Le stockage d’entreprise est une infrastructure de données centralisée conçue pour stocker, gérer, protéger et partager de grands volumes d’informations stratégiques au sein d’une organisation. Contrairement au stockage grand public, les systèmes de stockage d’entreprise sont conçus pour offrir une haute disponibilité, une évolutivité dans la plage des pétaoctets et la prise en charge de plusieurs utilisateurs et applications simultanés.
On estime que la création mondiale de données atteindra 221 zettaoctets en 2026. Pour les organisations qui génèrent d’énormes quantités de données, des bases de données transactionnelles aux ensembles de données d’entraînement à l’AI, le stockage d’entreprise est la base qui maintient la réactivité des applications et l’accessibilité des données.
Les enjeux sont élevés. Sans une architecture de stockage adaptée, les entreprises sont confrontées à des goulets d’étranglement qui ralentissent les opérations, compromettent l’intégrité des données et gonflent les coûts.
Cet article couvre les architectures de stockage d’entreprise fondamentales, les technologies modernes qui façonnent le marché, une comparaison des approches et des conseils pratiques pour choisir et gérer l’infrastructure de stockage appropriée.
Architectures de stockage d’entreprise de base
Le stockage d’entreprise peut être classé en trois architectures fondamentales, chacune adaptée à différentes charges de travail et exigences organisationnelles.
Stockage en attachement direct (DAS)
Le DAS connecte les périphériques de stockage, généralement les disques durs ou les SSD, directement à un seul serveur ou poste de travail via des interfaces comme SATA, SAS ou NVMe. Comme il n’y a pas de réseau entre le serveur et le stockage, le DAS offre une latence faible et un débit élevé pour l’hôte connecté.
Le compromis est l’isolation. Les données DAS ne peuvent pas être partagées sur plusieurs serveurs sans logiciel supplémentaire, et la capacité est limitée par le nombre de baies de disques dans l’armoire. Le DAS est courant dans les petits environnements, les serveurs de base de données dédiés et les déploiements périphériques où l’infrastructure réseau est limitée.
Storage Area Network (SAN)
Un SAN est un réseau haute vitesse dédié qui permet d’accéder au stockage sur plusieurs serveurs. Les SAN utilisent des protocoles tels que Fibre Channel (FC), iSCSI ou NVMe over Fabrics (NVMe-oF) pour connecter les serveurs aux baies de stockage partagées.
Les SAN excellent dans la prise en charge des applications critiques qui nécessitent une faible latence prévisible, des IOPS élevées et une protection des données robuste. Ils prennent en charge des fonctionnalités telles que les snapshots, la réplication, le Thin Provisioning et le basculement multichemin. Un SAN d’entreprise classique peut fournir des centaines de milliers d’IOPS seconde avec une latence inférieure à la milliseconde.
Le coût et la complexité des SAN sont considérables. Ils ont besoin de matériel dédié (adaptateurs de bus hôte, commutateurs FC, baies de stockage) et de connaissances spécialisées pour concevoir, déployer et gérer. Pour les organisations qui exécutent de grandes bases de données, des systèmes ERP ou des environnements virtualisés, l’investissement est généralement justifié.
Stockage en réseau (NAS)
Le NAS offre un accès au stockage au niveau des fichiers sur un réseau TCP/IP standard. Les périphériques NAS apparaissent comme des disques réseau partagés, ce qui les rend faciles à déployer et à accéder à partir de plusieurs clients. Ils utilisent des protocoles tels que NFS (communs dans les environnements Linux/Unix) et SMB/CIFS (communs dans les environnements Windows).
Le NAS convient parfaitement aux données non structurées : documents, fichiers multimédias, répertoires domestiques et espaces de travail collaboratifs partagés. Les plateformes NAS d’entreprise modernes s’adaptent à des pétaoctets et prennent en charge des fonctionnalités telles que la déduplication, la compression et la sauvegarde intégrée.
Lorsque le NAS n’est pas à la hauteur, les charges de travail sensibles à la latence et gourmandes en transactions sont les charges de travail. L’accès au niveau des blocs via un SAN est généralement plus rapide pour les bases de données et les applications virtualisées. Cela dit, les plateformes NAS haute performance utilisant des protocoles NVMe et RDMA ont considérablement réduit cet écart.
Stockage en mode bloc, fichier et objet
Comprendre la différence entre le stockage en mode bloc, fichier et objet est essentiel pour faire correspondre le stockage à des charges de travail spécifiques.
- Le stockage de fichiers organise les données dans une structure de répertoire hiérarchique avec des dossiers et des fichiers. Il s’agit du modèle de stockage le plus familier pour les utilisateurs finaux et les applications qui ont besoin d’un accès partagé aux documents et aux supports. Les systèmes NAS fournissent un stockage au niveau des fichiers.
