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Índice:
- O que é tiered storage?
- Como funcionam as políticas de hierarquização?
- Quais os principais tiers de armazenamento?
- A escolha correta entre NVMe, SSD e HDD
- Vantagens práticas do armazenamento em camadas
- Quais as desvantagens e os riscos envolvidos?
- Requisitos de software em SAN, NAS e HCI
- O papel da nuvem em ambientes híbridos
- Simplificando a gestão com um storage NAS
Muitas empresas enfrentam um dilema constante com seus dados. O volume cresce exponencialmente, por isso a demanda por armazenamento rápido e acessível aumenta. Manter todos os arquivos em sistemas all-flash é financeiramente inviável para a maioria, enquanto usar apenas hard disks tradicionais compromete o desempenho das aplicações críticas.
Esse desequilíbrio frequentemente força gestores a fazerem escolhas difíceis. Eles podem investir em velocidade com um custo elevado ou priorizar a capacidade com uma latência maior. Ambas as opções trazem consequências diretas para a produtividade e para o orçamento.
Assim, encontrar uma estratégia que combine o melhor dos dois mundos se torna essencial. Uma abordagem inteligente que otimiza recursos, aloca dados com base na sua relevância e automatiza todo o processo é a resposta para esse desafio.
O que é tiered storage?
Tiered storage é uma estratégia automatizada que organiza os dados em diferentes camadas ou "tiers" de armazenamento. Essa metodologia move arquivos entre mídias com desempenhos e custos distintos, como drives NVMe, SSDs, HDDs e a nuvem, com base na frequência com que eles são acessados. Dados "quentes", acessados constantemente, ficam nos tiers mais rápidos, enquanto os dados "frios", raramente usados, são migrados para mídias mais lentas e baratas.
Na prática, um software especializado monitora a atividade dos arquivos. Quando um dado é frequentemente solicitado por aplicações ou usuários, o sistema o promove para um tier superior, como um SSD. Por outro lado, um arquivo que permanece inativo por um período predefinido é automaticamente rebaixado para um tier inferior, como um HDD de alta capacidade. Todo esse processo ocorre de forma transparente para o usuário final, que sempre acessa seus dados da mesma maneira.
Essa abordagem dinâmica otimiza tanto o custo quanto a performance. Algumas empresas conseguem reduzir significativamente seus gastos com armazenamento sem sacrificar a velocidade das operações críticas. Em nossos testes, sistemas com tiered storage entregaram uma experiência quase idêntica a uma solução all-flash para as tarefas do dia a dia, mas com um custo por terabyte muito menor.
Como funcionam as políticas de hierarquização?
As políticas de hierarquização são o cérebro por trás do tiered storage. Elas definem as regras que o sistema usa para decidir quando e para onde mover os dados. Geralmente, essas políticas se baseiam em dois critérios principais. O primeiro é a frequência de acesso, que identifica quais arquivos são mais requisitados. O segundo é a idade do dado, que move arquivos mais antigos para camadas inferiores.
Um administrador de sistemas, por exemplo, pode configurar uma política para mover qualquer arquivo não acessado nos últimos 30 dias do tier SSD para o tier HDD. Adicionalmente, outra regra pode enviar arquivos inativos por mais de 180 dias para um armazenamento em nuvem de baixo custo. O software de gerenciamento executa essas tarefas automaticamente, quase sempre durante períodos de baixa atividade para não impactar a produção.
Ainda assim, a flexibilidade dessas políticas é um grande diferencial. Elas podem ser ajustadas para atender necessidades específicas de cada aplicação. Um banco de dados pode exigir que seus arquivos recentes permaneçam no tier mais rápido indefinidamente, enquanto um servidor de arquivos pode ter regras mais agressivas para arquivar documentos antigos. Essa capacidade de personalização garante que os recursos sejam sempre alocados da forma mais eficiente.
Quais os principais tiers de armazenamento?
Os sistemas de armazenamento modernos geralmente utilizam três ou quatro tiers principais. O tier 0 ou 1 é o mais rápido, quase sempre composto por drives NVMe ou SSDs SAS. Ele armazena os dados quentes, como bancos de dados transacionais, máquinas virtuais e arquivos de aplicações críticas que exigem IOPS altíssimo e latência mínima. Seu custo por gigabyte é bastante elevado.
