Como escolher o melhor storage para seu cluster: Tire suas dúvidas

Índice:

• Como escolher o armazenamento para um cluster?
• A importância do acesso em nível de bloco
• Quando um NAS é suficiente para o cluster?
• O papel da latência e do IOPS na decisão
• Alta disponibilidade é inegociável
• A escalabilidade do armazenamento compartilhado
• O impacto dos protocolos iSCSI e Fibre Channel
• Considerações sobre o tipo de disco
• A decisão final para o seu cluster

Os clusters computacionais exigem um armazenamento compartilhado com alto desempenho. Uma escolha inadequada nesse ponto compromete toda a infraestrutura e seus serviços.

A decisão vai muito além da simples capacidade em terabytes. Ela impacta diretamente a disponibilidade, a performance e a escalabilidade para todos os nós do conjunto.

Assim, compreender as diferenças entre as arquiteturas de armazenamento é fundamental para uma implementação bem-sucedida e sem gargalos.

Como escolher o armazenamento para um cluster?

A escolha do armazenamento para um cluster requer uma análise criteriosa sobre a carga de trabalho, com foco em desempenho, disponibilidade e escalabilidade futura. As principais opções são a SAN (Storage Area Network) para acesso em nível de bloco com alta performance e o NAS (Network Attached Storage) para acesso em nível de arquivo com maior simplicidade, cada qual com seus cenários ideais.

Uma SAN geralmente é a opção preferida para virtualização e bancos de dados, pois ela fornece acesso em nível de bloco. Esse acesso faz o armazenamento aparecer como um disco local para os servidores. Essa arquitetura entrega latência muito baixa e uma alta taxa de transferência.

Em contraste, um NAS simplifica o compartilhamento de arquivos entre múltiplos servidores e é mais fácil para gerenciar. Ele funciona bem para aplicações que não exigem a performance extrema de uma SAN, como repositórios de código ou servidores web com conteúdo estático.

A importância do acesso em nível de bloco

A principal diferença entre SAN e NAS está no modo como os dados são acessados. Um cluster com alta demanda por I/O, como em ambientes virtualizados com VMware ou Hyper-V, precisa de acesso em nível de bloco para funcionar bem.

Esse tipo de acesso permite ao sistema operacional do servidor gerenciar o sistema de arquivos diretamente no storage. Por isso, o desempenho se aproxima ao de um disco local, com latência bastante reduzida e maior eficiência nas operações.

Protocolos como iSCSI e Fibre Channel são os responsáveis por transportar esses blocos pela rede. O iSCSI utiliza a rede Ethernet padrão, enquanto o Fibre Channel exige uma infraestrutura dedicada, porém oferece um desempenho superior em muitos casos.

Quando um NAS é suficiente para o cluster?

Embora a SAN seja a escolha tradicional, alguns clusters podem funcionar perfeitamente com um NAS. Isso acontece em cenários com menor exigência por IOPS e mais foco no compartilhamento de arquivos entre os nós.

Por exemplo, um cluster de servidores web que acessa arquivos estáticos ou um ambiente de desenvolvimento pode se beneficiar da simplicidade e do custo menor de um NAS. O protocolo NFS é bastante comum nessas situações e atende bem a essa demanda.

No entanto, é preciso ter muito cuidado. Usar um NAS para cargas de trabalho intensivas em banco de dados ou virtualização geralmente resulta em gargalos de desempenho e instabilidade em todo o ambiente. A latência do acesso em nível de arquivo se torna um problema nesses casos.

O papel da latência e do IOPS na decisão

Dois indicadores são essenciais na escolha: latência e IOPS (operações de entrada e saída por segundo). A latência mede o tempo de resposta do storage, enquanto o IOPS mede sua capacidade para processar um grande volume de requisições.

Aplicações como bancos de dados OLTP são extremamente sensíveis à latência. Nesses cenários, qualquer milissegundo adicional impacta a experiência do usuário e a performance da aplicação. Storages all-flash com NVMe são ideais para essas cargas de trabalho.