- Le stockage en mode bloc divise les données en blocs de taille fixe, chacun avec un identifiant unique. Le système de stockage gère ces blocs sans comprendre les données qu’ils contiennent, qui sont gérées par l’application ou le système de fichiers. Le stockage en mode bloc offre la latence la plus faible et les performances les plus constantes, c’est pourquoi il est la norme pour les bases de données, les machines virtuelles et les applications transactionnelles. Les SAN et les DAS fournissent généralement un accès au niveau des blocs.
- Le stockage d’objets stocke les données sous forme d’objets discrets, contenant chacun les données elles-mêmes, les métadonnées et un identifiant unique. Les objets sont stockés dans un espace de nom plat plutôt que dans une hiérarchie, ce qui rend le stockage d’objets hautement évolutif. Il peut gérer des milliards d’objets sur des systèmes distribués. Le stockage d’objets est idéal pour les données non structurées à grande échelle : sauvegardes, archives, référentiels de supports, lacs de données et applications cloud natives. Il utilise des API HTTP (généralement compatibles S3) plutôt que des protocoles de stockage traditionnels.
La plupart des environnements d’entreprise utilisent une combinaison des trois. Les bases de données transactionnelles s’exécutent sur un stockage en mode bloc. Les utilisateurs partagent des fichiers via le stockage de fichiers. Les sauvegardes, les archives et les données analytiques sont stockées dans des objets. Les applications d’AI s’appuieront sur les trois méthodes de collaboration.
Technologies de stockage d’entreprise modernes
Plusieurs technologies ont transformé le stockage d’entreprise au cours de la dernière décennie.
Baies 100 % flash et NVMe
Les baies 100 % flash (AFA) utilisent exclusivement des disques de stockage flash, ce qui élimine les limites mécaniques des disques durs rotatifs. Les baies 100 % flash offrent une latence constante inférieure à la milliseconde, des centaines de milliers, voire des millions d’IOPS par seconde, et un débit mesuré en gigaoctets par seconde. Les fonctions de réduction de données, comme la déduplication et la compression, atteignent généralement des ratios de 3 :1 à 5 :1, améliorant ainsi la capacité effective.
Non-Volatile Memory Express (NVMe) renforce les performances de la mémoire flash. Spécialement conçu pour les supports de stockage flash, le NVMe connecte les disques directement au processeur via le bus PCIe, contournant ainsi les goulets d’étranglement des anciens protocoles SCSI tels que SAS et SATA. NVMe prend en charge jusqu’à 64 000 files d’attente de commandes avec 64 000 commandes par file d’attente, contre une file d’attente SAS unique de 256 commandes.
NVMe over Fabrics (NVMe-oF) étend les performances de NVMe sur l’ensemble du réseau à l’aide de protocoles tels que NVMe/FC (sur fibre channel), NVMe/TCP (sur Ethernet standard) et NVMe/RoCE (sur RDMA). Cela permet aux baies de stockage 100 % flash partagées d’offrir des performances NVMe quasi locales aux serveurs distants.
Stockage défini par logiciel (SDS)
SDS découple la gestion du stockage du matériel sous-jacent. Au lieu de s’appuyer sur des baies de stockage propriétaires, le SDS s’exécute sur des serveurs de base et gère les ressources de stockage via un logiciel. Cela permet de choisir le matériel de manière flexible, de réduire le verrouillage des fournisseurs et d’assurer une gestion cohérente entre les environnements on-premises et cloud.
Les plateformes SDS peuvent présenter des interfaces en mode bloc, fichier ou objet, et souvent les trois à partir d’un seul système. Elles prennent en charge la hiérarchisation automatisée, qui déplace les données entre un stockage haute performance et haute capacité en fonction des schémas d’accès.
Infrastructure Hyperconverged (HCI)
HCI combine le calcul, le stockage et la mise en réseau dans une seule appliance gérée par une couche logicielle. Le stockage est distribué sur les nœuds du cluster et regroupé dans une ressource partagée. La mise à l’échelle est simple : ajoutez un autre nœud pour augmenter simultanément la capacité de stockage et la puissance de calcul.
La HCI est très appréciée pour les environnements virtualisés, les bureaux distants et les organisations qui souhaitent simplifier les opérations du datacenter. La limite est que le calcul et le stockage s’adaptent ensemble. Les entreprises qui ont des charges de travail lourdes en stockage ou en calcul peuvent trouver cela rigide.
Stockage cloud et hybride
Le stockage cloud offre une capacité élastique de la part des fournisseurs publics, sans matériel sur site. Les trois principaux fournisseurs, AWS, Microsoft Azure et Google Cloud, proposent des services de stockage en mode objet, en mode bloc et en mode fichier avec une tarification à l’utilisation.
Le stockage hybride associe infrastructure sur site à des ressources cloud. Les organisations conservent les charges de travail sensibles à la latence et hautes performances sur le stockage local et déchargent les sauvegardes, les archives et les répliques de Disaster Recovery sur le cloud. Cette approche concilie performance, coût et résilience.