Home Lab Deep Dive : Plongez dans le stockage

Nous avons maintenant a mis les serveurs à l'écart et si vous êtes comme moi, vous avez choisi des bêtes énergivores qui chauffent votre petit bureau à domicile. À un moment donné, je veux retourner dans une maison qui a des sous-sols, car ceux-ci semblent être un endroit génial pour de telles choses, à moins que vous n'ayez un véritable placard de câblage intégré à votre maison. Nous allons maintenant passer en revue un autre élément important de votre laboratoire à domicile : le stockage. Plusieurs décisions doivent être prises concernant le stockage, et chacune affectera votre laboratoire un peu différemment. Dans cet article, nous passerons en revue les différences entre les types de disques, les contrôleurs, le stockage et les protocoles de stockage afin que vous soyez parfaitement préparé à prendre la meilleure décision.

Variateurs

Les disques ne sont qu'un élément de votre stockage. Il existe plusieurs types de disques utilisés aujourd'hui, et chacun peut avoir un impact différent sur votre infrastructure de stockage. Nous avons fait de nombreux progrès dans les disques durs et les SSD au cours des deux dernières décennies et nous ne ralentirons pas de sitôt. Bien que je n'étais pas là pour les disques durs d'origine, ils ont commencé comme des machines impressionnantes qui contenaient de petites quantités de données par rapport à aujourd'hui. Les 4 principaux types de disques que je vais passer en revue sont :

1. Disques SATA
2. Disques SAS
3. SSD
4. Disques M.2

SATA

SATA signifie Serial Advanced Technology Attachment. La plupart de vos ordinateurs domestiques utilisent des disques SATA. Ils sont peu coûteux et peuvent contenir de grandes quantités de données. Au moment de la rédaction de cet article, je pense que le plus grand est d'environ 16 téraoctets. Lorsque SATA 1.0 a été introduit en 2003, ils représentaient un grand saut par rapport à la technologie de disque dur qu'ils remplaçaient, PATA ou Parallel Advanced Technology Attachment. Ils pouvaient transférer beaucoup plus rapidement (à l'origine 1.5 Gbit/s ou 150 Mo/s) que les disques sortants, qui atteignaient un maximum de 133 Mo/s. Ils offraient en outre des fonctionnalités telles qu'une meilleure connexion à chaud (brancher un disque dur lorsque le système est allumé) et un connecteur de câble beaucoup plus petit utilisant uniquement 7 broches au lieu de 40 ou 80. Depuis son introduction, SATA a évolué plusieurs révisions vers où nous en sommes. aujourd'hui. SATA 3.0 ou Serial ATA-600 est l'itération actuelle et a considérablement amélioré les performances. Comme vous l'avez peut-être deviné, les vitesses de transfert actuelles vont jusqu'à 600 Mo/s et les versions intermédiaires ont ajouté plus de fonctionnalités, telles que la mise en file d'attente des commandes natives, qui a amélioré les performances. Comme mentionné au début, le principal moteur de ces disques est la quantité de données qu'ils contiennent et le prix. Ils offrent de bonnes performances et sont plus que suffisants pour la plupart des laboratoires à domicile.

SAS

Viennent ensuite les disques SAS. Les disques SAS ou Serial Attached SCSI remplaçaient les anciens disques SCSI parallèles. SAS est entré sur le marché en 2004 avec le SAS-1. Les disques SCSI ou Small Computers System Interface fonctionnent différemment des disques SATA. SAS a pris en charge une grande partie des problèmes initiaux de devoir donner des adresses aux disques et autres maux de tête auxquels les administrateurs système devaient faire face. Les disques SAS utilisent un jeu de commandes différent basé sur le jeu de commandes SCSI d'origine et sont plus intelligents. Les disques SAS sont également plus rapides que SATA. Cela est dû en partie au jeu de commandes, mais aussi à l'interface elle-même et à la vitesse de rotation du plateau de disque. SAS est également en duplex intégral, ce qui signifie qu'il peut transmettre et recevoir en même temps. Les plateaux de disque dur qu'ils utilisent peuvent tourner jusqu'à 15,000 7,200 tr/min. Les disques SATA tournent à 4 22.5 tr/min ou moins. Ils utilisent également des tensions plus élevées qui permettent d'allonger les longueurs de câble. Les vitesses actuelles de SAS-2500 (version actuelle) sont de XNUMX Gbits/s, soit environ XNUMX XNUMX Mo/s. On trouve des disques SAS dans les serveurs d'entreprise et ils sont plus chers. Ils sont parfaits pour une utilisation dans votre laboratoire à la maison, mais ils vous coûteront plus cher et seront généralement des disques plus petits.

