Definição do Sistema de Armazenamento

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Definição do Sistema de
Armazenamento
Descrever técnicas de Armazenamento de Dados para Composição da Solução
Multimídia
Introdução
Dificilmente o negócio consegue sobreviver no mercado sem coletar e gerenciar informações. Na era
da informática, da comunicação digital, em que dados podem ser compartilhados de um extremo a outro do
planeta em segundos, a posse da informação tornou-se o ativo mais importante das empresas. Em alguns
casos é mais valioso do que o patrimônio físico, como imóveis e veículos. Informações meramente técnicas,
dados de rede, dados de acesso, dados de usuários, podem se transformar em informações de negócios,
indicadores de vendas, de marketing e de planejamento, bastante para isso, uma correta interpretação e
análise.
Dificilmente uma empresa consegue sobreviver no mercado competitivo e globalizado sem coletar e
gerenciar as informações relativas aos seus clientes, fornecedores, concorrentes, indicadores econômicos e
sociais, produtos e serviços, exportações e outras que impactam direta ou indiretamente em seu negócio.
Para auxiliar no processo de gestão destes dados, foram desenvolvidos os sistemas de informação.
A opção por uma estratégia de adoção do tipo de sistema de armazenamento de dados devem levar em
conta as necessidades do negócios, mas também: volume de dados, investimento, segurança.
Durante este tópico, serão apresentadas algumas soluões de armazenamento de dados. Manter os
dados gerados pela solução Multimidia, auxiliará o projeto em processos de: backup/restore, segurança,
auditoria (interna e/ou externa), atualizacao de software, atualizacao de configuracao.
 
Conceitos de Backup
DAS, NAS e RAID
DAS
Quando você precisa de mais espaço de armazenamento no seu micro de trabalho, a opção mais comum é
simplesmente comprar outro HD. Quando falamos em redes, entretanto, três siglas vêm à tona: NAS, DAS e
SAN, acompanhadas geralmente por longas discussões sobre qual das três é mais adequada a determinada
situação. Pode parecer estranho que uma grande empresa pague 50.000 dólares para implementar uma SAN,
que oferece apenas alguns terabytes de espaço de armazenamento, quando seria possível obter o mesmo
espaço usando um punhado de HDs comuns instalados em um servidor de arquivos, mas, como de praxe,
existem fatores que justificam o investimento em muitas situações. Vamos então a uma explicação sobre as
três tecnologias, começando com a mais simples: DAS.
A sigla DAS é abreviação de "Direct Attached Storage". Ela se refere a dispositivos de
armazenamento externo ligados diretamente ao servidor (ou a qualquer outro micro da rede), como no caso
das gavetas de HD ligadas a portas eSATA (o eSATA é uma versão externa das portas SATA, que mantém a
mesma velocidade de 150 ou 300 MB/s, mas permite o uso de um cabo externo) ou a portas USB, por
exemplo.
Além de gavetas e suportes baratos para ligar HDs externos, a lista inclui dispositivos mais caros. Nas
fotos a seguir temos dois exemplos. O primeiro é uma gaveta de HD simples, ligada em uma porta USB e o
segundo é uma unidade eSATA da Micronet, que utiliza 5 HDs, com RAID via hardware e outras funções.
Apesar da diferença de complexidade, temos em ambos os casos unidade externa ligada à uma porta USB ou
eSATA, que não tem nada a ver com redes:
Direct-Attached Storage (DAS)
NAS
Um NAS (Network Attached Storage), por sua vez, roda um sistema operacional completo e funciona
como um servidor de arquivos, ligado diretamente na rede.
Muitas vezes, eles são chamados de "network storage", ou simplesmente de "storage", termos que são
mais descritivos para o público não técnico do que "NAS". Entre o público técnico, eles são também
chamado de "filers" (arquivadores). O termo "storage" é na verdade um termo técnico genérico para
soluções de armazenamento, que é usado também em outras situações, como no caso das SANs.
Existem muitas opões de NAS, que vão desde sistemas baratos, que custam pouco mais que uma
gaveta USB, até equipamentos caros, que utilizam um grande número de HDs. Os modelos mais baratos
comportam apenas um ou dois HDs e oferecem apenas funções básicas. Alguns modelos incluem também
um transmissor wireless ou disponibilizam uma porta USB, o que permite que sejam ligados ao PC
diretamente e seja usados como um DAS. Modelos intermediários suportam em sua maioria 4 drives e
modelos high-end ou racks para uso em datacenters suportam muitas vezes 8 drives ou mais.
