Segurança no Armazenamento 3. NAS - Network Attached Storage Márcio Aurélio Ribeiro Moreira marcio.moreira@pitagoras.com.br http://si.lopesgazzani.com.br/docentes/marcio/

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

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

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

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)

Arquitetura do NAS Unidade de Storage Servidor Requisita um I/O remoto HDs Storage 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

Benefícios do NAS Aumento da disponibilidade: Aumento de performance: 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

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

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

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

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

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.

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

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?

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.