Storage Area Network : gare aux coûts cachés !

Si la croissance exponentielle des volumes du système d'information incite à bâtir un San, les applications supportées influent sur la décision de migration et sur la topologie finale. Le San (Storage Area Network) doit être à l'image des applications qu'il sert : la densité de ports, la bande passante, la distance entre serveurs et baies de sauvegarde, le niveau de disponibilité et de sécurité doivent s'adapter à l'intensité de stockage des applications. Une configuration optimale exige un commutateur Fibre Channel (FC) en guise de backbone. Mais le coût de cet équipement favorise l'emploi de concentrateurs plus primitifs. Combiner ces deux solutions offre l'infrastructure la plus équilibrée. Encore faut-il que la migration vers le San vaille le déplacement. Après tout, l'interface SCSI (Small Computer System Interface) règne depuis plus de vingt ans sur les serveurs de fichiers et unités de disques. Et une majorité d'équipements s'en tient à cette interface triviale. Mais les quelques mégaoctets de bande passante offerts et le faible rayon d'action de ce vieux standard se révèlent aujourd'hui dépassés face à la croissance des volumes à stocker. Ce contexte oblige à une démultiplication coûteuse des unités de stockage et des serveurs interconnectés au bus SCSI obsolète.

En finir avec les faiblesses des systèmes classiques

Outre cette inadéquation à absorber des volumes exponentiels, les systèmes de stockage classiques pèchent par leurs manques de flexibilité, de disponibilité et de sécurité. Ce sont sur ces carences plus que sur le critère du débit que les promoteurs du San fondent leur argumentation. Ces derniers font valoir les facilités de mise en œuvre d'architecture en grappe (clustering), des fonctions d'administration dédiées au stockage, ainsi que des garanties de disponibilité. Pour ces vendeurs, le verdict est sans appel. Au-delà de 1 To de sauvegarde, les systèmes de stockage basés sur des interfaces SCSI (Small Computer System Interface) s'avèrent inadaptés, et la migration s'impose. La spirale inflationniste des sources de données internes (data warehousing, data mining) et externes (web) rend ce seuil probable pour des grands comptes. Toutefois, cette cible élitiste n'obéit pas aveuglément à ce curseur migratoire. D'autant que les pionniers du stockage ont semé la confusion en ouvrant un contre-feu marketing au modèle San, le Nas (Network Attached Storage). Cette architecture de stockage repose sur une infrastructure réseau Ethernet.

San ou Nas ? Tout dépend de vos applications

De fait, le mode de transfert Nas utilise la procédure IP, alors que le San repose sur le protocole SCSI natif quel que soit le bus emprunté (Fibre Channel ou SCSI). Au sein d'un environnement Nas, le serveur de fichiers s'érige comme le pivot du partage des ressources de stockage, alors que, dans un contexte San, le réseau tout entier participe à cette application. Autrement dit, le Nas se contente de servir des fichiers à la demande des stations clientes, alors que réseau San s'assimile à une unité de stockage géante, distribuée, accessible à tous les serveurs. Cette mutualisation des ressources de stockage matérialisée par des unités de disques, de cartouches et de bandes, s'érige comme l'atout principal du modèle San. Le choix entre les modèles Nas et San s'opère en fonction des applications. Un système d'information articulé autour de quelques bases de données se contentera d'une solution Nas. A l'autre extrême, la duplication, en temps réel, d'un site de production sur un centre de sauvegarde déporté à plusieurs kilomètres implore l'alternative San. Cela dit, le Gigabit Ethernet offre aujourd'hui une échappatoire Man au modèle Nas. De même, le partage d'une ressource de stockage entre plusieurs serveurs n'autorise pas d'autres issues que celle du San. Car, au sein d'un environnement Nas, le serveur dispose d'une exclusivité implicite sur les unités de disques. Or, ce monopole s'oppose au principe d'ouverture engendré par l'archétype dominant Internet/intranet et aux exigences de sécurité créées par cette nouvelle convivialité. Le San s'adapte mieux à cet environnement contradictoire.

Du San partagé au San commuté…

Encore faut-il déterminer la topologie San idéale en termes technico-économiques, à commencer par la structure du backbone. D'un point de vue financier, l'écart de coût entre un commutateur Fibre Channel et un concentrateur opérant sur une boucle arbitrée FC-AL (Fibre Chanel-Arbitrated Loop) avoisine les 15 000 francs hors taxes par port. Cette nuance incite à user du média partagé autant que possible. Rappelons que le commutateur offre 100 Mo/s de débit par port, alors que le concentrateur «arbitre» le partage de cette même bande passante entre tous les serveurs rattachés. Il faut d'ailleurs ramener la bande passante utile à sa juste valeur. En effet, malgré un overhead protocolaire réduit au minimum, le débit utile de ces cartes réseaux est, au mieux, de 97 Mo/s. A ce régime, les serveurs soumis à un flot de requêtes SGBD et autres opérations transactionnelles cohabiteront sans encombre sur une même boucle FC-AL. Un serveur intranet affecté à une application de distribution vidéo se sentira en revanche plus à l'aise sur un port Fibre Channel dédié. Selon son modèle d'appartenance et la nature des applications hébergées, une grappe de disques Raid (Redundant Array of Independant Disks) méritera un port réservé du commutateur FReduction-coût- Rappelons qu'une unité Raid préserve l'intégrité des données grâce à la duplication ou la distribution de ces dernières sur un ou plusieurs disques. A l'opposé, pour des applications moins gourmandes, l'unité Raid se contentera d'une boucle arbitrée FC-AL. Les unités classiques de type Fibre Channel reposent, par défaut, sur ce principe de boucle partagée. Autrement dit, le fond de panier de ces baies se compose d'un bus de 100 Mo/s sur lequel chaque disque Fibre Channel vient se relier. Cette structure conditionne le nombre d'unité de disques supportés. Cinq disques de 20 Mo/s suffisent, par exemple, à saturer le bus. Dans ce cas, l'adjonction de disques supplémentaires pour accroître l'espace de stockage n'est pas interdite, à condition que la consommation de bande passante, à l'instant T, n'excède pas la capacité totale de la boucle.