Os modelos com apenas um HD são genericamente chamados de single-drive e os que utilizam dois
ou mais são chamados de multi-drive. Alguns modelos são vendidos sem os drives, que forma que você
pode instalar os HDs que quiser (eles são chamados de "diskless") e são geralmente bem mais baratos,
enquanto muitos fabricantes optam por vender os aparelhos com drives pré-instalados (chamados
genericamente de "diskfull"), de forma a tentar agregar valor e trabalhar com margens de lucro um pouco
maiores. Ao ver o anúncio de um "diskless NAS" no catálgo de alguma loja do exterior, por exemplo, você
pode presumir que se trata de um modelo sem os HDs.
 
NAS I/O Operation
Via de regra, um NAS não faz nada que um PC tradicional não possa ser configurado para fazer. Um
número surpreendente deles utilizam processadores x86, rodam Linux e compartilham os arquivos com a
rede utilizando o Samba. Ou seja, nada mais são do que PCs compactos, otimizados para a tarefa.
A principal vantagem é que eles são soluções prontas, que podem ser instaladas rapidamente, sem
exigir muitos conhecimentos técnicos, o que os torna ideais para uso em escritórios e redes domésticas, por
exemplo. Os modelos mais simples são bem mais baratos que um PC, além de serem menos compactos e
consumirem menos energia, enquanto os modelos mais caros oferecem mais espaço de armazenamento,
recursos de redundância e de gerenciamento que permitem o uso em redes que demandam um maior nível de
confiabilidade.
Existem ainda distribuições Linux ou BSD que permitem transformar um PC comum em um NAS de
forma prática. Um bom exemplo é o FreeNAS (baseado no FreeBSD), que pode ser instalado de forma
simples, ocupando apenas 32 MB, e é inteiramente administrado através de uma interface de gerenciamento
via web, sem precisar de monitor. Ele suporta o uso de RAID, compartilhamentos via CIFS (Samba), FTP,
NFS e SFTP, além de oferecer um grande volume de recursos de gerenciamento. Você pode baixá-lo
no http://www.freenas.org. Outro projeto similar é o OpenFiler, disponível no http://www.openfiler.com.
Solicitação
FreeNas - Solucao Open Source
O uso de um NAS, ou de um servidor de arquivos com vários HDs atende bem à maioria das redes de
pequeno e médio porte. Entretanto, muitas empresas precisam de muito mais espaço de armazenamento,
sobretudo quando falamos em grandes bancos de dados e aplicações web. Usar vários pequenos servidores
seria uma solução barata, mas em compensação complexa e mais propensa a falhas. Surge então a opção de
usar uma SAN (Storage Area Network).
SAN
Toda SAN tem como bloco de montagem HDs tradicionais, que são ligados a uma unidade
controladora (que se encarrega do acesso aos dados, RAID e outras funções) e é ligada a um servidor através
de uma interface dedicada, que pode ser tanto uma interface Fibre Channel quanto uma interface de rede
Gigabit Ethernet ou 10 Gigabit Ethernet (usando o iSCSI). O servidor se encarrega então de distribuir os
dados para os clientes da rede ou fornecê-los para aplicativos específicos, como no caso de um cluster de
servidores web, que utilizam a SAN para armazenar um grande banco de dados usado para atender às
requisições dos clientes.
Além da maior capacidade de armazenamento e de recursos de redundância, a principal diferença de
uma SAN e um NAS ou um servidor de arquivos tradicional é que o SAN se comporta como se fosse uma
única unidade de armazenamento, que o servidor pode acessar diretamente, de forma transparente. Ou seja, é
como se você conectasse um único HD de 100 TB (por exemplo) no servidor, diferente de um NAS, que se
comportacomo um servidor de arquivos e pode ser acessado simultaneamente por vários clientes.
