Segurança no Armazenamento 3. NAS - Network Attached Storage

1. Segurança no Armazenamento3. NAS - Network Attached Storage Márcio Aurélio Ribeiro Moreira marcio.moreira@pitagoras.com.br http://si.lopesgazzani.com.br/docentes/marcio/

2. Objetivos do capítulo • Explicitar o funcionamento da arquitetura NAS – Network Attached Storage (Armazenamento Conectado em Rede) • Avaliar as opções de hardware existentes no mercado • Avaliar a tecnologia NAS

3. O que é o NAS? • O sistema de armazenamento (storage) é conectado ao servidor ou estação através da rede: • Isto é feito através do SO e o software do NAS • Estrutura padrão: • Gargalo? • Congestionamento de rede • Separar uma rede para isto

4. Arquitetura típica do NAS Servidor Aplicações Sistema de Arquivos LAN Rede Discos de Armazenamento

5. Descrição do NAS • Fornece o storage e o sistema de arquivos: • Alguns fabricantes usam SO e protocolos proprietários ou baseados nos padrões, considerando que será utilizada uma rede separada para o NAS • Ex: FreeNAS (FreeBSD) e NexentaStor • Oferecem alta disponibilidade com o RAID: • Como o SO fica na unidade de storage libera os servidores da rede para outras funções • Usam protocolos: • NFS (Network File System do Unix ou Linux) • SMB (Server Message Block do Windows que usa o TCP/IP) • CIFS (Common Internet File System versão pública do SMB)

6. Arquitetura do NAS Unidade de Storage HDsStorage Servidor Aplicação Protocolo Storage (FC) Requisita um I/O remoto Chama o Sistema de Arquivos Redireciona o I/O para o Storage Chamada para o FS do Storage Encapsula chamada de rede Sistema Operacional Protocolo de Drive (SCSI) Redirecionador de I/O SO NAS NFS/SMB/CIFS Protocolo NAS Pilha TCP/IP Pilha TCP/IP Rede Placa de Rede Placa de Rede

7. Benefícios do NAS • Aumento da disponibilidade: • Através do uso de RAID e clusters (grupos de storages trabalhando em redundância) • Aumento de performance: • O NAS libera o servidor de processar o file system • Considerações: • O tráfego de rede sobe e pode ser gargalo para o NAS • O tamanho da memória cache do NAS pode ser gargalo • Um NAS é um servidor por si mesmo: • Sua confiabilidade depende de seus componentes

8. Hardwares típicos • Buffalo: LinkSys • TeraStation Pro NSLU2 • EMC: Dell • Celerra NS20 a NS80 NF100, NF500 e NX1950

9. Vantagens da arquitetura NAS • Suporta sistemas operacionais diferentes • São fáceis de instalar e gerenciar: • Alguns são “plug-and-play” • Podem ser administrados remotamente • Reduzem o volume de administração no SO • Aproveitam a infra de rede existente • São mais rápidos que o SO para tarefas específicas • Estão prontos para sincronização e replicação

10. Fraquezas da arquitetura NAS • O tráfego de rede é afetado pelo NAS • Um DAS sem redundância pode ser mais confiável que um NAS sem redundância: • Por que normalmente o servidor tem redundância de fonte, memória, controladoras, etc. • O NAS é limitado pela sua CPU e pelo SO: • O NAS tem que responder a carga de múltiplos usuários, todas operações de I/O e processamento • Em muitos casos o upgrade de NAS é difícil • Por isto o NAS é limitado se comparado ao DAS/FC

11. Análise da arquitetura NAS • Os servidores são mais eficientes que o NAS na gestão e exposição do file system: • Ex: Cálculo do espaço usado no disco por diretórios, indexação de arquivos e espelhamento • A principal razão: a rede entre o cliente e o NAS • O DAS é uma extensão do servidor: • Normalmente tem mais poder de CPU e de I/O • O NAS é uma entidade da rede: • Isto facilita o compartilhamento de arquivos • Isto o torna simples e relativamente barato

12. Usos do NAS • É indicado para aplicações que demandem alto volume de armazenamento centralizado: • Servidores de e-mail e web em balanceamento de carga (load-balancing) ou tolerância à falhas • Servidores de multimídia (streaming de vídeo) • Aplicações ou jogos domésticos, pelas razões: • Queda acentuada de preços nos últimos anos • Uso de processadores padrões (ARM, PowerPC, etc) • Uso de SO Linux padrão e do protocolo plug and play • Ex: Buffalo TeraStation, Linksys NSLU2, etc.

13. Outros usos do NAS • Servidor de arquivos ou impressão • Compartilhamento de sistemas de arquivos heterogêneos • Espelhamento de sistema de arquivos • Sistema de backup alternativo: • Backup rápido de dados críticos • Repositório para dados de backup • Aplicações de CAD/CAM • Sistemas médicos de imagens

14. Exercício • Um cliente tem 3TB de área de dados em uso em um frame de Storage que suporta 20.000 operações de I/O por segundo. Este frame tem capacidade de 5TB e está formatado em RAID 0. O frame está sendo compartilhado por 50 clientes. Os outros 49 clientes consomem 1.2TB e geram 8.000 I/O por segundo. O cliente em questão está reclamando que o tempo de acesso às aplicações dele era de 600ms e agora está em mais de 1.600ms. Antes da degradação de desempenho, esse cliente estava gerando 13.500 I/Os por segundo. Além disto, no SLA (Service Level Agreement ou Acordo de Nível de Serviço) assinado com o cliente consta que a disponibilidade do serviço é 95% mensal das 20:00 às 6:00 horas e 99% diário das 6:00 às 20:00 horas. O direcionamento dos executivos da empresa é: cumprir o prometido para o cliente com o menor custo possível. • Diante deste cenário, pergunta-se: • a) O que podemos fazer na infra-estrutura para melhorar o tempo de acesso às aplicações? • b) O que devemos fazer para cumprir o SLA combinado com o cliente? • c) Quais os recursos necessários para resolver os problemas acima?

15. Referências • Auspex Systems. A Storage Architecture Guide. STORAGEsearch.com. Mai-2000. • EMC. Storage Basics. EMC. Jun-2006. • Khattar, Murphy, Tarella e Nystrom. Introduction to Storage Area Network, SAN. IBM. Redbooks. SG24-5470-00. 1999. • Open-E. NAS or iSCSI? Selecting a storage system. Open-E. 2006.