Il existe un type de lecteur qui peut prêter à confusion. Disques NL-SAS. Ce sont des disques SATA avec une interface SAS dessus. Ils ont été introduits comme un moyen peu coûteux d'obtenir plus de stockage sur les serveurs d'entreprise. Ils sont plus fiables que les disques SATA ordinaires et leur prix se situe quelque part au milieu.

SSD

Les SSD sont rapides. Sans aucun doute, j'aurais tout dans mes disques SSD de laboratoire à la maison si je pouvais me le permettre. SSD signifie Solid State Drives, et ils n'utilisent pas de plateaux de disque ; ils utilisent des puces de mémoire pour stocker vos données. Pour cette raison, ils sont des ordres de grandeur plus rapides que les disques précédents discutés. Étant donné que SSD décrit principalement la technologie de stockage, vous pouvez trouver des SSD avec SATA, SAS, NVMe et d'autres interfaces. Les SSD utilisent quelques puces différentes et leurs vitesses varient en fonction des puces et des contrôleurs utilisés. Bien que je n'entre pas dans les niveaux plus profonds de la technologie SSD, je vous laisse avec ce qui suit. Il existe des puces SLC, MLC, TLC et QLC. L'ordre dans lequel je les ai énumérés est l'ordre de la vitesse. Plus la puce est lente, moins elle sera chère, donc si vous les utilisez, vous pouvez choisir en conséquence.

M.2

Le dernier type de disque dont nous parlerons est le SSD M.2. Ils utilisent également des SSD et peuvent utiliser des jeux de commandes SATA ou des jeux de commandes NVMe. Si vous utilisez le jeu de commandes SATA standard (il y a aussi une différence dans l'interface physique), il sera à peu près à la même vitesse qu'un SSD SATA standard, avec un maximum d'environ 600 Mo/s. Les SSD NVMe peuvent atteindre des vitesses allant jusqu'à 5 Go/s avec les nouvelles cartes mères d'AMD. Même en utilisant une technologie « plus ancienne », nous pouvons toujours atteindre des vitesses de lecture de 3500 100 Mo/s. Les disques NVMe utilisent des chemins directs vers le processeur pour atteindre leur vitesse impressionnante. Le prix de ceux-ci a beaucoup diminué au cours des deux derniers mois, mais ils sont toujours d'environ 1 USD pour les disques NVMe XNUMX téraoctet les moins chers. Gardez à l'esprit que différentes puces de vitesse (QLC, etc.) sont également utilisées sur ces disques, car ce sont des SSD.

Sur la base des informations ci-dessus, vous pouvez prendre des décisions judicieuses sur le type de disques que vous souhaitez inclure. N'oubliez pas non plus qu'il est très possible de mélanger les types ci-dessus en fonction des besoins et de la prise en charge de la carte mère ou de la carte RAID. En effet, la plupart des entreprises utiliseront des disques NL-SAS ou SATA pour le stockage d'archives ou d'informations plus anciennes et utiliseront des disques SAS ou SSD ou un mélange d'entre eux pour leurs données principales. Dans de nombreux périphériques de stockage différents, vous pouvez créer différents « niveaux » de service. Tels que le stockage à chaud et à froid, l'appareil déplacera les données entre eux en fonction de la fréquence d'accès aux données. Expérimentez un peu avec.

surchargés

Une fois que vous avez acheté des disques, vous devez être en mesure de les contrôler. Tout comme les disques, les contrôleurs ont différents niveaux de performances. Vous en choisissez généralement un en fonction de l'interface que vous devez prendre en charge et du niveau de protection que vous souhaitez utiliser.

