Stockage

Qu'est-ce qu'un serveur de stockage en réseau ?

Un serveur de stockage en réseau (NAS) est une architecture de stockage en mode fichier, constituée d'un ou de plusieurs serveurs dotés de disques dédiés où les données sont stockées et partagées avec de nombreux clients connectés à un réseau. Le NAS est l'une des trois principales architectures de stockage, avec les réseaux locaux de stockage (SAN) et le stockage en attachement direct (DAS). C'est la seule qui soit à la fois en réseau (par définition) et entièrement responsable de l'ensemble du stockage du réseau.

Si l'on compare le NAS à des volumes de stockage qui vous sont plus familiers, comme le disque dur de votre ordinateur, un disque dur externe, un CD ou une clé USB, on constate qu'une architecture NAS vous permet de stocker et de partager des fichiers de la même manière. La différence est ailleurs. En effet, un disque dur, interne ou externe, un CD et une clé USB ne peuvent se connecter qu'à un seul périphérique à la fois, tandis que le NAS relie plusieurs périphériques en même temps.

Les unités NAS sont conçus pour distribuer les données sous la forme de fichiers. Bien qu'ils soient techniquement capables d'effectuer des tâches de serveur général, les unités NAS ont souvent un rôle qui se limite à l'exécution d'un logiciel qui protège les données et gère les autorisations. C'est pour cette raison qu'elles n'ont pas besoin d'un système d'exploitation complet. La plupart des unités NAS incluent un système d'exploitation léger, configuré pour le stockage et la présentation des données.

Pour présenter ces fichiers, l'unité NAS utilise des protocoles fichiers standard, tels que NFS (Network File System), SMB (Server Message Block), CIFS (Common Internet File System) ou AFP (Apple Filing Protocol), qui communiquent avec les périphériques Linux®, UNIX, Microsoft Windows et Apple.

Voici les principaux avantages d'un serveur NAS :

  • Évolutivité : pour augmenter la capacité de stockage d'un NAS, il suffit d'y ajouter des disques durs. Pas besoin de mettre à niveau ni de remplacer des serveurs, et encore moins de désactiver le réseau.
  • Performances : comme le NAS est un système de fichiers, les autres périphériques du réseau n'ont pas besoin de se charger du partage des fichiers. De plus, le NAS est souvent configuré pour une utilisation bien précise (stockage de Big Data ou de contenus multimédias, par exemple), ce qui permet d'obtenir des performances plus élevées.
  • Configuration simple : les architectures NAS sont souvent accompagnées de scripts simples ou encore fournies sous la forme d'appliances préinstallées avec un système d'exploitation rationalisé, ce qui réduit considérablement le temps de configuration et de gestion du système.
  • Accessibilité : tous les périphériques en réseau ont accès au NAS.
  • Tolérance aux pannes : il est possible de formater le NAS de sorte qu'il prenne en charge des disques répliqués, un système RAID ou le codage à effacement afin d'assurer l'intégrité des données.

Comment fonctionne un serveur de stockage en réseau ?

Pour faire simple, le NAS est une approche qui vise à simplifier l'accès aux données stockées entre les périphériques d'un réseau. En installant un logiciel spécialisé sur du matériel dédié, les entreprises peuvent tirer parti d'un accès partagé à point unique assorti de fonctions de sécurité, de gestion et de tolérance aux pannes. Le NAS communique avec les autres périphériques à l'aide de protocoles fichiers. C'est l'un des formats les plus faciles à utiliser, notamment par rapport aux systèmes de stockage en mode bloc ou objet.

Matériel

Le matériel qui compose un NAS est généralement appelé boîtier NAS, unité NAS ou serveur NAS. Le serveur en lui-même est essentiellement composé de disques de stockage, de processeurs et de mémoire RAM, comme la plupart des autres serveurs. Il est possible d'ajouter plus de mémoire RAM à une unité NAS ou de personnaliser le type et la capacité des disques selon les besoins spécifiques. La différence principale entre un NAS et un serveur de stockage généraliste se situe plutôt au niveau du logiciel.

Logiciel

Une unité NAS comprend un logiciel déployé sur un système d'exploitation allégé, généralement intégré au matériel. Quant au serveur généraliste, il est doté d'un système d'exploitation complet et il envoie et reçoit des centaines ou des milliers de petites requêtes uniques par seconde. Le système d'exploitation d'un NAS, lui, ne gère que deux tâches : le stockage des données et le partage des fichiers.

