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Stockage scale-out NAS : définition, fonctionnement et avantages de l’évolutivité horizontale

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Le stockage scale-out est un type d’architecture de stockage NAS (rattachée au réseau) reposant sur des baies reliées entre elles. Ce type de stockage permet d’étendre la capacité de stockage d’un système informatique d’entreprise à volonté en fonction des besoins, sans limites et sans avoir besoin d’anticiper les expansions futures. Il offre une évolutivité horizontale, par opposition à l’évolutivité verticale (scale-up). Découvrez la définition, le fonctionnement et les avantages du stockage scale-out.

Par le passé, pour s’assurer de disposer d’un espace de stockage suffisant en cas d’expansion, les entreprises n’avaient d’autre choix que d’acheter des baies des stockages plus importantes que ce dont elles avaient besoin. Or, il est difficile de prévoir avec précision l’expansion d’une entreprise. Il est possible que l’extension n’ait pas lieu, ou qu’elle soit moins conséquente que prévu. De fait, un gaspillage d’argent et de ressources avait souvent lieu.

Stockage Scale-Out NAS : qu’est-ce que c’est, à quoi ça sert ?

Heureusement, ce problème a été résolu en grande partie avec l’apparition et la démocratisation de ce qu’on appelle le stockage scale-out (scale-out storage). Le stockage scale-out est une architecture de stockage NAS (Network Attached Storage, ou rattachée au réseau) reposant sur des baies reliées entre elles et dotées de leurs propres ressources. En fonction des besoins, il est ainsi possible d’augmenter l’espace de stockage en ajoutant des unités.

Si la limite de stockage est atteinte, ou si l’entreprise veut augmenter les performances de son système, il est possible d’ajouter facilement une baie pour augmenter la capacité totale du réseau. Il suffit ensuite de configurer la nouvelle baie. Ainsi, nul besoin d’anticiper les expansions futures. Ce type d’architecture scale-out permet donc de réduire le montant de l’investissement initial.

Par ailleurs, quelle que soit l’évolution des besoins de stockage, il est possible d’augmenter l’espace disque sans limites ou presque. Même si les besoins augmentent énormément de façon soudaine, il suffit de rajouter autant de baies que nécessaire. La flexibilité de l’entreprise s’en trouve donc considérablement augmentée. Ce type d’architectures de stockage est donc idéal pour répondre aux problématiques posées par le Big Data.

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Stockage Scale-Out Nas : comment ça fonctionne ?

Pour augmenter la capacité de stockage d’un système scale-out, on ajoute des clusters au système. Il est possible d’ajouter autant de clusters que l’on souhaite en fonction des besoins de l’entreprise. Chaque noeud en cluster ajouté au NAS scale-out permet une montée en charge.

Chaque unité, aussi appelée noeud, propose une certaine capacité de stockage. En général, cette capacité dépend du nombre de disques physiques. Le noeud peut aussi posséder sa propre puissance de traitement, et sa bande passante entrée/sortie. Ainsi, l’ajout d’une unité permet d’augmenter la capacité de stockage, mais peut aussi permettre d’accroître les performances du système.

En règle générale, les noeuds sont des serveurs x86 embarquant un système d’exploitation et un stockage. Ces serveurs sont reliés entre eux par un réseau externe. Il est aussi possible de les relier via un fond de panier à grande vitesse, aussi appelé backplane. C’est ce qui permet l’intercommunication. Ainsi, les utilisateurs gèrent et administrent le cluster comme s’il s’agissait d’un seul système.

Les données stockées sur le système sont gérées avec un espace de noms global, ou avec un système de fichiers distribué DFS (Distributer File System). C’est ce qui permet de connecter des noeuds sans qu’ils aient besoin d’être situés au même emplacement physique.

Stockage Scale-Out vs stockage Scale-Up NAS, évolutivité verticale vs évolutivité horizontale : avantages et intérêts

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Pour désigner la capacité des systèmes de stockage à monter en charge en taille ou en volume, c’est-à-dire à adapter le système à un besoin de capacité en hausse, on emploie le terme d’évolutivité. Ainsi, on distingue principalement deux méthodes d’évolutivité différentes.

La technique d’évolutivité la plus ancienne est le scale-up. Il s’agit d’une forme d’évolutivité verticale. Concrètement, le scale-up consiste à augmenter la capacité du matériel ou des logiciels informatiques en ajoutant des ressources au système physique. Par exemple, il peut s’agir d’augmenter la puissance de traitement d’un serveur afin de le rendre plus rapide. Dans le domaine des systèmes de stockage, il s’agit d’ajouter au système des unités telles que des disques pour augmenter la capacité.

À l’origine, le NAS repose principalement sur l’évolutivité verticale (scale-up). La capacité ne pouvait être augmentée qu’en ajoutant des systèmes supplémentaires à une architecture existante. Concrètement, un système NAS scale-up comporte des contrôleurs aussi appelés « têtes NAS ». Ces contrôleurs ont accès à des quantités prédéfinies de ressources d’UC et de mémoire. Les têtes NAS ont aussi accès à un nombre prédéterminé d’emplacements de disque.

Ainsi, les périphériques se partagent les ressources système. La fonction de contrôle n’augmente pas avec la capacité de stockage. De fait, les performances d’un NAS scale-up tendent à se dégrader à mesure que des unités de stockage sont ajoutées. Si les limites sont atteintes, la seule façon de continuer à augmenter la capacité et les performantes est de déployer un nouveau système que l’entreprise devra gérer séparément. Il s’agit du principal point faible du stockage scale-up et de l’évolutivité verticale.

Dans le cas de l’évolutivité horizontale, ou scale-out, il est possible de relier plusieurs entités avec leurs propres contrôleurs afin qu’elles fonctionnent comme une seule unité logique. Les noeuds n’ont même pas besoin d’être situés au même emplacement géographique. Ainsi, l’intégralité du système peut être gérée simultanément et il est possible d’augmenter les capacités à l’infini sans que les performances ne se dégradent. C’est l’avantage du stockage NAS scale-out par rapport au NAS scale-up.

L’inconvénient du stockage NAS scale-out est qu’il exige une connectivité réseau plus importante. De même, les besoins en énergie et systèmes de refroidissement peuvent être plus importants. Au-delà d’un certain nombre de clusters ajoutés au NAS, en revanche, les coûts en énergie se trouvent réduits par rapport au scale-up.

Ainsi, de par ses nombreux avantages, il est fort possible que le stockage scale-out devienne la norme dans le domaine des systèmes de stockage externes. Cependant, sur le long terme, il est plus probable que la norme devienne les systèmes capables de s’adapter dans plusieurs dimensions : scale up, scale out, et scale linearly (évolutivité horizontale, verticale et linéaire). Ce type de système offre encore plus de flexibilité.

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