La dénomination peut être un peu déroutante sur ceux-ci. Heureusement, il existe généralement une bonne documentation disponible pour vous aider à prendre votre décision. Dell a une page Web pour vous aider à déterminer celle dont vous avez besoin. Si vous allez ici il existe un excellent tableau de comparaison qui répertorie toutes les fonctionnalités de leurs contrôleurs actuels. Dans la plupart des contrôleurs que vous pourriez acheter sur un serveur plus ancien, ils seront légèrement moins en vedette. Certaines des colonnes peuvent ne pas avoir de sens, je vais donc les parcourir.

• Modèle = Nom de la carte
• Prise en charge de l'interface = il s'agit du type de disques durs pris en charge par la carte.
• Prise en charge PCI = Il s'agit de la version de l'emplacement sur la carte mère dont la carte a besoin pour fonctionner
• Connecteurs SAS = Nombre de disques durs pris en charge et s'ils sont internes au serveur ou externes (connectés par un port)
• Taille de la mémoire cache = Ceci est important car il joue un rôle important dans les performances. À un niveau élevé, c'est là que la carte décharge les commandes du système d'exploitation et les conserve jusqu'à ce qu'elle les exécute. Plus le cache est grand, plus vite vous reprenez le contrôle de votre système d'exploitation ou de votre application pour passer à l'opération suivante. Donc plus gros est généralement mieux dans ce cas.
• Write Back Cache = C'est ainsi que les données de votre cache (mentionné ci-dessus) sont protégées en cas de panne de courant. Les cartes plus anciennes telles que le H700 utiliseraient des batteries au cas où le serveur perdrait de l'énergie pour conserver toutes les commandes qu'ils n'avaient pas encore enregistrées sur le disque. La limitation était que si l'alimentation n'était pas rétablie rapidement, votre batterie mourrait et elle devait être remplacée lorsque la batterie n'était plus bonne. Flash Backed n'a pas cette limitation et utilise des condensateurs pour fournir de l'énergie pour écrire dans le cache et conserver les informations jusqu'à ce que les commandes puissent être vidées sur le disque.
• Niveaux RAID = Il s'agit du niveau de protection RAID pris en charge par le contrôleur
• Max Drive Support = Il s'agit du nombre de lecteurs pris en charge par la carte.
• Prise en charge RAID = Cette colonne indique si le processus RAID est effectué via le matériel ou le logiciel. Si cela se fait via un logiciel, quel logiciel est pris en charge. Alors que le RAID logiciel est devenu plus rapide, le RAID matériel sera toujours plus rapide. Dans certaines circonstances, vous pouvez choisir d'utiliser un logiciel (par exemple, si vous avez des disques de différentes tailles à combiner), mais je vous recommande fortement de rester avec du matériel si votre budget le permet.

La matrice la plus proche que j'ai pu trouver pour les contrôleurs HP était la suivante. Ici y a-t-il Gen10 (les plus récents actuellement) et ici est les contrôleurs Gen 8 qui est la génération qui arrivera dans la plupart des serveurs bon marché sur eBay. Ils ont un peu plus d'informations techniques sur les contrôleurs car il s'agit de documents marketing, mais les champs importants ci-dessus sont toujours utilisés. Ils raccourcissent le cache d'écriture basé sur Flash en FWBC.

Différentes approches – NAS commercial, NAS maison ou stockage local

Vous avez maintenant une meilleure compréhension du matériel impliqué dans le stockage de votre laboratoire à domicile. Ce qui vous laisse avec une nouvelle décision. Souhaitez-vous uniquement disposer d'un stockage local (lecteurs de votre serveur) ou souhaitez-vous utiliser un stockage partagé ? Nous devons évidemment creuser un peu plus ces options.

