NAS iSCSI: Saiba como um storage NAS pode funcionar como um dispositivo de armazenamento pronto para centralizar dados de servidores de uma rede local.
NAS iSCSI é um servidor de armazenamento que utiliza o protocolo iSCSI (Internet Small Computer System Interface) para transportar comandos SCSI sobre redes TCP/IP. Essa tecnologia permite que servidores e computadores acessem o sistema de armazenamento como se fosse um disco local, embora os dados estejam fisicamente no equipamento de rede. Na prática, ele transforma uma infraestrutura Ethernet padrão em uma rede de armazenamento de alta velocidade. Diferente do compartilhamento de arquivos tradicional via SMB ou NFS, o iSCSI opera em nível de bloco. Por isso, ele é ideal para aplicações que demandam baixa latência e alto desempenho, como bancos de dados, máquinas virtuais e softwares para edição de vídeo. Muitos administradores de datacenter preferem essa abordagem porque ela simplifica o gerenciamento de volumes para servidores. A grande vantagem dessa solução é seu custo-benefício, pois aproveita a infraestrutura de rede existente, como switches e cabos Ethernet, sem exigir hardware especializado como os adaptadores HBA de Fibre Channel. Isso democratiza o acesso ao arma...
O armazenamento em nível de bloco, usado pelo iSCSI, apresenta um volume de dados bruto, conhecido como LUN, para o sistema operacional do servidor. Esse recurso então formata o LUN com seu próprio sistema de arquivos, como NTFS no Windows ou EXT4 no Linux, e o gerencia diretamente. Essa abordagem oferece controle granular e é geralmente mais rápida para operações transacionais. Por outro lado, o armazenamento em nível de arquivo, comum em protocolos como SMB e NFS, já entrega uma estrutura de pastas e arquivos pronta para uso. Nesse modelo, o próprio NAS gerencia o volume de armazenamento e apenas compartilha o acesso aos dados. Este método é muito mais simples para colaboração entre múltiplos usuários e para o compartilhamento geral de documentos. A escolha entre os dois depende da aplicação. Para hospedar o disco virtual de uma máquina VMware, o bloco é quase sempre a melhor opção. Já para criar um repositório central de documentos para uma equipe, o acesso via arquivo é mais prático e direto, pois não exige qualquer configuração complexa nos computadores clientes.
Para entender o funcionamento do iSCSI, é fundamental conhecer seus três componentes principais. O primeiro é o LUN (Logical Unit Number), que representa uma porção do armazenamento total do NAS, alocada como um volume em bloco. Pense nele como uma partição ou um disco rígido virtual que será apresentado a um servidor. O segundo elemento é o Target iSCSI, que é o próprio servidor NAS. Ele atua como o "alvo" da conexão, sendo responsável por disponibilizar um ou mais LUNs na rede. Cada Target possui um nome exclusivo, chamado IQN (iSCSI Qualified Name), que o identifica de forma única na infraestrutura de armazenamento. Finalmente, temos o Initiator iSCSI, que é o software cliente em execução no servidor que precisa acessar o armazenamento. O Initiator usa o endereço IP do Target para estabelecer uma sessão e se conectar ao LUN desejado. Após a conexão, o servidor enxerga o LUN como um disco local, pronto para ser formatado e utilizado.
Avaliar o desempenho de um storage iSCSI envolve três métricas essenciais. A primeira é o IOPS (Input/Output Operations Per Second), que mede o número de operações de leitura e escrita que o ambiente consegue executar por segundo. Um IOPS alto é vital para bancos de dados e ambientes com muitas máquinas virtuais, onde ocorrem inúmeras pequenas transações. A segunda métrica é o throughput, ou taxa de transferência, geralmente medida em megabytes por segundo (MB/s). Ela indica a velocidade com que grandes volumes de dados podem ser movidos. O throughput é especialmente importante para tarefas como backup, restauração de dados e edição de vídeo em alta resolução, que envolvem arquivos sequenciais muito grandes. Por fim, a latência representa o tempo de resposta para cada operação, medido em milissegundos (ms). Uma baixa latência é talvez o fator mais crítico para a percepção de agilidade dos serviços, pois um atraso elevado pode deixar as aplicações lentas, mesmo com IOPS e throughput altos. Em nossos testes, a latência é frequentemente o principal gargalo em servidores mal con...
Para extrair o máximo desempenho de um NAS iSCSI, a configuração da rede é um passo indispensável. Uma das práticas mais recomendadas é isolar o tráfego de armazenamento usando uma VLAN (Virtual LAN) dedicada. Isso evita que o tráfego de dados dos usuários concorra com as operações de I/O, o que melhora a segurança e a estabilidade da conexão. Outra otimização importante é a habilitação dos Jumbo Frames, que aumenta o MTU (Maximum Transmission Unit) da rede de 1500 para 9000 bytes. Essa mudança permite que mais dados sejam enviados em cada pacote, o que reduz o overhead de processamento tanto no servidor quanto no NAS. Como resultado, o throughput geralmente aumenta de forma considerável. Adicionalmente, configurar QoS (Quality of Service) nos switches de rede ajuda a priorizar os pacotes iSCSI. Em redes congestionadas, essa medida garante que o tráfego de armazenamento receba a largura de banda necessária e mantenha uma baixa latência. Sem essas otimizações, a performance pode ser severamente limitada pela própria infraestrutura de rede.
