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Índice:
- O que é um NAS escalável?
- A abordagem do crescimento vertical (Scale-Up)
- Expansão via unidades externas (JBOD)
- O paradigma do crescimento horizontal (Scale-Out)
- Otimização com armazenamento em camadas
- Identificando os gargalos de um sistema scale-up
- Cuidados essenciais ao expandir o armazenamento
- Como planejar o crescimento da sua capacidade
- A escolha da arquitetura ideal para sua demanda
Muitas empresas enfrentam um problema recorrente com o crescimento dos dados. Aquele storage inicial, que parecia suficiente, rapidamente atinge seu limite máximo e compromete as operações diárias. Esse cenário frequentemente força uma troca completa do equipamento, um processo caro e disruptivo.
A falta de um planejamento para a expansão gera gargalos inesperados. O desempenho da rede cai, o acesso aos arquivos fica lento e as rotinas de backup demoram muito mais para terminar. Como resultado, a produtividade diminui e os riscos de perda de dados aumentam consideravelmente.
Assim, entender como um sistema de armazenamento pode crescer junto com a demanda é fundamental. As soluções escaláveis surgem como a resposta para evitar migrações complexas e garantir a continuidade dos negócios com muito mais eficiência.
O que é um NAS escalável?
NAS escalável é um sistema de armazenamento em rede projetado para aumentar sua capacidade e/ou desempenho sem substituir a unidade principal. Ele cresce conforme a necessidade, por meio da adição de mais discos, módulos de memória, processadores mais potentes ou até mesmo novos servidores que se integram ao conjunto existente.
Na prática, essa arquitetura evita a obsolescência precoce do hardware. Em vez de comprar um novo storage quando o antigo enche, você simplesmente anexa novos recursos ao sistema atual. Isso simplifica bastante o gerenciamento e reduz o custo total de propriedade ao longo do tempo, pois o investimento inicial é preservado por muito mais tempo.
Esses sistemas são ideais para ambientes com crescimento de dados imprevisível. Várias empresas, desde pequenos estúdios de criação até grandes datacenters, usam essa tecnologia para manter a infraestrutura alinhada com suas demandas, sem qualquer interrupção dos serviços.
A abordagem do crescimento vertical (Scale-Up)
O crescimento vertical, ou scale-up, é a forma mais comum de expandir um storage. Essa estratégia consiste em adicionar mais recursos a um único servidor NAS. Frequentemente, isso envolve preencher baias de disco vazias com novos HDDs ou SSDs, aumentar a memória RAM ou instalar placas de rede mais rápidas, como as de 10GbE.
Essa abordagem é bastante direta e geralmente mais barata no início. A principal vantagem é manter um ponto único para o gerenciamento, porque toda a capacidade e o processamento continuam centralizados em um só equipamento. Para muitas pequenas e médias empresas, essa solução atende perfeitamente às suas necessidades por vários anos.
No entanto, o storage scale-up possui um limite físico. Chega um momento em que não há mais baias disponíveis ou a controladora do sistema atinge seu máximo de processamento. Nesse ponto, o equipamento se torna um gargalo e nenhuma adição de recursos resolve o problema fundamental de desempenho.
Expansão via unidades externas (JBOD)
Quando as baias internas do NAS se esgotam, a próxima etapa do crescimento vertical é usar unidades de expansão. Conhecidas como JBODs (Just a Bunch of Disks), essas unidades são basicamente gabinetes repletos de discos rígidos, sem capacidade de processamento própria. Elas se conectam ao servidor principal, que as gerencia como se fossem discos internos.
A conexão entre o NAS e um JBOD geralmente ocorre por meio de portas SAS (Serial Attached SCSI) de alta velocidade. Isso garante que a latência seja mínima e a taxa de transferência seja alta. Como resultado, o sistema consegue expandir sua capacidade bruta em dezenas ou até centenas de terabytes, dependendo do tipo de storage.
Ainda assim, vale ressaltar que essa estratégia aumenta apenas a capacidade, não o poder de processamento. O mesmo controlador do NAS original continua responsável por gerenciar todos os discos, tanto os internos quanto os externos. Por isso, um excesso de unidades de expansão pode sobrecarregar a CPU e a memória do sistema principal.
O paradigma do crescimento horizontal (Scale-Out)
Diferente do modelo vertical, o crescimento horizontal, ou scale-out, expande o sistema com a adição de novos servidores independentes, também chamados de nós. Esses nós se unem para formar um cluster, onde todos trabalham juntos como uma única entidade lógica. Cada novo servidor adiciona não apenas capacidade, mas também seu próprio poder de processamento, memória e conectividade de rede.
Essa arquitetura distribui a carga de trabalho entre todos os nós do cluster. Por isso, o desempenho aumenta linearmente à medida que novos equipamentos são adicionados. Se a performance do seu storage está caindo, basta adicionar um novo nó para que o sistema ganhe mais fôlego. Isso elimina o conceito de um ponto central de falha.