Já ambientes com muitos usuários ou máquinas virtuais simultâneas demandam um número altíssimo de IOPS. A escolha do storage deve suportar o pico de requisições sem degradar o serviço para todos os clientes conectados.

Alta disponibilidade é inegociável

Um cluster existe para garantir a continuidade dos serviços. Por isso, o storage precisa ser tão resiliente quanto os servidores. Uma falha no armazenamento pode derrubar todo o ambiente de uma só vez.

Soluções de armazenamento para clusters devem ter componentes redundantes. Isso inclui fontes de alimentação, controladoras duplas (active-active ou active-passive) e múltiplos caminhos de rede, uma técnica conhecida como multipathing.

Se uma controladora falhar, a outra assume as operações instantaneamente, sem qualquer interrupção. Da mesma forma, o multipathing garante que a perda de um cabo ou porta de rede não cause a desconexão do storage, mantendo o acesso aos dados.

A escalabilidade do armazenamento compartilhado

O ambiente de TI sempre cresce. A solução de armazenamento escolhida hoje precisa suportar o crescimento futuro sem grandes transtornos ou custos proibitivos. A escalabilidade é um fator chave.

A escalabilidade pode ser vertical (scale-up), com a adição de mais discos ou gavetas de expansão ao sistema existente. Ela também pode ser horizontal (scale-out), com a adição de novos nós de storage ao conjunto para aumentar a capacidade e o desempenho.

Soluções scale-out, como alguns sistemas de armazenamento distribuído, oferecem uma vantagem interessante. Elas aumentam a capacidade e a performance linearmente, mas sua complexidade de gerenciamento também pode ser maior em comparação com sistemas tradicionais.

O impacto dos protocolos iSCSI e Fibre Channel

A escolha do protocolo de comunicação entre servidores e storage é uma decisão técnica com grande impacto no custo e na complexidade. O Fibre Channel (FC) é famoso por seu desempenho e confiabilidade, mas exige uma rede separada e cara.

O iSCSI, por outro lado, usa a infraestrutura de rede Ethernet existente, o que reduz bastante o custo de implementação. Com redes de 10GbE ou mais rápidas, o desempenho do iSCSI se tornou muito competitivo com o FC para a maioria das aplicações corporativas.

Minha opinião é que para quase todas as empresas, o iSCSI sobre uma rede bem configurada oferece o melhor equilíbrio entre custo, desempenho e facilidade de gerenciamento. O FC ainda tem seu lugar em ambientes com altíssima performance e com um legado tecnológico.

Considerações sobre o tipo de disco

A escolha entre HDDs, SSDs ou uma combinação híbrida afeta diretamente o desempenho e o custo do projeto. HDDs SAS de 10K ou 15K RPM foram o padrão por muito tempo, mas hoje a realidade é outra.

Atualmente, os SSDs se tornaram a norma para cargas de trabalho que exigem performance. A diferença em IOPS e latência é brutal. Mesmo SSDs com interface SATA já representam um salto enorme sobre os melhores HDDs mecânicos.

Para otimizar custos, muitas soluções usam tiering automático. O sistema move dados "quentes" (acessados com frequência) para os SSDs e dados "frios" para HDDs mais lentos e baratos. Essa abordagem combina o melhor dos dois mundos de forma inteligente.

A decisão final para o seu cluster

Não existe uma única resposta certa. A escolha do storage ideal depende de uma análise cuidadosa da sua aplicação, dos requisitos de desempenho e da sua previsão de crescimento para os próximos anos.

Para um cluster de virtualização ou banco de dados com alta transação, um storage SAN all-flash com controladoras duplas e conectividade iSCSI de 10GbE ou superior é quase sempre a melhor opção. A redundância e a baixa latência justificam o investimento.

Para aplicações menos críticas ou com orçamento limitado, um NAS robusto com suporte ao protocolo iSCSI pode ser um ponto de partida. Nessas condições, um storage QNAP com essas características é a resposta para equilibrar performance e custo sem abrir mão da confiabilidade.