• Stockage local - Il s'agit d'un stockage directement attaché à votre serveur. Cela peut également être appelé stockage en attachement direct ou DAS. Il peut s'agir de disques logés à l'intérieur du serveur ou d'un boîtier et reliés par un câble SAS. Les avantages sont que vous n'avez pas besoin d'acheter de matériel ou de serveurs supplémentaires. Un autre est la simplicité de configuration. Vous pouvez configurer le niveau et le format RAID dans le système d'exploitation et continuer. Ensuite, il y a la vitesse. Direct Attached sera toujours plus rapide que le stockage partagé. Les inconvénients sont que vous ne pouvez utiliser le stockage que directement sur ce serveur.
• Stockage partagé - Ce stockage est constitué de disques durs dans un boîtier exécutant un système d'exploitation de stockage quelconque. Ce stockage est partagé sur le réseau pour être utilisé. Il existe deux types de stockage partagé utilisés par les laboratoires à domicile.
  • Stockage au niveau des blocs - Cela utilise généralement un protocole appelé iSCSI. Essentiellement, envoyer des commandes SCSI sur le réseau. Ce protocole est utilisé pour présenter le stockage qui, pour le système d'exploitation, ressemble à des disques durs bruts. Vous devrez les formater pour les utiliser. Le contrôle du système de fichiers et des fichiers sur les disques est effectué par les serveurs distants avec lesquels il est partagé. Il existe d'autres stockages au niveau des blocs tels que Fibre Channel, mais je ne les passerai pas en revue ici car ils ne sont pas courants pour les laboratoires à domicile.
  • Stockage au niveau fichier - Ceci utilise le protocole NFS ou SMB. NFS est l'acronyme de Network File System et SMB signifie Server Message Block. Chacun de ces protocoles a été amélioré et généralement désigné par la version qu'il utilise, c'est-à-dire NFSv3 ou SMBv3. Chaque nouvelle version s'appuie sur les fonctionnalités et les capacités de la précédente. Au lieu de présenter le stockage brut au système d'exploitation, le stockage au niveau des fichiers présente un partage ou un montage sur les serveurs. L'ordinateur contrôlant les disques contrôle également le système de fichiers et les fichiers qu'il contient.

Ce qui est mieux? Eh bien, comme mentionné ci-dessus, cela dépend. Si vous n'allez avoir qu'un seul serveur, le stockage local est très bien et plus que probablement l'option la plus rapide pour vos besoins. Si vous avez besoin de partager du stockage entre des serveurs, vous devriez envisager d'acheter une sorte de solution de stockage partagé. Des deux, j'aime essayer de surveiller le modèle d'entreprise que j'essaie d'apprendre. Si mon entreprise utilise iSCSI, je veux l'apprendre. Sur une note personnelle, je préfère iSCSI. La raison principale est la vitesse. iSCSI est généralement un peu plus rapide et prend mieux en charge le multipathing (plusieurs chemins de données vers le stockage) que NFS. SMB est généralement utilisé uniquement dans les environnements Windows et il n'est pas beaucoup utilisé actuellement pour les environnements d'entreprise. Vous êtes libre d'être en désaccord avec moi sur l'iSCSI vs NFS. Je base mes recherches sur deux choses, comme celle-ci papier. Il y a beaucoup de supporters des deux côtés. NFS EST plus facile à configurer pour être juste. Mais c'est pour un autre article de blog.

Stockage partagé pré-construit vs bricolage

Si vous en êtes arrivé là, vous devez décider si vous souhaitez essayer de créer votre propre solution de stockage partagé ou si vous souhaitez acheter une solution préfabriquée.

Il existe plusieurs bonnes solutions proposées par des sociétés comme QNAP et Synology, pour n'en nommer que quelques-unes. Il existe un certain nombre d'entreprises qui fabriquent ces solutions et elles présentent chacune bon nombre des mêmes fonctionnalités. StorageReview.com en a examiné plusieurs aussi et ceux-ci peuvent vous aider à décider. Quelques points à garder à l'esprit, les fonctionnalités dont vous aurez besoin ou que vous voudrez et l'évolutivité future. La plupart des unités pré-construites prendront en charge NFS/SMB/et iSCSI. Certaines des plus petites unités peuvent avoir du mal à fournir suffisamment de bande passante de données pour suivre votre environnement, vous devrez donc décider en conséquence. La plupart d'entre eux partagent une quantité décente en commun. La plupart d'entre eux sont des boîtiers plus petits que les serveurs, et consomment moins d'énergie et consomment moins d'énergie. Chaque entreprise a son propre système d'exploitation, généralement une version de Linux spécialement conçue en interne. Il peut y avoir un peu de configuration, mais c'est généralement un peu plus simple qu'une boîte de bricolage. Personnellement, j'aime suivre cette voie car c'est simple et à moins que vous ne preniez en charge des serveurs de stockage, il n'est pas vraiment nécessaire d'essayer de concevoir quelque chose vous-même.