Apesar disso, na grande maioria dos casos, o objetivo de usar uma SAN não é simplesmente obter um
grande espaço de armazenamento, mas sim obter ganhos de desempenho e de confiabilidade para aplicações
críticas. Imagine o caso de um cluster de servidores responsáveis pelo site de um grande portal. As páginas
são montadas a partir de um enorme banco de dados, armazenado na SAN, que é acessado de forma
conjunta por todos os servidores do cluster. As unidades de armazenamento combinam um grande número
de HDs em RAID, o que as torna capazes de atender a um grande volume de requisições por segundo, o que
permite atender aos muitos visitantes simultâneos. Além do desempenho e do armazenamento centralizado,
temos também a questão da redundância, que garante que o sistema funcione de forma contínua,
sobrevivendo a falhas em componentes diversos.
 
http://www.freenas.org/
http://www.openfiler.com/
Rede SAN
Os componentes básicos de uma SAN são um ou storage racks (as unidades de armazenamento, com
os arrays de discos), um switch Fibre Channel, os cabos e o servidor ao qual a SAN é conectada. Apesar
disso, é comum o uso de dois switchs e dois servidores, de forma a oferecer um sistema redundante (o
segundo servidor fica a postos para assumir o lugar o primeiro em caso de falha). Os componentes são
ligados como na figura abaixo, de forma a garantir que o sistema continue funcionando caso qualquer um
dos componentes falhe. 
Topologias iSCSI: iSCSI nativo
A principal vantagem do uso de uma SAN é que o sistema pode ser expandido conforme necessário,
incluindo mais storage racks e mais switchs. Os diferentes arrays podem então ser acessados por diferentes
servidores e, dependendo da configuração, até mesmo serem configurados para se comportarem como uma
única unidade, com as capacidades somadas. Se dinheiro não for problema, é possível atingir facilmente a
marca de 100 terabytes de espaço de armazenamento, com direito a um sistema de redundância completo.
O grande problema é mesmo a questão do custo, já que um SAN completa pode facilmente superar a
marca dos US$ 50.000, em preços do exterior. Isso faz com que elas fiquem restritas a ambientes onde as
vantagens compensam o maior custo. Para pequenas redes, servidores com diversos HDs (configurados
como um array RAID) acabam sendo a melhor opção, já que podem oferecer um espaço de armazenamento
similar ao de uma pequena SAN (embora com um desempenho e confiabilidade inferiores) a uma fração do
custo.
Storage Rack
Continuando, é possível também que um único array seja dividido em várias unidades lógicas, cada
uma com um identificador próprio (chamado de LUN, ou "Logical Unit Number"), permitindo que cada
unidade possa ser acessada por um servidor diferente. Isso permite centralizar o armazenamento de dados da
rede, armazenando todos os dados importantes na SAN, ao invés de utilizar HDs separados em cada
servidor. As unidades podem ser inclusive redimensionadas durante o uso, realocando o espaço entre os
servidores conforme necessário.
O Fibre Channel é um padrão de redes desenvolvido especialmente para uso de unidades remotas de
armazenamento. Existem diversos padrões de Fibre Channel, que incluem o 1GFC (1.06 gigabits), 2GFC
(2.12 gigabits), 4 GFC (4.25 gigabits), 8GFC (8.5 gigabits) e o 10GFC (10.5 gigabits), sendo que atualmente
(início de 2008) os padrões mais usados ainda são o 2GFC e o 4GFC.
Existem três topologias de Fibre Channel: Ponto-a-ponto (dois dispositivos ligados diretamente),
Arbitrated loop (onde os dispositivos são ligados uns aos outros, formando um anel) e Switched fabric (onde
os dispositivos são ligados a um switch central, de forma similar ao que temos em uma rede de par
trançado). Como pode imaginar a topologia Switched fabric é de longe a mais utilizada atualmente.
Embora exista um padrão de Fibre Channel que utiliza fios de cobre, os cabos de fibra óptica são de
longe os mais comuns. É possível utilizar cabos de fibra óptica de até 50 km, utilizando cabos monomodo,
mas o mais comum é que sejam usados cabos multimodo (mais baratos e suficientes para a maioria das
situações), que oferecem um alcance de até 300 metros. Tipicamente, os cabos são curtos, com de 2 a 10
metros, de forma que a questão do alcance raramente é um problema. As controladoras Fibre Channel são
chamadas de FC HBA (Fibre Channel Host Bus Adapter).
