Nouveaux Syst

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Nouveaux Systèmes de stockage de données (SAN/NAS)

• Par GOEBEL Georges
• georges_at_goebel.tv

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Plan

• Mise en contexte
• Storage Area Networks
• Architecture Fibre Channel
• Network Attached Storage
• Exemple dun serveur NAS
• EMC2 Celerra
• Conclusion
• Démonstration
• Questions - Réponses

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Mise en contexte

• De nos jours la quantité des données augmente
• Comment garantir laccès 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
  limmédiat

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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

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Storage Area Network

• Composé de
• Serveurs
• Groupes de disques (Storage Array)
• Fibre Channel Switch/Hub, SCSI, iSCSI,
• Serveur
• Rendre les données accessibles à lextérieur
• File System, Base de données, Vidéo,
• Storage Array (SA)
• Groupe de disques magnétiques en RAID (Redundant
  Array of Inexpensive Disks)

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Storage Array (SA)

• Chaque groupe est un RAID de disques !

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Storage Array RAID

• RAID 0 Striping
• 2 disques physiques-gt 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 dun disque
• RAID 5
• 3 disques données 1 disque avec parité
• Striping des 3 disques données
• -gt réduit le nombre des disques pour la même
  sécurité
• Autre RAID S (parité distribué), RAID 7 (5 1)

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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 dun fournisseur / marque
• Plus de choix

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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 dutiliser dautres 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

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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

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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 !

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SAN Fibre Channel topology

• Fibre Channel Hub
• Comme Daisy Chain mais sans   Single Point of
  Failure

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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

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Notion  HA Cluster 
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SAN High Availability
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SAN High Availability avec distance topologie

• Connexion entre les  Fabric Switch 
• connexion  long wave  -gt 10 km ( nouvelle
  technologie 60 km )
• Seulement possible entre switch, les nœuds ne le
  supportent pas connexion  long wave 

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SAN Produits

• Sun
• StoreEdge Series
• IBM
• FAStT200 storage server, FAStT400 storage server,
  
• EMC2
• EMC CLARiiON Midrange Storage Systems,
• HP
• Disk System 21002405, HP Surestore series,
• Autres
• Hitachi, Broadcom,

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Network Attached Storage
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Network Attached Storage

• NAS HEAD Groupement de machine(s) (cluster)
  offrant les données persistantes (SAN) à
  lextérieur 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 dexploitation optimisé I/O pour serveurs
  de fichiers
• Connexion multiple entre Serveurs et SA
  (distribution de charge)
• Cache sur SA

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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 dadministration
• Gestion centralisée (bien sûr redondante)
• Extensibilité (Scalability)
• Utilisation des composants standards (PC, FC, )

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Différence 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 -gt 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 -gt 80 MB/sec
• Fichier I/O
• Mondial
• FS géré par NAS Head
• Configuration par Head Unit

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NAS Head

• Machine qui est connectée
• NIC -gt réseau TCP/IP
• HBA -gt SAN (Fibre Channel)
• Administration du NAS à partir dun interface web

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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

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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.

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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 laide de la Management Software
  de la station de contrôle
• Redémarrage automatique lors dune erreur
• Connexion Fibre Channel avec SAN
• Dynamic Multipathing
• Serveurs de fichiers  Hot Spare 

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NAS Exemple EMC2 Celerra

• Nécessité dun 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

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EMC2 Control Disk
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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

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Conclusion

• NAS
• Extensibilité (Scalability)
• Facile dajouter des FS ou SA supplémentaires
• Facilite ladministration
• 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

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Matériel
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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

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Démonstration du Red Hat GFS

• Mise en place dun SAN
• RedHat GFS -gt logical volume manager
•  Mount  dune clé USB comme  block device  à
  travers le réseau sur les nœuds du cluster
• Création dun GFS sur la clé USB
•  Mount  du FS sur deux machines différentes en
  même temps.
• Visualiser un accès multiple à un fichier

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Schéma Shared disk (block device)
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Questions - Réponses

• ???