
comerciais e científicos.

34. Conclusão
• Com o uso da tecnologia SAN’s, é possível
obter uma rede robusta, de alta velocidade,
que estabelece uma comunicação direta entre
os recursos de armazenamento e o servidor.

35. Conclusão
• Estas tecnologias, no entanto, ainda precisam ser
aprimoradas.
• Devido sua alta complexidade de manutenção e
instalação, o seu uso ainda é inviável a usuários
de redes de armazenamento de porte pequeno e
médio.
• Para alcançar uma maior abrangência, é
importante que a tecnologia seja revista de forma
a ser simplificada.