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Índice:
- O que é LUN (Logical Unit Number)?
- Diferenças entre LUN, volume e disco físico
- A relação com servidores e redes SAN (iSCSI/FC)
- Como criar, dimensionar e numerar uma LUN
- Mapeamento e mascaramento para proteger o acesso
- Multipath e failover para alta disponibilidade
- O papel do zoning em redes Fibre Channel
- Desempenho, IOPS e latência em LUNs
- Snapshots, replicação e backup de dados
- Expansão online e a flexibilidade do armazenamento
- Dispositivos de armazenamento e o uso de LUNs
Muitos profissionais de TI enfrentam um grande desafio quando precisam alocar armazenamento de alto desempenho para servidores e máquinas virtuais. A confusão entre armazenamento em bloco e o compartilhamento de arquivos frequentemente gera problemas de performance e complexidade no gerenciamento da infraestrutura.
Essa dificuldade surge porque aplicações como bancos de dados ou sistemas de virtualização exigem acesso direto ao disco, algo que um simples compartilhamento de pasta na rede não consegue oferecer com a mesma eficiência. A falta de conhecimento sobre as ferramentas corretas leva a implementações inadequadas e gargalos inesperados.
Assim, entender o conceito de LUN é fundamental para projetar uma infraestrutura de TI eficiente, segura e escalável, que atenda às demandas das aplicações mais críticas do negócio.
O que é LUN (Logical Unit Number)?
LUN (Logical Unit Number) é basicamente um bloco de armazenamento lógico extraído de um conjunto de discos (RAID) em um storage SAN ou NAS. Pense nela como um disco rígido virtual que um servidor acessa pela rede como se estivesse fisicamente conectado. O sistema operacional do servidor enxerga essa unidade como um disco local não formatado, pronto para ser particionado e utilizado por qualquer aplicação.
Diferente das pastas compartilhadas por protocolos como SMB ou NFS, que operam em nível de arquivo, uma LUN funciona em nível de bloco. Isso significa que o servidor tem controle total sobre o sistema de arquivos, o que melhora muito o desempenho para cargas de trabalho intensivas em leitura e escrita. Por exemplo, bancos de dados e ambientes virtualizados quase sempre se beneficiam dessa abordagem.
Na prática, o storage gerencia os discos físicos, enquanto a LUN atua como uma camada de abstração. Várias LUNs podem ser criadas a partir do mesmo conjunto de discos, cada uma com um tamanho específico e atribuída a um servidor diferente, o que também simplifica a alocação de espaço.
Diferenças entre LUN, volume e disco físico
Um disco físico é o componente de hardware, a peça onde os dados são efetivamente gravados. Vários desses discos são frequentemente agrupados para formar um arranjo RAID, que combina capacidade e adiciona alguma redundância contra falhas. Esse agrupamento lógico de discos físicos é o que chamamos de volume ou storage pool.
O volume é, portanto, uma grande área de armazenamento criada sobre um ou mais discos. É a partir desse espaço total que os recursos são alocados. Por exemplo, um storage com dez discos de 1TB em RAID 5 pode apresentar um único volume com aproximadamente 9TB de capacidade útil para o administrador.
A LUN, por sua vez, é o identificador numérico que aponta para uma fatia desse volume, para que um host específico a acesse. Você pode criar múltiplas LUNs dentro do mesmo volume, como uma LUN de 500GB para um servidor de banco de dados e outra de 2TB para um host de virtualização. Ela é a ponte entre o servidor e o espaço em disco no storage.
A relação com servidores e redes SAN (iSCSI/FC)
Servidores se conectam a uma LUN através de uma rede SAN (Storage Area Network), que é uma rede dedicada para tráfego de armazenamento. Os protocolos mais comuns para essa tarefa são o iSCSI e o Fibre Channel (FC). Ambos encapsulam comandos SCSI para transportá-los pela rede, mas funcionam de maneiras bastante distintas.
O iSCSI transporta esses comandos sobre redes Ethernet padrão, o que barateia bastante a implementação, pois utiliza a mesma infraestrutura de switches e cabos da rede local (LAN). É uma solução muito popular para pequenas e médias empresas. Já o Fibre Channel exige uma infraestrutura dedicada com switches e HBAs (Host Bus Adapters) específicos, mas geralmente entrega menor latência e maior confiabilidade.
