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Veille technologique

Réf. : DC-10-TG v 1.0 Ver. : 1 Edition : 0 Date : 10/03/2008

EXIA Division : 4RIR Agence : Toulouse

Réf : DC-10-TG v 1.0 / 32

Les réseaux de stockage

Cedric SAINT MARTIN Lylian LEFRANCOIS

A l’attention de David DIOP




Réf : DC-10-TG v 1.0 / 32

Identification

Client Projet

EXIA

Les réseaux de stockage

Validité du document

Action Date Nom Rédaction 16/10/2007 Cédric SAINT MARTIN, Lylian LEFRANCOIS

Historique des modifications

Date création

Date application

V.R. Evolution

16/10/2007 16/10/2007 1.0 Création du document

Diffusion (suivie en mise à jour)

David DIOP EXIA Tuteur 11/03/08

Synthèse :

Ce sujet de veille technologique doit nous permettre d'étudier les nouveaux procédés d'archivage numérique, d'entrevoir des solutions, qui nous permettraient dans un futur proche d'anticiper la montée des risques et des besoins dans les réseaux de stockages.




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SOMMAIRE

1 Introduction ....................................... ................................................................ 4 2 L'archivage numérique dans l'informatique.......... .......................................... 5

2.1 Définition......................................... ....................................................................... 5 2.2 Pourquoi archiver ?................................ ............................................................... 5 2.3 Pour qui ?......................................... ...................................................................... 7 2.4 Les limites des méthodes historiques d’archivage... .......................................... 8

2.4.1 La fin d’un cycle d’évolution ........................................................................................... 8 2.4.2 La faute a des composants peu fiables. ........................................................................ 8 2.4.3 Des solutions pas si économiques que ça..................................................................... 9

3 Les enjeux de l'archivage numérique................ ............................................ 10 3.1 Accroissement exponentiel des données stockées..... ..................................... 10

3.1.1 L’accroissement des donnés numériques en entreprise ............................................. 10 3.1.2 L’absence d’une réelle politique d’archivage............................................................... 11

3.2 Coût croissant de l’archivage numérique ............ .............................................. 13 3.2.1 Coût d’exploitation ....................................................................................................... 13 3.2.2 Comment évaluer les coûts ........................................................................................ 14

4 Stockage holographique............................. .................................................... 15 4.1 Historique......................................... .................................................................... 15 4.2 Les principes du stockage holographique ............ ............................................ 15

4.2.1 Fonctionnement ........................................................................................................... 15 4.3 Avantages / inconvénients.......................... ........................................................ 17

4.3.1 Un terra d’avance......................................................................................................... 17 4.3.2 Les limites du disque holographique ........................................................................... 18

4.4 Le HVD, un média holographique d’avenir ............ ............................................ 19 4.4.1 HVD Technology.......................................................................................................... 19 4.4.2 Stockage optique ......................................................................................................... 19 4.4.3 Capacité d’un HVD ...................................................................................................... 20 4.4.4 Adoption HVD .............................................................................................................. 20

4.5 Conclusion ......................................... .................................................................. 21 5 Les disques à mémoire non volatile ................. ............................................. 22

5.1 Les types de mémoire ............................... .......................................................... 22 5.1.1 La MRAM ..................................................................................................................... 22 5.1.2 La FeRAM.................................................................................................................... 23

5.2 La FLASH, la DRAM ou les disques SSD ............... ............................................ 24 5.2.1 Généralités................................................................................................................... 24 5.2.2 Avantages et inconvénients ......................................................................................... 25 5.2.3 Le SSD et les réseaux de stockage............................................................................. 26

6 Vers une montée en débit dans nos SAN.............. ........................................ 27 6.1 Problématique...................................... ................................................................ 27 6.2 IBM montre l’exemple............................... ........................................................... 27

7 Virtual Tape Library............................... .......................................................... 28 7.1 Qu'est ce que la VTL ?............................. ............................................................ 28

7.1.1 Défis de la sauvegarde et des librairies de bandes traditionnelles ............................. 29 7.2 Les avantages du VTL ............................... .......................................................... 30 7.3 Doit-on conserver les bandes magnétiques ? ......... .......................................... 30 7.4 Les autres bénéfices du VTL ........................ ...................................................... 30

7.4.1 Compatibilité et revendeurs ......................................................................................... 31 8 CONCLUSION .................................................................................................. 32




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1 Introduction Le stockage d’informations numériques devient primordial aujourd’hui pour les entreprises. En effet la plupart des factures, fiches clients, etc… sont traitées sous forme de données. Il est donc nécessaire d’archiver ces informations, sans failles de sécurité, disponibilité et d’intégrité car elles peuvent dans certains cas constituer une preuve juridique. Les réseaux de stockage sont des groupements d’éléments actifs en réseau, coordonnés suivant un schéma d’entreprise, qui peuvent enregistrer un grand nombre d’informations et les mettre à disposition de l’utilisateur. Cette méthode de stockage est aujourd’hui destinée aux entreprises ayant un fort besoin d’archivage d’informations numériques. L'entreprise pourra t'elle se prémunir de la multiplication des risques de sécurité liée à la banalisation de l'archivage de masse? les technologies actuelles supportent t'elles la montée en charge du besoin d'archivage? Dans ce contexte ce sujet de veille technologique doit nous permettre d'étudier les nouveaux procédés d'archivage numérique, d'entrevoir des solutions, qui nous permettraient dans un futur proche d'anticiper la montée des risques et des besoins.