Exemplo de Implantacao com Fibre Channel
Outra tecnologia, mais recente é o iSCSI (pronuncia-se "ai-iscâzi") que permite que o cliente
(chamado de initiator) envie comandos SCSI para um array de armazenamento (chamado de target) via
TCP/IP, utilizando uma rede Ethernet tradicional. Isso permite que eles sejam sejam acessados como se
fossem unidades de armazenamento local através de cabos de rede. Você pode pensar no iSCSI como um
protocolo para encapsular comandos de acesso a disco, juntamente com os dados resultantes,
transformando-os em pacotes TCP/IP.
A função é basicamente a mesma do Fibre Channel, ou seja, interligar os servidores aos arrays de
discos que formam a SAN, mas nesse caso a um custo mais baixo, já que dispensa o uso dos caros switchs,
controladores e cabos Fibre Channel, substituídos por cabos de rede e switchs Ethernet.
As funções da controladora SCSI podem ser também executadas via software (o software cliente é
chamado de iSCSI initiator), o que permite utilizar uma placa de rede Ethernet regular no lugar da
controladora iSCSI. O desempenho é naturalmente mais baixo, mas a redução no custo faz com que esta seja
a opção mais usada em pequenas instalações. Com relação ao cabeamento, o ideal é que seja utilizado um
segmento dedicado entre o servidor e os arrays de discos, mas o tráfego do iSCSI pode conviver com o
tráfego Ethernet da rede, de forma que (embora não seja a solução ideal do ponto de vista do desempenho,
nem da segurança) é possível simplesmente ligar os arrays em uma rede já existente, utilizando inclusive
links de longa distância, o que permite a criação de sistemas de armazenamento remoto.
Componentes de iSCSI
Outra solução adotaba por muitas empresas e que vem ganhando força ao longo dos últimos anos, é a
adoção de sistemas de armazenamento distribuidos em nuvem (Cloud)
Nuvem (Cloud)
O armazenamento em nuvem é um serviço oferecido para usuários da internet. A ideia é muito similar
ao conceito de rede dentro de uma empresa ou de sua própria casa: usando um computador como servidor
você consegue acessar esses dados de qualquer outro computador, desde que tenha acesso à rede (intranet ou
internet). Serviços de armazenamento na nuvem, como Google Drive, Dropbox, Box e iCloud permitem que
os usuários armazenem e compartilhem grandes arquivos facilmente na internet. Enquanto “nuvem” é a
palavra de ordem técnica do ano, muitos empresários ainda estão receosos sobre a eficiência e segurança da
Computação em Nuvem. 
 
Serviços em Nuvem
Conceito de Cloud
O conceito de armazenamento é semelhante ao conceito cliente-servidor, no entanto, neste caso com o
acréscimo da Internet (ou a propria WAN), Virtualização de Ambientes, DataCenters, etc. Nesse sentido, o
cliente se conecta aos serviços "em nuvem" através da Internet. Não necessariamente sabemos onde estão
alocados fisicamente os arquivos e, na maioria das vezes a plataforma utilizada é indiferente para o usuário.
Ou seja, todo o processamento e logica de armazenamento fica a cargo do hospedeiro.
Formas de Utilização
SaaS - Software as a Service●
Software como Serviço, como por exemplo: Google Drive, Dropbox, Office 365, etc.●
PaaS - Platform as a Service●
Plataforma como Serviço (comum para areas de desenvolvimento), como por exemplo: Heroku, Google●
App Engine, etc.
IaaS - Infrastructure as a Service●
Infraestrutura como Serviço, como por exemplo: Amazon AWS, Windows Azure, etc.●
Tudo isto pode ser mesclado, gerando soluções infinitas!
 
Conceito de Nuvem pelo NIST (National Institute of Standards and Technology)
“ummodelo para acesso a rede sob demanda, ubíquo e conveniente para um pool
compartilhado de recursos computacionais configuráveis que podem ser rapidamente
provisionados e lançados com mínimo esforço de gerenciamento ou interação com o provedor
de serviços"
Pontos de Atenção
Segurança dos dados●
Os seus dados não estão “debaixo da sua asa” (sob seu poder)●
Necessidade de grande quantidade de banda●
Altas velocidades de conexão com à Internet●
Disponibilidade da conexão●
Mudança de paradigma●
 
Arquitetura Cloud
Conclusão
O tipo do método de escolha que deverá ser usado, deverá, claramente levar em consideração questões
que envolvem: custos diretos e indiretos (operacionais), manutenção, controles e sobretudo o risco da
operação.
