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Índice:
- O que é storage iSCSI?
- Como o iSCSI funciona na prática?
- iSCSI vs. Fibre Channel: qual a diferença?
- Onde o armazenamento em bloco se destaca?
- Por que usar um NAS como um target iSCSI?
- A configuração de uma LUN em um NAS
- Desempenho e otimização da rede
- Riscos e cuidados com a implementação
- Um NAS moderno simplifica o armazenamento
Muitas empresas enfrentam um grande desafio com a expansão do armazenamento em seus servidores. A capacidade dos discos locais frequentemente se esgota, o que impacta diretamente o desempenho das aplicações e a agilidade das operações. Esse problema é ainda mais crítico em ambientes virtualizados.
A falta de um armazenamento centralizado e escalável dificulta o gerenciamento e eleva os custos com novos hardwares. Cada servidor com seu próprio conjunto de discos cria silos de dados, sem qualquer flexibilidade para compartilhar espaço ou garantir a continuidade dos serviços em caso de falha.
Assim, a busca por uma solução que unifique o armazenamento e funcione com a infraestrutura de rede existente se torna uma prioridade. Uma tecnologia que usa a rede Ethernet para entregar armazenamento em bloco é a resposta para essa necessidade.
O que é storage iSCSI?
Storage iSCSI é uma tecnologia que transporta comandos de armazenamento do padrão SCSI por redes TCP/IP. Na prática, ele faz um dispositivo de armazenamento remoto, como um NAS, aparecer para um servidor como se fosse um disco rígido local. Essa abordagem combina a eficiência do armazenamento em bloco com a flexibilidade das redes Ethernet que já existem na maioria das empresas.
O sistema funciona com dois componentes principais. O "iniciador" é o software no servidor que solicita o armazenamento, enquanto o "alvo" (target) é o equipamento que fornece o espaço, como um servidor de arquivos. A comunicação entre eles é encapsulada em pacotes de rede, o que simplifica bastante a infraestrutura necessária para sua implementação.
Como resultado, administradores de sistemas conseguem expandir a capacidade dos servidores sem precisar abrir gabinetes ou adquirir controladoras de disco caras. Essa facilidade de uso torna o protocolo iSCSI uma alternativa muito popular aos complexos e custosos sistemas Fibre Channel (FC).
Como o iSCSI funciona na prática?
O processo começa quando o servidor (iniciador) estabelece uma conexão com o storage (alvo) pela rede. Uma vez conectados, o servidor envia comandos SCSI para ler e escrever dados, exatamente como faria com um disco interno. O alvo recebe esses comandos, executa as operações nos seus discos e envia as respostas de volta pela mesma rede.
Para organizar o espaço, o storage cria volumes lógicos chamados LUNs (Logical Unit Numbers). Cada LUN é um bloco de armazenamento que pode ser atribuído a um ou mais servidores. O sistema operacional do servidor enxerga essa LUN como um disco bruto, pronto para ser formatado com qualquer sistema de arquivos, como NTFS ou EXT4. Isso dá ao servidor controle total sobre o espaço.
Essa característica diferencia fundamentalmente o iSCSI dos protocolos de compartilhamento de arquivos como SMB ou NFS. Enquanto os protocolos de arquivo gerenciam pastas e arquivos, o iSCSI entrega um bloco de armazenamento inteiro, o que geralmente melhora o desempenho para certas aplicações.
iSCSI vs. Fibre Channel: qual a diferença?
A principal diferença entre iSCSI e Fibre Channel está na infraestrutura física. O iSCSI foi projetado para rodar sobre a onipresente rede Ethernet, usando cabos, switches e placas de rede padrão. Essa compatibilidade reduz drasticamente o custo e a complexidade para montar uma Storage Area Network (SAN).
Por outro lado, o Fibre Channel exige um hardware totalmente dedicado e especializado. São necessárias placas adaptadoras (HBAs), switches FC e cabos de fibra óptica específicos, o que sempre eleva o investimento inicial. Historicamente, o FC oferecia latência menor e maior rendimento, mas essa vantagem diminuiu bastante.
Com o avanço das redes para 10GbE, 25GbE e velocidades superiores, o desempenho do iSCSI se tornou extremamente competitivo para a maioria das cargas de trabalho. Portanto, muitas empresas agora preferem a simplicidade e o custo-benefício do iSCSI, exceto em cenários que demandam o mais alto desempenho possível.
Onde o armazenamento em bloco se destaca?
O armazenamento em bloco é particularmente útil em ambientes de virtualização com plataformas como VMware vSphere e Microsoft Hyper-V. Muitos recursos avançados, como a migração de máquinas virtuais em tempo real (vMotion) e a alta disponibilidade, exigem um armazenamento compartilhado que seja acessível por múltiplos servidores simultaneamente.
Bancos de dados, como SQL Server e Oracle, também se beneficiam imensamente do acesso direto a blocos de armazenamento. Essa modalidade de acesso frequentemente melhora a performance em operações intensivas de leitura e escrita, pois o servidor de banco de dados gerencia o sistema de arquivos de forma otimizada para sua carga de trabalho.