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2 L'archivage numérique dans l'informatique

2.1 Définition

L’archivage est un processus mettant en oeuvre une organisation, des actions, des outils

et des méthodes dans le but de conserver et d’exploiter des informations sur le moyen ou le long terme, c’est-à-dire toutes les ressources qui conduisent à ce qu’un document (ou une information) soit capturé, stocké, indexé de façon à le restituer conforme et intègre par la suite.

Il y a souvent une confusion entre «la sauvegarde informatique» et «l’archivage numérique». L’opération de sauvegarde informatique consiste à enregistrer des données de manière systématique et exhaustive afin de les restaurer en cas de besoin. Mais les données sont conservées temporairement (elles sont remplacées par les nouvelles). L’opération d’archivage numérique consiste à mettre en place des outils et des méthodes pour conserver des documents, en prenant en compte les caractéristiques liées à la nature d’un document numérique (choix de format, compression…) afin qu’il soit accessible et réutilisable à long terme (on pourrait conserver toutes les versions d’un document par exemple).

2.2 Pourquoi archiver ?

L’archivage répond aux finalités suivantes :

� constituer une source d’informations pour l’organisme, correspondant à sa « mémoire » (la gestion de la production, la planification et la commercialisation des produits en seront directement dépendantes);

Aujourd’hui toutes les entreprises sont complètement dépendantes de l’informatique. Une étude a d’ailleurs montré que 75% des entreprise ayant subit la perte de leur patrimoine informatique (serveurs, données) à cause d’un incident, déposent le bilan dans l’année qui suit. Les entreprises ont développé une peur chronique de perdre l’information. Cela se traduit par une politique de sauvegarde à tout va du patrimoine informatique (Emails, données utilisateur, base de données..). Cela signifie une absence de politique de sauvegarde parce qu’à tout vouloir sauvegarder on multiplie les doublons donc les données inutiles. Quand vient l’obligation de restaurer des données, on s’aperçoit que la sauvegarde est incomplète car tout est éparpillé. C’est une expérience malheureuse que j’ai vécue en entreprise (Cédric SM) mais qui, au lieu d’entraîner une refonte du système de sauvegarde, s’est traduit par l’achat de




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disques magnétiques. En effet le stockage sur disque dur est devenu si peu onéreux que les entreprises semblent vouloir archiver sur HDD + bandes magnétiques.

� Gérer des finalités Juridiques : L’explosion de l’utilisation de l’informatique depuis les années 2000 a entraîné des changements législatifs d’envergure. Aujourd’hui la preuve est aussi numérique.

Dans ces circonstances l’archivage numérique permet :

� De conserver des actes juridiques servant de titres et/ou pièces justificatives (pièces comptables, justificatifs fiscaux, par exemple). Les systèmes de sauvegardes ont aujourd’hui remplacés les pièces d’archives, un simple disque dur peut à lui tout seul regrouper le patrimoine d’une entreprise.

� Permettre la production d’actes pouvant valoir preuve pour la reconnaissance de droits

en cas de litiges ; Prenons l’exemple de l’Email, qui est devenu le moyen de communication privilégié en entreprise, au point d’influencer sur les politiques d’archivage numériques des entreprises. En effet l’Email est un moyen très efficace d’échanger des informations, de transmettre des documents, de négocier tout en gardant une trace écrite et légale. Dans ce cadre les utilisateurs préfèrent tout conserver au lieu de faire le tri. Cela pose un problème pour les SI qui se voient dans l’obligation d’archiver de grosses quantités de données utilisateurs, trop souvent redondantes…

� Préserver le patrimoine culturel et la mémoire collective : L’état français s’est engagé dans une politique d’archivage massive, qu’il s’agisse de données comptables, juridiques voir patrimoniales. Cela se traduit par la mise en place de projets d’archivage au sein d’instances nationales. Par exemple la bibliothèque nationale stocke des milliers d’ouvrages sous forme numérique. Des entités régionales, départementales et communales y voient un moyen de sauvegarder la mémoire collective comme le CNES qui s’est investit dans un programme d’envergure de regroupement et de gestion des données numériques.




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2.3 Pour qui ?

Le standard d'échange de données pour l'archivage numérique est destiné à être mis en œuvre par : � Les DSI qui se doivent de mettre en place des systèmes de sauvegarde pour

l’ensemble des applications informatiques dont l’archivage est à organiser mais surtout vital pour la société. Par exemple une base de donnée ERP regroupe aujourd’hui dans une application l’ensemble des processus (paie, comptabilité, vente, distribution, etc.) d’une entreprise.