Em ambos os cenários, o servidor (chamado de initiator) estabelece uma sessão com o storage (o target). Após a autenticação, o storage apresenta uma ou mais LUNs ao initiator. O servidor então as reconhece como discos locais, prontas para uso.
Como criar, dimensionar e numerar uma LUN
A criação de uma LUN ocorre na interface de gerenciamento do storage. O processo geralmente envolve alguns passos simples. Primeiro, você seleciona o volume ou storage pool de onde o espaço será alocado. Em seguida, define o tamanho da LUN, por exemplo, 1TB. Muitos sistemas modernos também oferecem a opção de provisionamento.
O provisionamento pode ser "thick" (espesso) ou "thin" (fino). No modo thick, todo o espaço de 1TB é reservado imediatamente, mesmo que nenhum dado seja gravado. No thin provisioning, o espaço é alocado sob demanda, à medida que os dados são escritos, o que otimiza o uso do armazenamento. No entanto, o provisionamento fino exige um monitoramento cuidadoso para evitar que o volume fique sem espaço.
Cada LUN criada recebe um ID único (LUN ID), um número que a identifica dentro do storage. Esse número, geralmente começando em 0, é usado pelo servidor para endereçar a unidade correta. É uma boa prática manter uma numeração sequencial e documentada para facilitar a administração do ambiente.
Mapeamento e mascaramento para proteger o acesso
Após criar uma LUN, ela precisa ser apresentada a um ou mais servidores. Esse processo é conhecido como mapeamento ou LUN masking. O mascaramento é um recurso de segurança essencial que controla quais servidores (initiators) podem enxergar e acessar determinadas LUNs. Sem ele, qualquer servidor na rede SAN poderia, em teoria, acessar e até corromper dados de outras máquinas.
O controle é feito com base no identificador único do initiator, como o IQN (iSCSI Qualified Name) para redes iSCSI ou o WWN (World Wide Name) para redes Fibre Channel. O administrador do storage cria uma regra que associa o IQN de um servidor específico ao ID de uma LUN. Com isso, apenas aquele servidor consegue detectar o disco virtual.
Essa técnica é fundamental em ambientes com múltiplos servidores, pois garante o isolamento e a integridade dos dados. Um servidor de aplicação nunca deve ter acesso à LUN de um servidor de banco de dados, a menos que façam parte de um cluster, e o LUN masking impõe essa separação lógica.
Multipath e failover para alta disponibilidade
Para garantir a continuidade dos negócios, é crucial que o acesso ao armazenamento seja redundante. O multipath (caminhos múltiplos) é uma tecnologia que permite estabelecer várias conexões físicas entre um servidor e um storage. Se um caminho falhar, seja por um problema no cabo, na porta do switch ou na controladora do storage, o tráfego é automaticamente redirecionado para um caminho ativo.
Para que o multipath funcione, o servidor precisa ter pelo menos duas interfaces de rede (ou HBAs) conectadas à SAN, e o storage também deve possuir múltiplas portas ou controladoras. Um protocolo específico como o MPIO (Multipath I/O) é instalado no sistema operacional do servidor para gerenciar esses caminhos. Ele apresenta todos os caminhos configurados como um único dispositivo.
Além da tolerância a falhas (failover), o multipath pode melhorar o desempenho. Dependendo da política configurada no MPIO, é possível distribuir a carga de I/O entre todos os caminhos ativos (load balancing), o que aumenta a taxa de transferência total entre o servidor e o armazenamento.
O papel do zoning em redes Fibre Channel
Em redes SAN baseadas em Fibre Channel, o zoning é um mecanismo de segurança adicional que funciona no nível do switch FC. Ele cria zonas lógicas que agrupam portas de dispositivos, como HBAs de servidores e portas de storages, permitindo que apenas os membros de uma mesma zona se comuniquem entre si. É como criar VLANs em uma rede Ethernet.
O zoning complementa o LUN masking. Enquanto o zoning controla quais dispositivos podem "conversar" na rede FC, o LUN masking define quais LUNs um servidor específico pode acessar depois que a comunicação é estabelecida. Usar ambos em conjunto cria uma camada de segurança muito mais forte.
Existem diferentes tipos de zoning, mas o mais comum é o "WWN zoning", que usa o World Wide Name das portas para definir os membros da zona. Essa abordagem é mais flexível, pois se um dispositivo for movido para outra porta do switch, suas permissões de zona são mantidas.