Além disso, aplicações que precisam de acesso rápido e de baixa latência a grandes volumes de dados, como sistemas de edição de vídeo ou clusters de computação de alto desempenho, são candidatos ideais para adotar uma SAN baseada em iSCSI. Nesses casos, a tecnologia entrega a velocidade necessária sem o custo do Fibre Channel.
Por que usar um NAS como um target iSCSI?
Muitos administradores de TI já possuem um Network Attached Storage (NAS) em sua infraestrutura para compartilhar arquivos. A boa notícia é que a maioria dos storages NAS corporativos também pode atuar como um alvo iSCSI. Isso transforma um equipamento já existente em uma solução de armazenamento em bloco sem custo adicional.
Essa capacidade unifica os serviços de armazenamento em um único dispositivo. Um mesmo NAS pode, simultaneamente, servir pastas para usuários da rede via SMB e fornecer LUNs iSCSI para servidores. Essa versatilidade simplifica muito o gerenciamento da infraestrutura e otimiza o uso do hardware disponível.
Adicionalmente, os sistemas operacionais dos storages modernos possuem interfaces web intuitivas que tornam a criação e o gerenciamento das LUNs um processo bastante simples. Essa facilidade contrasta com a complexidade que frequentemente acompanha as SANs tradicionais, o que democratiza o acesso ao armazenamento em bloco.
A configuração de uma LUN em um NAS
O processo para configurar um alvo iSCSI em um NAS é geralmente direto. Primeiro, o administrador habilita o serviço iSCSI no painel de controle do equipamento. Em seguida, ele cria uma ou mais LUNs, definindo o tamanho de cada uma. Nesse momento, é comum ter que escolher entre diferentes tipos de alocação de espaço.
Uma LUN "thick provisioned" reserva todo o espaço solicitado imediatamente, o que garante o desempenho. Já uma LUN "thin provisioned" ocupa apenas o espaço que está sendo efetivamente usado e cresce conforme os dados são gravados. Essa segunda opção oferece mais flexibilidade e otimiza o uso da capacidade total do storage.
Para a segurança, é fundamental configurar a autenticação CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol). Esse mecanismo garante que apenas iniciadores autorizados consigam se conectar ao alvo, o que protege os dados contra acessos indevidos na rede.
Desempenho e otimização da rede
O desempenho de uma solução iSCSI depende diretamente da qualidade da rede. Embora seja possível usar uma rede de 1 Gigabit, o ideal para ambientes de produção é dedicar uma rede de 10GbE ou mais rápida para o tráfego de armazenamento. Essa separação evita que as operações de I/O disputem banda com o tráfego normal dos usuários.
Outra otimização importante é a habilitação dos Jumbo Frames. Ao aumentar o tamanho máximo dos pacotes de rede (MTU) de 1500 para 9000 bytes, a rede consegue transmitir mais dados com menos pacotes. Isso reduz a carga de processamento nos servidores e no storage, o que melhora a taxa de transferência geral.
Para ambientes que exigem alta disponibilidade, a configuração de MPIO (Multipath I/O) é essencial. Com o MPIO, o servidor pode usar múltiplas placas de rede para se conectar ao storage por caminhos diferentes. Se uma conexão falhar, o tráfego é automaticamente redirecionado pela outra, sem qualquer interrupção do serviço.
Riscos e cuidados com a implementação
Apesar das vantagens, uma implementação iSCSI exige alguns cuidados. Um NAS com uma única controladora e fontes de energia simples pode se tornar um ponto único de falha. Se o equipamento parar, todos os servidores conectados a ele perdem o acesso ao armazenamento. Por isso, para ambientes críticos, é vital escolher storages corporativos com fontes e controladoras redundantes.
A rede também é um ponto de atenção. Se o tráfego iSCSI compartilhar a mesma rede com outros serviços, picos de uso podem causar latência e instabilidade. A melhor prática é sempre isolar o tráfego de armazenamento em uma VLAN ou, preferencialmente, em uma rede física separada.
Finalmente, a estratégia de backup não pode ser esquecida. Embora a LUN apareça como um disco local no servidor, seus dados residem no NAS. É crucial incluir os dados dessas LUNs nas rotinas de backup, seja por agentes instalados no servidor ou por recursos de snapshot do próprio storage, para proteger contra falhas, corrupção ou ataques de ransomware.
Um NAS moderno simplifica o armazenamento
Um NAS moderno vai muito além de um simples servidor de arquivos. Ele se consolidou como uma plataforma de armazenamento versátil, capaz de atender tanto às necessidades de compartilhamento de pastas quanto às demandas de armazenamento em bloco para aplicações de alto desempenho. Essa flexibilidade é um grande trunfo para qualquer infraestrutura de TI.
Além disso, recursos avançados como snapshots em nível de LUN adicionam uma camada poderosa de proteção. Com snapshots, é possível criar cópias instantâneas do estado de um volume, o que permite reverter para um ponto anterior em segundos. Essa capacidade é inestimável para a recuperação rápida após um erro humano ou um ataque cibernético.
Portanto, ao transformar um NAS em uma SAN iSCSI, as empresas ganham uma solução de armazenamento escalável, econômica e rica em funcionalidades. Em um cenário onde os dados são cada vez mais valiosos, ter uma infraestrutura de armazenamento robusta e flexível é a resposta para garantir a continuidade e a segurança dos negócios.