Protocoles

Une unité NAS est formatée avec des protocoles de transfert de données, fréquemment utilisés pour l'envoi de données entre plusieurs périphériques. Les clients peuvent accéder à ces protocoles via un commutateur réseau, c'est-à-dire un serveur central qui connecte tous les éléments du réseau et achemine les requêtes. En pratique, les protocoles de transfert de données vous permettent d'accéder aux fichiers stockés sur un autre ordinateur, comme s'il s'agissait des vôtres.

Sur un réseau, plusieurs protocoles peuvent être utilisés, mais les deux plus importants sont les suivants : le protocole IP (Internet Protocol) et le protocole TCP (Transmission Control Protocol). Le protocole TCP permet de regrouper les données en paquets avant de les envoyer via le protocole IP. Pour simplifier les choses, les paquets TCP sont comparables à des fichiers ZIP et le protocole IP à des adresses e-mail. Si vos grands-parents ne sont pas inscrits sur les réseaux sociaux et qu'ils n'ont pas accès à votre cloud personnel, vous devez leur envoyer vos photos de vacances par e-mail. Vous pouvez également rassembler ces photos dans des fichiers ZIP pour éviter de les envoyer une par une. De la même manière, le protocole TCP rassemble les fichiers dans des paquets avant de les envoyer sur un réseau via des adresses IP.

Les fichiers transférés via ces protocoles peuvent être aux formats suivants :

  • NFS (Network File System) : ce protocole est fréquemment utilisé sur les systèmes Linux et UNIX. Ce protocole indépendant fonctionne sur tout type de matériel, de systèmes d'exploitation et d'architectures de réseau.
  • SMB (Server Message Block) : la plupart des systèmes qui utilisent le protocole SMB exécutent Microsoft Windows. Il est alors appelé « Réseau Microsoft Windows ». Ce protocole a été développé à partir du protocole CIFS (Common Internet File System) et c'est pour cette raison qu'il apparaît parfois sous l'appellation CIFS/SMB.
  • AFP (Apple Filing Protocol) : il s'agit d'un protocole propriétaire, réservé aux périphériques Apple qui exécutent MacOS.

Petite histoire du serveur de stockage en réseau

Dans les années 1980, l'informaticien britannique Brian Randell a développé un logiciel qui connectait plusieurs systèmes UNIX de telle manière qu'il était impossible de les distinguer les uns des autres. Communément appelé Newcastle Connection, ce logiciel a permis le développement de protocoles de transfert de données (notamment NFS), que des entreprises se sont mises à utiliser pour stocker des données dans des emplacements centralisés.

Avec l'évolution des réseaux, de nouveaux protocoles ont vu le jour pour permettre aux clients d'utiliser et de partager plus facilement leurs fichiers. Peu après, sont apparues des solutions conçues pour gérer divers systèmes de stockage spécifiques, faisant ainsi avancer le développement du NAS. Aujourd'hui encore, la technologie sous-jacente ne cesse d'évoluer. Avant, les NAS ne comprenaient que des disques magnétiques, mais de nos jours ils intègrent des disques SSD plus rapides et même des disques SSD à mémoire non volatile pour accélérer les performances d'accès aux données les plus consultées. Les processeurs multicœurs sont de plus en plus rapides et la mémoire RAM, à un prix plus abordable, permet d'augmenter les performances et l'évolutivité du NAS.

Le logiciel NAS s'est vite imposé comme une solution de stockage standard dans les entreprises et plusieurs start-up se sont mises à optimiser le stockage, l'organisation et l'accès aux données en réseau. L'une de ces start-up a concentré ses efforts sur la mise en cluster des fichiers NAS pour les tâches qui demandent une capacité élevée, comme la sauvegarde et l'archivage, et les tâches qui nécessitent de hautes performances, comme les analyses et la virtualisation. Avec le temps, cette start-up est devenue Red Hat® Gluster Storage.


Le NAS est-il pour autant un cloud ?

Non. Un NAS n'est pas un cloud en soi. Un cloud est un pool de ressources virtuelles (comme un volume de stockage), qui sont orchestrées par des logiciels de gestion et d'automatisation et accessibles à la demande via des portails en libre-service. Ces ressources sont dimensionnées automatiquement et allouées de façon dynamique. Pour pouvoir être considéré comme un véritable cloud, un NAS devrait être virtualisé sous forme de pools de ressources. Il faudrait ensuite que ceux-ci soient orchestrés par des logiciels de gestion et d'automatisation pour que l'on puisse parler de cloud computing.