Soluções scale-out são projetadas para alta disponibilidade e resiliência. Se um nó falhar, os outros assumem suas tarefas automaticamente, sem qualquer interrupção para os usuários. Essa característica torna a tecnologia ideal para aplicações críticas, como virtualização, big data e ambientes de nuvem privada, onde a continuidade é essencial.
Otimização com armazenamento em camadas
O armazenamento em camadas, ou tiering, é um recurso inteligente que otimiza o custo e o desempenho. A tecnologia identifica automaticamente quais dados são acessados com mais frequência (dados "quentes") e os move para mídias mais rápidas, como SSDs. Ao mesmo tempo, os dados raramente utilizados (dados "frios") são migrados para discos rígidos de alta capacidade, que são mais baratos.
Esse processo é totalmente transparente para o usuário e para as aplicações. O sistema gerencia a movimentação dos blocos de dados em tempo real, com base nos padrões de uso. Como resultado, a empresa obtém um desempenho próximo ao de uma solução all-flash para seus dados mais importantes, mas com o custo total de uma solução híbrida.
O tiering melhora muito a eficiência de um NAS escalável. Ele garante que os recursos de hardware mais caros, como os SSDs, sejam sempre aproveitados para as cargas de trabalho que mais precisam deles. Isso libera os discos mecânicos para sua principal função, que é fornecer grande capacidade de armazenamento a um baixo custo por terabyte.
Identificando os gargalos de um sistema scale-up
Um sistema scale-up, apesar de suas vantagens iniciais, pode se tornar um grande gargalo com o tempo. O principal ponto de estrangulamento quase sempre é a controladora única. Mesmo que você adicione dezenas de discos, toda a carga de leitura e escrita passa por um único conjunto de CPU e memória RAM.
Em nossos testes, observamos que, a partir de um certo número de usuários simultâneos ou de um volume muito alto de IOPS, o tempo de resposta do sistema começa a degradar rapidamente. A adição de mais discos não resolve o problema, porque a controladora já está operando em seu limite máximo.
Outro ponto de atenção são as portas de rede. Uma ou duas portas de 10GbE podem ser suficientes no início, mas com dezenas de terabytes de dados e centenas de usuários, elas podem saturar. Esse é o momento em que a migração para uma arquitetura scale-out se torna a única saída viável.
Cuidados essenciais ao expandir o armazenamento
Expandir um sistema de armazenamento exige bastante cuidado para evitar a perda de dados. Ao adicionar um novo disco a um arranjo RAID existente, o sistema inicia um processo de reconstrução (rebuild). Durante esse período, que pode levar horas ou dias, o arranjo fica vulnerável e o desempenho é reduzido. Uma falha de outro disco nesse intervalo pode ser catastrófica.
A compatibilidade do hardware também é um fator crítico. É fundamental usar apenas unidades de expansão e discos rígidos que são oficialmente certificados pelo fabricante do NAS. Misturar componentes incompatíveis pode causar instabilidade, corrupção de arquivos ou até mesmo a recusa do sistema em reconhecer o novo hardware.
Além disso, o aumento da densidade de discos eleva o consumo de energia e a geração de calor. Por isso, é preciso garantir que a infraestrutura do seu datacenter ou sala de servidores suporte a carga adicional. Verifique a capacidade dos no-breaks (UPS) e a eficiência do sistema de ar condicionado antes de realizar a expansão.
Como planejar o crescimento da sua capacidade
Um bom planejamento de capacidade evita surpresas desagradáveis e gastos emergenciais. O primeiro passo é analisar a taxa de crescimento atual dos seus dados. Ferramentas de monitoramento presentes na maioria dos sistemas NAS modernos ajudam a coletar essas métricas e a projetar as necessidades futuras.
Com base nessa análise, defina uma política de aquisição de armazenamento. Em vez de comprar o mínimo necessário, adquira um sistema que suporte pelo menos três anos de crescimento previsto. Essa folga garante que você não precise se preocupar com expansões a todo momento e permite negociar melhores preços em compras maiores.
Considere também o tipo de dado que será armazenado. Dados não estruturados, como vídeos e imagens, consomem muito mais espaço que bancos de dados. Separar essas cargas de trabalho em volumes ou sistemas diferentes pode simplificar o gerenciamento e otimizar o uso dos recursos disponíveis.
A escolha da arquitetura ideal para sua demanda
A decisão entre uma arquitetura scale-up e scale-out depende diretamente da sua carga de trabalho e das projeções de crescimento. Para pequenas e médias empresas com crescimento moderado e previsível, um NAS com capacidade de expansão vertical geralmente é a solução mais econômica e simples de gerenciar.
Por outro lado, para grandes corporações, provedores de serviço ou aplicações que exigem alto desempenho e disponibilidade contínua, a arquitetura scale-out é quase sempre a melhor escolha. Embora o investimento inicial seja maior, sua capacidade de escalar linearmente e sua resiliência a falhas justificam o custo.
Em muitos casos, uma abordagem híbrida funciona bem. Uma empresa pode começar com um sistema scale-up e, quando ele atingir seu limite, migrar para uma solução scale-out. O importante é ter um plano claro desde o início. Assim, a infraestrutura de armazenamento se torna uma aliada estratégica, não um obstáculo para o crescimento.