Un équilibre entre technique et finance

Paradoxalement, l'interconnexion d'une grappe de disques FC au port d'un commutateur de même nature demeure plus contraignante. En effet, chaque unité de disque Fibre Channel est identifiée par une adresse physique AL (Arbitrated Loop) nommée AL_PA. Or, certains commutateurs FC n'autorisent qu'un nombre limité d'adresses par port. En d'autres termes, faute d'adresses, ces derniers sont incapables d'identifier tous les disques de la baie. Une telle restriction oblige donc à vérifier l'adéquation fonctionnelle entre ces deux équipements. L'interconnexion d'une unité de sauvegarde sur bande impose moins de précautions. En outre, le débit de 5 à 10 Mo/s à l'interface ne justifie pas d'accaparer un port du commutateur FReduction-coût- Cela dit, les opérations de sauvegarde ont horreur d'être dérangées. Le «libre-service» du segment partagé FC-AL n'exclut pas une telle éventualité. Il suffit qu'un colocataire fasse son entrée sur la boucle pour interrompre l'opération en cours. L'affection d'un port spécifique à l'unité de bande préserve celle-ci de tels désagréments, mais reste luxueuse. En résumé, l'équilibre technico-financier préconise un régime mixte à base de concentrateurs FC-AL et de commutateurs FReduction-coût- Encore faut-il s'assurer de l'interopérabilité entre ces deux équipements. Cette faculté présuppose le support de ports FL (Fabric Login). Par ce biais, le commutateur coopère avec des concentrateurs Fibre Channel natifs, des unités de disques ou d'autres sous-systèmes de stockage en grappe (JBOD, Just a Bunch of Disks) ou des systèmes Raid dotés d'une interface Fibre Channel. Tous ces composants peuvent être reliés sur une même boucle tout en n'accaparant qu'un seul port du commutateur.

Un commutateur hautement disponible

Une telle configuration réclame néanmoins des performances de commutation et, plus précisément, un délai de latence optimal. Cette condition passe par un processeur matériel à base d'Asics plutôt que par un DSP (Digital-Signal Processing) soumis à un laborieux logiciel de routage. De plus, un délai de transit intercommutateur réduit garantit un support de classe de service Fibre Channel plus riche. A la performance, le commutateur se doit d'ajouter une facilité d'interconnexion avec ses pairs. Cette qualité permet de mieux absorber la charge des unités de stockage et de s'adapter aux contraintes géographiques. Pour s'aligner sur cette topologie distribuée et étendue, le commutateur FC doit intégrer des fonctions de gestion de domaines et de zones. D'autres facteurs influent sur le choix de ce commutateur, à commencer par le support de modules d'alimentation et de ventilation redondants. Le périmètre critique dans lequel ces équipements évoluent ne souffre pas d'interruption. L'administration est aussi un critère important. Un alignement au standard SNMP (Simple Network Management Protocol) se pose comme un prérequis, et la visibilité de l'état de chaque port comme un minimum fonctionnel.

Les centres de coûts des architectures San à surveiller

• L'architecture San requiert une expertise technique au moins comparable à celle d'un réseau traditionnel. Or, chez l'utilisateur, une telle compétence reste rare, d'autant que les produits sont plutôt nouveaux. En outre, les entreprises rechignent encore à créer un poste d'administrateur spécifique à la fonction de stockage.

• Au sein d'un même San, l'hétérogénéité des systèmes d'exploitation (NT, Unix) et des baies de stockage accroît la charge d'administration.

• Près de 50 % des données stockées en ligne ne méritent pas un tel égard. Une simple sauvegarde sur un support moins coûteux, voire une purge de ces données, est recommandé.

• La reprise de l'existant engendre des surcoûts tels que l'adjonction de ponts SCSI/FReduction-coût-

• La migration vers des équipements périphériques de type Fibre Channel demeure coûteuse, malgré la démocratisation du concept San. Ainsi, le remplacement d'une baie de disques Raid SCSI par un modèle FC de capacité de stockage similaire engendre un surcoût de 15 000 à 45 000 euros relatif au contrôleur.