En bref, le NAS se situe quelque part entre un système de stockage local et un système de stockage dans le cloud. Le NAS possède certaines caractéristiques du stockage local (accès sur site, connexions filaires) et certaines caractéristiques du stockage dans le cloud (accès en réseau, en libre-service), mais il n'inclut pas les logiciels de gestion et d'automatisation nécessaires pour évoluer rapidement et pour fournir des services mesurables. Si le NAS n'est pas un cloud, il peut néanmoins jouer un rôle fondamental dans le cloud computing.


Comparaison entre un serveur de stockage en réseau et d'autres types de stockage

Réseaux SAN

Un réseau de stockage (SAN) permet d'effectuer ce que l'on nomme le stockage en mode bloc. Le stockage en mode bloc sépare les volumes de stockage (tels que les disques durs, les nœuds de stockage virtualisés ou les pools de ressources de stockage dans le cloud) afin d'obtenir des volumes plus petits nommés blocs, qui peuvent être adaptés aux formats de divers protocoles. Par exemple, il est possible d'adapter un bloc au format du protocole NFS, un autre au format du protocole AFP et un troisième au format du protocole SMB. Cette option offre une plus grande flexibilité aux utilisateurs, mais les contraint à naviguer manuellement parmi les ressources, car le stockage en mode bloc rassemble les données de manière arbitraire.

Stockage DAS

Le stockage en attachement direct (DAS) correspond à un système de stockage directement relié à un ordinateur unique. Il ne se trouve pas sur un réseau et les autres périphériques ne peuvent donc pas y accéder facilement. Le DAS est le précurseur du NAS et chaque périphérique DAS doit être géré séparément, alors que le NAS gère l'ensemble du réseau. L'exemple de DAS le plus simple est le disque dur d'un ordinateur. Pour qu'un ordinateur B puisse accéder aux données stockées sur le disque dur d'un ordinateur A, il faut ôter le disque dur de l'ordinateur A et le relier physiquement à l'ordinateur B, ou configurer une connexion entre les deux ordinateurs.

Stockage logiciel

Une solution de stockage logiciel est un logiciel de gestion du stockage qui fonctionne indépendamment du matériel sous-jacent. Il est ainsi possible d'installer une solution de stockage logiciel sur une unité NAS, ce qui permet d'adapter le matériel à des charges de travail particulières. Une fois la solution de stockage logiciel installée, le matériel de stockage peut être mis en cluster pour que plusieurs serveurs puissent fonctionner comme un système unique et dédié à une fonction bien spécifique. Par exemple, il est possible de configurer un cluster de serveurs pour le stockage des annuaires d'utilisateurs et des dossiers NFS/CIFS, puis d'en configurer un autre en mode bloc pour le stockage des photos et d'autres contenus multimédias. Certaines solutions qui allient NAS et stockage logiciel peuvent même être consolidées et fournir plus d'un pétaoctet de données en 30 minutes, voire moins.

Tout ce dont vous avez besoin pour configurer un réseau de stockage

Plateforme de stockage logiciel en mode fichier qui gère les tâches demandant une capacité élevée, comme la sauvegarde et l'archivage, et les tâches nécessitant de hautes performances, comme les analyses et la virtualisation. Solution particulièrement bien adaptée aux conteneurs et à la diffusion multimédia.

Plateforme de stockage logiciel en mode objet qui offre également des interfaces pour le stockage en modes bloc et objet. Solution qui prend en charge les infrastructures cloud, les référentiels multimédias, les systèmes de sauvegarde et de restauration, ainsi que les « data lakes ». Fonctionne particulièrement bien avec Red Hat OpenStack® Platform.

La marque verbale OpenStack et le logo en forme de lettre O carrée, ensemble ou séparément, sont des marques commerciales ou des marques déposées de l'OpenStack Foundation aux États-Unis et dans d'autres pays et sont utilisés avec l'autorisation de l'OpenStack Foundation. Nous ne sommes pas affiliés à l'OpenStack Foundation ou à la communauté OpenStack, ni approuvés ou sponsorisés par celles-ci.

Vous ne savez pas encore tout sur le stockage…