O tier 2, por sua vez, serve como uma camada intermediária para dados "mornos". Frequentemente, ele utiliza hard disks SAS ou SATA de classe empresarial, que oferecem um bom equilíbrio entre capacidade, desempenho e custo. Essa camada é ideal para servidores de arquivos, backups recentes e dados que são acessados com uma regularidade moderada. Muitas organizações mantêm a maior parte dos seus dados ativos nesse tier.
Por fim, o tier 3 é destinado aos dados frios, ou seja, aqueles que raramente são acessados, mas precisam ser mantidos por questões de conformidade ou histórico. Essa camada utiliza HDDs de alta capacidade e baixo custo ou serviços de armazenamento em nuvem, como o Amazon S3 Glacier. A prioridade aqui é o baixo custo por terabyte, mesmo que o tempo para recuperar um arquivo seja consideravelmente maior.
A escolha correta entre NVMe, SSD e HDD
A decisão sobre qual mídia usar em cada tier depende diretamente da carga de trabalho. Drives NVMe são a escolha definitiva para o desempenho máximo. Eles se conectam diretamente ao barramento PCIe do sistema, o que elimina gargalos e entrega taxas de transferência e IOPS que nenhum outro tipo de drive consegue alcançar. No entanto, seu custo elevado os restringe a aplicações muito específicas, como análise de dados em tempo real ou bancos de dados de alta frequência.
Os SSDs baseados em SATA ou SAS representam um meio-termo excelente. Eles oferecem uma melhoria de desempenho substancial em relação aos HDDs, com um custo mais acessível que os NVMes. Para a maioria das empresas, um tier de SSDs é suficiente para acelerar sistemas operacionais, máquinas virtuais e as aplicações mais usadas. Sua maturidade e confiabilidade também são pontos muito fortes.
Já os HDDs continuam insuperáveis no quesito capacidade por um custo baixo. Para armazenar grandes volumes de dados não estruturados, backups e arquivos de longo prazo, eles são a única opção economicamente viável. Um sistema de tiered storage bem projetado aproveita a densidade dos HDDs para o volume principal de dados, enquanto usa uma pequena fração de SSDs para acelerar o acesso aos arquivos importantes.
Vantagens práticas do armazenamento em camadas
A principal vantagem do armazenamento em camadas é a otimização inteligente dos custos. As empresas podem expandir sua capacidade de armazenamento com discos rígidos mais baratos, enquanto reservam os caros SSDs apenas para os dados que realmente se beneficiam da alta velocidade. Isso resulta em uma infraestrutura com desempenho de ponta para as tarefas críticas e um custo total de propriedade muito menor.
Além disso, a performance geral do sistema melhora consideravelmente. Ao garantir que os arquivos mais acessados estejam sempre na mídia mais rápida, a latência diminui e as aplicações respondem mais rapidamente. Essa automação também simplifica a vida dos administradores, que não precisam mais mover dados manualmente entre diferentes volumes ou se preocupar com a alocação de espaço.
A escalabilidade é outro benefício direto. Adicionar capacidade se torna um processo mais simples e econômico. Em vez de comprar mais um caríssimo array all-flash, a equipe de TI pode simplesmente adicionar mais HDDs de alta capacidade ao tier inferior. Como resultado, o sistema absorve o crescimento dos dados sem comprometer o desempenho e sem estourar o orçamento.
Quais as desvantagens e os riscos envolvidos?
Apesar dos benefícios, o tiered storage não é isento de desafios. A complexidade inicial na configuração pode ser um obstáculo. Definir as políticas de hierarquização de forma incorreta pode levar a um efeito contrário, com dados importantes sendo movidos para camadas lentas, o que degrada o desempenho. Por isso, um planejamento cuidadoso e o conhecimento sobre os padrões de acesso aos dados são fundamentais.
Outro ponto a considerar é o custo do software. Embora a tecnologia ajude a economizar com hardware, as licenças para os sistemas que gerenciam o tiering podem ter um valor significativo. É preciso avaliar se o ganho com a otimização do hardware compensa o investimento no software de gerenciamento, especialmente para ambientes menores.
