Hard Disk, una breve panoramica nel mondo NAS/SAN oriented

Premessa a tutti gli articoli riguardanti l'argomento storage

Ormai è più di un mese che approfondisco la questione storage e, grazie anche all'aiuto di colleghi particolarmente esperti nel settore (e che gentilmente hanno deciso di condividere le proprie esperienze all'interno di gruppi di discussione) ed a specifici ed importanti investimenti, sia in corsi di formazione (multivendor) sia in hardware, ho scoperto che alle spalle dell'argomento Storage c'è un mondo molto più ampio e molto meno banale di quanto si possa normalmente immaginare. Normalmente si tende a pensare che sì, sia un settore importante ed articolato, ma comunque entro certi limiti. Invece più vado avanti e più lo scenario di arricchisce di variabili, opzioni, riflessioni e nodi da comprendere. Anche perchè, diciamocelo, sbagliare lo storage in una virtualizzazione è un attimo, le cui conseguenze sono spesso anche irrimediabili.

Nel mio piccolo, ho deciso di condividere i miei studi ed i miei approfondimenti trattando l'argomento in vari articoli così suddivisi:

- Gli Hard Disk

- La SAN (cache, RAID, performance)

- Il collegamento tra SAN e Infrastruttura Virtuale (performance e riflessioni sull'hardware, iSCSI, NFS, SAS, FC)

Con l'occasione, metterò anche ordine alle mie idee.

Questo primo articolo riguarderà, appunto, le dita della mano, ovvero i Dischi. Argomento indubbiamente più semplice di tutti, ma non meno importante, anzi.

Tipologie

Tanto per iniziare, i dischi si dividono in 4 macro categorie:

1. SATA, 7.200 rpm, 70 IOPS medi, capienti e molto economici
2. SAS 10.000 rpm, 140 IOPS medi, meno economici ma più performanti dei SATA
3. SAS 15.000 rpm, 200 IOPS medi, molto veloci ma abbastanza costosi
4. SSD, 100.000 IOPS medi (chi più chi meno), velocissimi (un altro pianeta, soprattutto in R/W random), ma costosissimi

I primi tre dischi sono di tipo magnetico, il quarto è a memoria a stato solido. Ovviamente, all'aumentare delle prestazioni aumenta esponenzialmente il costo per GB. Un elenco ben dettagliato è disponibile qui.

Fin qui nulla di nuovo, nel dimensionare uno storage i dischi saranno spesso il punto più importante, sia per costi, sia per prestazioni. La scelta dei dischi condizionerà pesantemente ogni altra riflessione (che comunque vedremo negli articoli successivi). Già in uno storage a 24 o 48 baie, è facile comprendere che spendere 110 euro a disco di 3Tb/cad è diverso da spenderne 650 per 120Gb/cad. A prescindere dalla ridondanza, dal numero di controller e dall'espandibilità, salta subito all'occhio che il dimensionamento di uno storage è il frutto di un compromesso tra performance, costi e capienza. Sempre.

Dischi economici e dischi enterprise: panoramica

Perchè, ad apparente parità di tecnologia e performance, un Hard Disk di fascia alta può costare anche quattro volte rispetto ad uno di fascia bassa?

Sono sincero, ci ho messo giorni a scremare le inutili informazioni commerciali dalle ben più importanti motivazioni tecniche. Alla fine un disco deve essere veloce (per la sua tecnologia), capiente (quanto ci basta) e non rompersi. Ma questi tre elementi sono tutt'altro che banali.

Per comodità (ma appena posso farò lo stesso per Hitachi e Segate), proviamo a prendere un semplicissimo disco da 2Tb SATA Western Digital.

Ecco cosa possiamo prendere oggi da WD:

• WD Blue 2Tb SATA a 75 euro circa (se esistesse il taglio da 2Tb)
• WD Green 2Tb SATA a 95 euro circa
• WD Black 2Tb SATA a 143 euro circa
• WD VelociRaptor 2Tb SATA (10krpm) a 300 euro circa
• WD Purple 2Tb SATA a 99 euro circa
• WD Purple NV 2Tb SATA a 115 euro circa
• WD Red 2Tb SATA a 119 euro circa
• WD Red Pro 2Tb SATA a 148 euro circa
• WD Re 2Tb SATA a 183 euro circa
• WD Re+ 2Tb SATA a 200 euro circa (se esistesse il taglio da 2Tb)
• WD Se 2Tb SATA a 153 euro circa
• WD Ae 2Tb SATA a 120 euro circa (se esistesse il taglio da 2Tb)

Ok... sono tutti 2Tb SATA (ipoteticamente)... ci sarà qualche differenza? Alla fine, che vuoi che cambi?

Tanto per iniziare, quelli che ho evidenziato in verde sono ad uso desktop, quelli in viola ad uso intensivo (videosorveglianza e nas) e quelli in blu ad uso datacenter. Scartiamo dalla nostra lista (l'articolo parla di SAN e NAS), quindi, tutti i dischi per desktop (che hanno caratteristiche non compatibili con le alte affidabilità e le basse vibrazioni prodotte che vengono chieste su sistemi di array) e gli hard disk specifici (i purple per la videosorveglianza, anche se si avvicinano molto ai red per caratteristiche). Scartiamo anche i dischi per archiviazione massiva (grandi dimensioni specifici per archivi), quindi via i Re+ e gli Ae. Ci rimandono, quindi, questi tre dischi:

WD Red

La serie Red è la prima serie per NAS. Un disco "onesto", che fa bene il suo lavoro. Affidabile e con tecnologie specifiche, sostanzialmente l'entry level di un array da 2 a 8 dischi. Anche la garanzia viene estesa rispetto a prodotti desktop.

WD Red Pro

La serie Red Pro è studiata per lavorare in array di maggiori dimensioni (8-16), quindi ha delle tecnologie particolarmente rivolte a non produrre vibrazioni (dannosi per i dischi adiacenti) e a proteggersi dalle vibrazioni. Tralasciando le specifiche squisitamente commerciali, questo disco è il primo ad avere un doppio attuatore e l'albero motore ancorato ad entrambe le estremità. Tecnologie particolari si occupano di bilanciare attivamente i piatti per evitare le vibrazioni.

Da qui i dischi, inoltre, subiscono dei test approfonditi prima della vendita.

WD Re

Questo disco è l'enterprise di WD. Oltre alle tecnologie precedenti, i dischi subiscono ancora più controlli prima della vendita (con anche cicli termici) ed hanno un doppio processore di gestione (vedi immagine di confronto tra la piastra di un RED e quella di un RE). La testina, inoltre, sfrutta una particolare tecnologia anti usura che ne aumenta la longevità, insieme ad altre tecnologie specifiche per aumentarne l'affidabilità generale. Questo disco, inoltre, ha un sensore multiassiale, in grado di compensare gli urti affinchè i dati siano protetti.

Perdonatemi se ho trattato solo WD, ma ha una delle gamme più chiare e complete del panorama e mi è tornato estremamente utile per meglio mettere a fuoco le differenze tra dischi apparentemente simili.

Lo scopo di questo articolo era comprendere cosa rende architetturalmente un disco costoso, performance e MTBF a parte.

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