Todas os métodos aqui apresentados, poderiam ser utilizados no projeto. A diferença entre eles, estará
relacionada à complexidade do sistema e de sua criticidade pro negócio. O aluno deve levar em consideração
fatores supracitados e decidir sobre a melhor solução.
As soluções DAS, NAS e SAM, também podem ser viabilizadas em soluções de hosting em
provedores de serviço disponíveis no mercado.
 
 
Quiz 
 1
Em relação às tecnologias de redes para o armazenamento e compartilhamento de
dados, é correto afirmar que:
o acesso aos dados armazenados em um dispositivo NAS é possível somente através do
servidor conectado ao dispositIvo de armazenamento;
a tecnologia SAN é indicada para sistemas transacionais desde que não sejam sistemas de
missão crítica;
na tecnologia DAS o dispositivo de armazenamento possui sistema operacional próprio para
controlar todo o sistema de arquivos e quem acessa o dispositivo não tem controle nem
conhecimento da estrutura de discos;
a tecnologia SAN representa um armazenamento de dados de acesso restrito e isolado a um
único computador;
a tecnologia NAS permite o compartilhamento de arquivos entre servidores, mesmo com
diferentes sistemas operacionais.
 2
Em relação às tecnologias de redes para o armazenamento e compartilhamento de
dados, analise as afirmativas a seguir:
1. Tecnologia adequada para compartilhar arquivos. As responsabilidades de
formatar, particionar e distribuir informações nos discos do dispositivo de
armazenamento são do próprio dispositivo de armazenamento.
2. Tecnologia indicada para sistemas transacionais ou de missão crítica. Bloco de
dados é tipo de informação que trafega entre servidores e o dispositivo de
armazenamento.
3. Tecnologia em que o armazenamento se dá em conexão direta ao servidor. A
capacidade de crescimento de armazenamento é limitada à capacidade do servidor
em termos do número de portas de conexão ou por limitação de espaço físico do
servidor para acrescentar mais discos.
Essas afirmativas são, respectivamente, características das seguintes tecnologias de
armazenamento:
NAS, DAS e SAN;
SAN, DAS e NAS;
DAS, SAN e NAS;
NAS, SAN e DAS;
SAN, NAS e DAS.
Quiz 
 1
Dentre os sistemas de armazenamento de dados, conhecidos pelas siglas SAN,
NAS e DAS, as grandes empresas costumam adotar o SAN, pois
utiliza o esquema de armazenamento em blocos, o que lhe confere maior desempenho se
comparado com o NAS
permite o acesso múltiplo, ou seja, por vários usuários, uma vez que é implementado com um
sistema operacional completo.
utiliza o esquema de transferência de arquivo, o que lhe confere facilidade de operação com
diversos sistemas operacionais.
é conectado diretamente ao servidor, em racks com discos, o que lhe confere maior
desempenho devido à proximidade com o servidor.
incorpora o recurso de espelhamento de disco, implementado em seu sistema operacional, o
que lhe confere maior confiabilidade.
Referências
KUROSE, J.; ROSS, W. K. Redes de Computadores e a Internet – uma abordagem topdown 3
ª Edição. Pearson. 2005.
Guia do Hardware, Armazenamento de rede: DAS, NAS e SAN . Disponivel
em: http://www.hardware.com.br/tutoriais/das-nas-san/. Acesso em 18/05/16
TANENBAUM, Andrew S. Organização estruturada de computadores. 4. ed. São Paulo: Prentice Hall,
2007.
Perallis, A importância do armazenamento de dados para as micro e pequenas empresas. Disponivel
em: http://www.perallis.com/news/a-importancia-do-armazenamento-de-dados-para-a-
-micro-e-pequenas-empresas. Acesso em 18/05/16
CESAR, Eduardo,Armazenamento em nuvem você sabe o que é. Disponivel
em: http://www.cdbinformaticatechnology.com/armazenamento-em-nuvem-voce-sabe-o-que-e/. Acesso
em 05/04/16