Finalmente, existe o risco de latência ao recuperar dados de tiers mais frios. Se um usuário precisar de um arquivo que foi movido para a nuvem, por exemplo, o tempo de acesso pode ser de minutos ou até horas, dependendo do serviço. Essa característica precisa ser comunicada claramente aos usuários para que eles entendam que nem todos os arquivos estarão disponíveis instantaneamente.
Requisitos de software em SAN, NAS e HCI
A implementação do tiered storage varia bastante conforme a arquitetura. Em redes SAN (Storage Area Network), a funcionalidade geralmente é integrada diretamente nas controladoras do storage. Esses sistemas operam em nível de bloco e são extremamente eficientes para mover dados de bancos de dados e máquinas virtuais entre tiers de SSDs e HDDs. A gestão é centralizada e robusta, mas também mais complexa e cara.
Em ambientes com storages NAS (Network Attached Storage), o tiering pode operar tanto em nível de arquivo quanto de bloco. Soluções como o Qtier da QNAP analisam a frequência de uso e movem os dados entre os diferentes tipos de drives instalados no próprio equipamento. Essa abordagem é mais acessível e fácil de gerenciar, o que a torna ideal para pequenas e médias empresas que precisam de um servidor de arquivos otimizado.
Já nas infraestruturas hiperconvergentes (HCI), o tiering é um componente nativo. A tecnologia distribui e otimiza os dados automaticamente entre os nós do cluster, que costumam ter uma combinação de SSDs e HDDs. O software de HCI gerencia a localização dos dados para garantir que as máquinas virtuais sempre tenham o desempenho necessário, simplificando radicalmente a administração do armazenamento.
O papel da nuvem em ambientes híbridos
A nuvem se tornou um componente estratégico para o tiered storage, especialmente em ambientes híbridos. Muitas organizações a utilizam como o tier final para arquivamento de longo prazo. Serviços como Amazon S3, Google Cloud Storage ou Microsoft Azure Blob Storage oferecem uma camada de armazenamento de baixo custo, durável e com capacidade praticamente ilimitada, ideal para dados frios.
Essa integração, conhecida como cloud tiering, permite que as empresas mantenham seus dados mais importantes on-premises para acesso rápido e seguro, enquanto descarregam os dados menos críticos para a nuvem. Isso libera espaço valioso no armazenamento local e reduz a necessidade de comprar mais hardware apenas para arquivamento. Além disso, os dados na nuvem podem ser acessados de qualquer lugar, o que adiciona flexibilidade.
No entanto, essa abordagem exige atenção a alguns pontos. Os custos de saída de dados (egress costs), cobrados para recuperar arquivos da nuvem, podem ser altos se não forem bem planejados. Também é preciso considerar a latência de acesso e implementar políticas de segurança robustas para proteger os dados em trânsito e em repouso. Quando bem gerenciada, a nuvem como um tier de armazenamento é uma ferramenta poderosa para a otimização.
Simplificando a gestão com um storage NAS
Para muitas empresas, a complexidade de uma SAN ou HCI pode ser um impeditivo. Nesse cenário, um storage NAS moderno surge como uma solução prática e eficiente para implementar o armazenamento em camadas. Equipamentos de fabricantes como a QNAP já incorporam tecnologias de tiering automatizado que são fáceis de configurar e gerenciar através de uma interface web intuitiva.
Um servidor NAS com suporte a diferentes tipos de drives permite criar um ambiente de armazenamento híbrido em um único chassi. É possível instalar alguns SSDs para o tier de alta performance e preencher as demais baias com HDDs de alta capacidade para o armazenamento principal. O próprio sistema operacional do NAS cuida da movimentação dos dados, sem exigir intervenção manual constante.
Além do tiering, esses equipamentos oferecem diversos outros recursos valiosos, como snapshots para proteção contra ransomware, replicação remota para recuperação de desastres e compartilhamento de arquivos multiplataforma. Desse modo, um storage NAS com tecnologia de hierarquização não apenas otimiza o desempenho e o custo, mas também centraliza e protege os dados da empresa. Em muitos casos, essa é a resposta mais equilibrada para os desafios do armazenamento de dados.