Desempenho, IOPS e latência em LUNs
O desempenho de uma LUN é medido por três métricas principais: IOPS (operações de entrada e saída por segundo), taxa de transferência (throughput, em MB/s) e latência (o tempo de resposta, em milissegundos). A carga de trabalho da aplicação determina qual métrica é mais importante. Um banco de dados transacional, por exemplo, é muito sensível à latência e exige alto IOPS.
Vários fatores influenciam esses números. O tipo de disco no storage é o principal. LUNs provisionadas em arranjos all-flash (compostos apenas por SSDs) entregam IOPS muito mais altos e latência muito menor que arranjos com discos rígidos (HDD). A configuração do RAID também impacta, pois alguns níveis favorecem a leitura, enquanto outros são melhores para escrita.
Recursos como cache no storage também aceleram as operações. O sistema de armazenamento frequentemente usa uma porção de memória RAM ou SSDs rápidos para armazenar dados acessados com frequência, o que reduz drasticamente a latência. Otimizar a rede SAN, com switches de alta velocidade (10GbE ou superior para iSCSI) e uma configuração correta, é igualmente vital para o bom desempenho.
Snapshots, replicação e backup de dados
Proteger os dados armazenados em uma LUN é uma tarefa crítica. A maioria dos storages modernos oferece a funcionalidade de snapshots. Um snapshot captura o estado de uma LUN em um ponto específico no tempo, quase instantaneamente e com pouco impacto no desempenho. Ele serve como um ponto de recuperação rápido para reverter alterações indesejadas ou recuperar arquivos deletados.
Para proteção contra desastres, a replicação de LUNs é a resposta. Essa tecnologia copia os dados de uma LUN para um segundo storage, geralmente localizado em outro site. A replicação pode ser síncrona, onde cada escrita é confirmada nos dois locais antes de ser concluída, ou assíncrona, com cópias periódicas. A primeira opção garante zero perda de dados, mas exige uma conexão de rede de alta velocidade e baixa latência.
Apesar desses recursos, o backup tradicional ainda é necessário. Softwares de backup podem se integrar ao storage para criar cópias consistentes das LUNs e armazená-las em mídias externas ou na nuvem. Essa abordagem protege contra falhas lógicas, corrupção de dados e ataques de ransomware, garantindo uma recuperação confiável.
Expansão online e a flexibilidade do armazenamento
Uma das grandes vantagens do armazenamento centralizado é a capacidade de expandir uma LUN sem interromper o serviço. Quando uma aplicação começa a ficar sem espaço, o administrador pode aumentar o tamanho da LUN diretamente na interface do storage. Esse processo é conhecido como expansão online.
Após a expansão no storage, o sistema operacional do servidor detectará o espaço adicional. Em seguida, basta usar as ferramentas nativas do SO (como o Gerenciador de Disco no Windows ou o LVM no Linux) para estender a partição e o sistema de arquivos para ocupar o novo espaço. Todo o procedimento é feito com a aplicação em funcionamento.
Essa flexibilidade simplifica muito o planejamento de capacidade. Em vez de superdimensionar o armazenamento no início, é possível começar com um tamanho menor e crescer conforme a necessidade. O thin provisioning, combinado com a expansão online, oferece o gerenciamento de espaço muito mais ágil e econômico.
Dispositivos de armazenamento e o uso de LUNs
Embora as LUNs sejam tradicionalmente associadas a grandes e caros redes SAN Fibre Channel, a tecnologia se tornou muito mais acessível. Hoje, muitos Network Attached Storages para pequenas e médias empresas também suportam o protocolo iSCSI, o que permite a criação e o gerenciamento de LUNs de forma simples e com um custo bem menor.
Esses equipamentos híbridos oferecem o melhor dos dois mundos. Eles podem servir arquivos para estações de trabalho através dos protocolos SMB/NFS e, ao mesmo tempo, apresentar LUNs via iSCSI para servidores que necessitam de armazenamento em bloco. Essa versatilidade consolida a infraestrutura e reduz a complexidade.
Para qualquer empresa que utilize virtualização, bancos de dados ou aplicações que demandam alto desempenho de disco, um storage moderno com suporte a LUNs é a resposta. Ele centraliza o armazenamento, simplifica o gerenciamento, melhora a performance e oferece recursos avançados de proteção de dados que são essenciais para a continuidade das operações.