A segurança é uma preocupação central em qualquer infraestrutura de armazenamento. No universo iSCSI, o primeiro mecanismo de proteção é o CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol). Ele estabelece um processo de autenticação mútua entre o Initiator e o Target, garantindo que apenas servidores autorizados consigam se conectar. Além da autenticação, é possível refinar o controle de acesso com uma ACL (Access Control List), também conhecida como máscara de LUN. Essa funcionalidade permite que o administrador determine exatamente quais Initiators (identificados por seu IQN) podem acessar cada LUN específico. Essa separação impede que um servidor acesse ou modifique dados de outro por engano. Para ambientes que exigem um nível de segurança ainda maior, o protocolo IPsec pode ser utilizado para criptografar todo o tráfego iSCSI em trânsito. Embora a criptografia adicione um pequeno overhead de performance, ela protege os dados contra interceptação na rede. Essa camada adicional é frequentemente um requisito para empresas que lidam com informações sensíveis ou precisam seg...
Em ambientes críticos, a falha de um único componente de rede não pode causar uma interrupção do serviço. Para isso, a tecnologia MPIO (Multipath I/O) é fundamental. Ela permite que um servidor se conecte a um LUN através de múltiplos caminhos de rede simultaneamente, como duas placas de rede no servidor ligadas a duas portas no NAS. Com o MPIO configurado, se um cabo, uma porta de rede ou um switch falhar, o tráfego é automaticamente redirecionado para o caminho restante, sem qualquer impacto para as aplicações. Além da redundância, essa tecnologia também pode ser usada para balancear a carga entre os caminhos, o que aumenta o throughput total e melhora o desempenho geral dos serviços. Para coordenar esses múltiplos caminhos, especialmente em storages corporativos com controladoras duplas, o padrão ALUA (Asymmetric Logical Unit Access) entra em ação. Ele informa ao software MPIO quais caminhos são otimizados e quais são secundários. Isso garante que o failover ocorra de maneira inteligente e eficiente, direcionando o tráfego sempre para a melhor rota disponível.
Mesmo com uma boa configuração, gargalos de desempenho podem surgir. Um dos culpados mais comuns é a própria rede. Uma infraestrutura baseada em Gigabit Ethernet (1GbE) rapidamente se torna um ponto de estrangulamento para múltiplos servidores acessando o mesmo dispositivo. A migração para redes 10GbE ou mais rápidas é quase sempre a solução mais eficaz. Outro fator limitante é o tipo de disco utilizado no NAS. Discos rígidos (HDDs) tradicionais oferecem alta capacidade a baixo custo, mas seu desempenho em IOPS é limitado. Para cargas de trabalho intensivas, o uso de SSDs, seja para o LUN inteiro ou como cache, acelera drasticamente as operações de leitura e escrita, o que resolve a maioria dos problemas de latência. Finalmente, o próprio hardware do NAS, como processador e memória RAM, pode se tornar um gargalo se não for dimensionado corretamente para a carga de trabalho. Um monitoramento constante do consumo de recursos do equipamento ajuda a identificar se o problema está no storage, na rede ou nos servidores que o acessam. Essa análise detalhada é a chave para otimizar ...
A proteção dos dados armazenados em LUNs iSCSI é tão importante quanto o desempenho. Uma das ferramentas mais poderosas para isso são os snapshots. Um snapshot cria uma cópia pontual e somente leitura de um LUN, congelando seu estado em um determinado momento. O processo é quase instantâneo e consome pouquíssimo espaço adicional. Os snapshots são extremamente úteis para recuperação rápida. Se um arquivo for corrompido, deletado acidentalmente ou criptografado por um ransomware, o administrador pode reverter o LUN inteiro para um estado anterior em poucos minutos. Também é possível montar um snapshot como um novo LUN para recuperar arquivos específicos sem interromper o acesso ao volume principal. Para uma proteção ainda mais robusta, a replicação de dados entra em cena. Essa funcionalidade copia os LUNs ou seus snapshots para um segundo storage NAS, que pode estar no mesmo local ou em um site remoto. Em caso de uma falha completa do equipamento primário, a replicação garante que uma cópia atualizada dos dados esteja disponível para restaurar as operações, o que minimiza o te...
A tecnologia iSCSI brilha em ambientes de virtualização. Em plataformas como VMware vSphere, um LUN iSCSI é usado para criar um datastore VMFS, onde os arquivos das máquinas virtuais são armazenados. Essa configuração centraliza o armazenamento, simplifica o gerenciamento e habilita recursos avançados como vMotion e High Availability. No ambiente Microsoft, o Hyper-V utiliza LUNs iSCSI para criar Cluster Shared Volumes (CSV). Isso permite que múltiplos hosts de um cluster de failover acessem o mesmo armazenamento simultaneamente, uma condição necessária para funcionalidades como a migração ao vivo de máquinas virtuais sem downtime. A integração é nativa e bastante estável. Além da virtualização, servidores físicos rodando Windows Server ou Linux também se beneficiam enormemente. O suporte a Initiator iSCSI é nativo em ambos os sistemas, o que facilita a conexão a LUNs para hospedar bancos de dados SQL, servidores de arquivos ou qualquer outra aplicação que precise de armazenamento em bloco rápido e confiável. Um NAS iSCSI é a resposta para centralizar e proteger esses dados.