Definition

Stockage scale-out

Le stockage scale-out est une architecture de stockage rattaché au réseau (NAS, Network Attached Storage) dans laquelle il est possible d'augmenter la quantité d'espace disque totale en ajoutant des unités à des baies reliées entre elles et dotées de leurs propres ressources.

Dans un système scale-out, un nouveau matériel peut être ajouté et configuré au fur et à mesure des besoins. Lorsque le système atteint sa limite de stockage, il suffit d'ajouter une autre baie pour étendre sa capacité. Grâce à ce type d'architecture, il est possible de mettre à profit l'espace de stockage ajouté sous forme de baies et d'utiliser les nouvelles unités pour augmenter la capacité du réseau de stockage. Cela permet à la fois d'accroître les performances et de répondre aux besoins en stockage supplémentaire.

Avant la démocratisation du stockage scale-out, les entreprises étaient souvent contraintes d'acheter des baies de stockage bien plus importantes que ce dont elles avaient besoin, afin de disposer d'un espace disque suffisant en cas d'expansion. Toutefois, si cette expansion n'avait pas lieu ou si elle était inférieure aux prévisions, une grande partie de l'espace disque acheté était gaspillée. Grâce à l'architecture scale-out, l'investissement initial peut être plus modique, puisqu'il n'est pas nécessaire de prévoir les besoins à long terme. En effet, si l'espace requis dépasse les prévisions, il suffit d'ajouter des baies et ce, pratiquement sans limite.

Evolutivité verticale ou horizontale

L'évolutivité désigne la capacité de certains types de systèmes à monter en charge, en termes de taille ou de volume, de façon à continuer de répondre aux exigences des utilisateurs. Dans certains contextes, l'évolutivité fait référence à la faculté de répondre à une demande plus forte ou plus faible. Dans le domaine du stockage, cependant, monter en charge signifie adapter le système à un besoin de capacité accrue. Il existe deux approches principales pour y parvenir.

La plus ancienne, le « scale-up », est une forme d'évolutivité verticale. Il s'agit d'accroître la capacité du matériel ou des logiciels existants en ajoutant des ressources à un système physique (par exemple, en augmentant la puissance de traitement d'un serveur pour le rendre plus rapide). Dans un système de stockage, cette méthode consiste à ajouter des unités, comme des disques, à un système existant dont la capacité est devenue insuffisante.

L'évolutivité horizontale, en revanche, représente la possibilité de relier plusieurs entités de sorte qu'elles fonctionnent comme une seule unité logique. Ainsi, un stockage scale-out peut être constitué de nombreux noeuds séparés géographiquement.

Limites du stockage scale-up
Le NAS traditionnel est parfois appelé « NAS scale-up », car la capacité de stockage ne peut être augmentée (verticalement) qu'en ajoutant des systèmes supplémentaires à une architecture existante. Un système scale-up comprend un ou deux contrôleurs, les têtes NAS, qui ont accès à des quantités prédéfinies de ressources d'UC et de mémoire ainsi qu'à un nombre prédéterminé d'emplacements de disque. Dans ce type de NAS, les périphériques se partagent les ressources système et la fonction de contrôle n'augmente pas parallèlement à la capacité de stockage. Par conséquent, les performances ont tendance à se dégrader à mesure que des unités de stockage sont ajoutées. Une fois que le NAS a atteint ses limites, le seul moyen d'accroître la capacité et les performances consiste à ajouter un nouveau système qui sera géré séparément.

Architecture de stockage scale-out
Dans le schéma ci-dessus, un seul cluster a été ajouté au système scale-out. Dans la réalité, il est néanmoins possible d'ajouter un nombre quasi infini de clusters pour répondre aux besoins.

Chaque unité (ou noeud) comprend une capacité de stockage, par exemple sous la forme de plusieurs disques physiques, et peut posséder sa propre puissance de traitement ainsi que sa propre bande passante d'E/S (entrée/sortie). L'ajout d'un nouveau noeud permet ainsi d'augmenter non seulement la capacité, mais aussi les performances.

Un NAS scale-out monte en charge à mesure qu'on lui ajoute des noeuds en cluster. Il s'agit souvent de serveurs x86 équipés d'un système d'exploitation et d'un stockage particuliers et reliés entre eux par un réseau externe. Les noeuds peuvent être connectés via un fond de panier (backplane) à grande vitesse ou un réseau afin de permettre l'intercommunication. Les utilisateurs administrent le cluster comme s'il s'agissait d'un seul et même système et gèrent les données au moyen d'un espace de noms global ou d'un système de fichiers distribué (DFS, Distributed File System). Ils n'ont donc pas à se soucier de l'emplacement physique réel des données.

Vidéo

Découvrez un court historique du stockage des données et une introduction au stockage scale-out en visionnant cette vidéo de Peter Larson :  

VirtG Boston October2015 - Scale-Out Storage: Why "cheap & deep" is not enough! from Peter Larson on Vimeo.

Cette définition a été mise à jour en août 2016

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