Cependant, il existe de bonnes raisons d'avoir une solution de stockage DYI. La plupart des unités pré-construites facturent un peu plus pour leurs solutions et elles sont, dans la plupart des cas, difficiles à mettre à niveau. Si cela est possible, vous devrez généralement utiliser leur matériel pour effectuer la mise à niveau. Si ces raisons vous rendent malheureux, alors c'est votre chemin. Vous pouvez acheter un boîtier de tour ordinaire ou même un boîtier de montage en rack. Vous pouvez utiliser un PC ordinaire ou en construire un à partir de zéro. Vous devrez décider quel système d'exploitation utiliser. Windows ou Linux sont généralement vos deux options. Le logiciel que vous utilisez pour partager le stockage est un peu plus délicat simplement parce qu'il existe plusieurs options. De nombreux laboratoires à domicile utilisent un système d'exploitation appelé FreeNAS. Il y a un peu plus à configurer, mais vous avez beaucoup d'aide disponible sur Internet. FreeNAS est de loin l'une des options les plus populaires et comme son nom l'indique, il est gratuit. Le logiciel est entièrement gratuit, moins le temps que vous passez à le configurer. Vous pouvez également utiliser Windows Server. Mais il y a bien sûr un coût associé à cela. Les 5 meilleurs progiciels avec l'aimable autorisation de comment2shout.com sont les suivants:

1. FreeNAS
2. NAS4Free / XigmaNAS
3. OpenMediaVault (OMV)
4. Ouvrir le fichier
5. magasin de rock

Personnellement, j'ai deux unités actuellement. Le premier est un Synology et possède 4 « baies » ou peut accepter 4 disques durs. Cela permet une vitesse décente et dispose de 2 connexions réseau pour fournir des chemins multiples ou une connexion réseau de secours. Des disques durs jusqu'à 14 téraoctets sont actuellement disponibles, mais je voulais quelques fonctionnalités supplémentaires, j'ai donc maintenant une unité QNAP. Celui-ci dispose de 9 baies et peut accepter 5 disques de la plus grande taille de 3.5 pouces et 4 de la plus petite taille de 2.5 pouces. Il propose également quelque chose appelé Smart Tiering. La hiérarchisation est un concept mis à l'origine sur des unités de stockage plus chères. La hiérarchisation consiste à prendre deux vitesses de disques ou plus et à les utiliser intelligemment. Le logiciel de l'unité de stockage examine la fréquence d'utilisation des données. S'il est beaucoup utilisé, il le déplacera vers un disque plus rapide afin qu'il soit plus rapide pour les utilisateurs. Le concept utilise les idées de stockage "chaud" et "froid". Plus quelque chose est utilisé, plus il est déplacé vers le stockage à chaud. Inversement, moins quelque chose est utilisé, plus il fait froid et il est déplacé vers les disques de stockage à froid ou les disques de performance plus lents. Cela permet à une entreprise d'acheter des disques moins chers comme les disques SATA pour les données qui ne sont pas très utilisées.

Cela couvre la section de stockage. Je vais vous guider à travers la configuration de mon unité QNAP à partir de zéro lorsque nous arriverons à la section de configuration de cette série de blogs. De cette façon, vous pouvez vous faire une meilleure idée grâce à ce blog et également à d'autres personnes ici sur StorageReview.com pour décider de la meilleure solution de stockage pour votre laboratoire à domicile.

–Mike Wilson @IT_Muscle

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Cet article fait partie d'une série continue de contenus soumis par les utilisateurs et consacrés à l'exploration du plaisir et des défis liés à la construction, à l'entretien et parfois à la reconstruction d'un laboratoire à domicile. Cette série est en partenariat avec nos amis de /r/homelab. Si vous souhaitez partager votre configuration, veuillez envoyer un e-mail à [email protected]