� Les éditeurs de logiciels sectoriels (gestion du personnel, finances, gestion sociale,

gestion d'équipements, messagerie, etc.), dont les outils doivent pouvoir exporter automatiquement des données à archiver conformes au standard.

� Les services d'archives, publics ou privés. � les tiers-archiveurs (Data Center) : par exemple l’entreprise « Storagetek » est

implantée sur Toulouse et gère l’archivage numérique pour des PME-PMI mais aussi pour des grands comptes du secteur Aéronautique.

� les éditeurs de logiciels de gestion d'archives, dont les outils doivent notamment

pouvoir accueillir automatiquement des données versées conformes au standard




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2.4 Les limites des méthodes historiques d’archivag e

Historiquement l’archivage numérique s’appuie sur 3 supports :

� Le disque magnétique, � le CDROM � les bandes de sauvegardes.

Aujourd’hui malgré leur omniprésence au sein des DSI, ces trois modes de stockage arrivent en bout de course, leur évolution technologique étant terminée.

2.4.1 La fin d’un cycle d’évolution

Les disques durs représentent le cas le plus significatif. En 10 ans leur capacité a explosé passant de 10 Go à 1 To par disque. Les temps d’accès ont étés divisé par deux…. C’est sans aucun doute le support informatique qui a connu la plus forte évolution. Il ne s’est jamais autant vendu de disques dur, et pourtant ce support ne connait plus de réelle évolution, les constructeur se concentrant sur le futur notamment via la non-volatilité des mémoires RAM (voir chapitre correspondant).

2.4.2 La faute a des composants peu fiables.

Ces technologies connaissent la même problématique, leurs composants sont d’une fiabilité limitée. La principale cause est une utilisation trop intensive pour des composants mécaniques dont la durée de vie est déjà limitée à cause de son environnement.

Comme vous pouvez le voir ci- contre un disque dur rassemble plus de 20 composants différents qui sont autant de risques potentiels.




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2.4.3 Des solutions pas si économiques que ça

Pour en avoir discuté avec un DSI (Cédric SM), ce dernier m’avait répondu qu’il était plus simple et moins onéreux d’acheter des bandes DAT ou des disques durs, que de procéder au changement de son architecture de Sauvegarde. Malheureusement notre DSI avait oublié de prendre en compte les coûts d’exploitation. Ces coûts d’exploitation ne cessent de s’accroire au fur et à mesure que les équipements vieillissent. Prenons l’exemple de l’achat d’un nouveau HDD pour une plateforme serveur suite au crash d’un autre disque sur un RAID 5 :

� Notre DSI est en panique, le serveur est en panne car en réalité sur 5 disques, 4 étaient en fonctionnement et la panne dur l’un d’eux a crashé le système d’archivage.

� Comble de mal chance, pas de disques en Spare, donc obligation de commander en

urgence. � Après suivra tout le processus de restauration système qui sera d’autant plus

compliqué que l’architecture matérielle est vieillissante. Au final le simple remplacement d’un disque peut coûter plusieurs milliers d’euros et entraîner de fortes pertes financières à l’entreprise.




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3 Les enjeux de l'archivage numérique

3.1 Accroissement exponentiel des données stockées

3.1.1 L’accroissement des donnés numériques en entreprise

Nous avons abordé au début de ce document la notion de « pourquoi archiver ». Cette partie rend compte de l’utilisation intensive de l’outil informatique. Le constat est simple : l’entreprise en cesse d’intensifier l’utilisation des données numériques. Devant cet emploi, parfois excessif, de la DG à vouloir utiliser les données, la DSI doit être réactive par rapport aux manipulations des données :

� Pas de blocage � Pas de ralentissements � Pas de perte

C’est un grand écart que la DSI doit faire entre :

• répartir : pour la souplesse et la performance,

• centraliser : pour la cohérence et la rentabilité.




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3.1.2 L’absence d’une réelle politique d’archivage

L’investissement dans un système de sauvegarde n’est pas la solution miracle et encore moins s’il n’est pas suivit de la mise en place d’une réelle politique d’archivage numérique. Un problème urgent pour les DSI Aujourd’hui en entreprise le problème n’est plus l’absence d’un système d’archivage, mais plutôt comment gérer son contenue. La banalisation de l’informatique fait que la plus petite PME dispose au minimum d’un graveur de cdrom pour ces backup. Par contre si cette entreprise oublie de référencer le contenue de chacune de ces archives, la recherche d’un fichier peut prendre des heures, beaucoup d’argent voir même des clients. Il en est de même dans les grosse société ou les DSI ce contente d’investir lourdement dans des équipements performants. La politique d’archivage se résume à la mise en place d’espace disque disponible. Ici encore plus, les impacts peuvent être pénalisant car la recherche d’un petit fichier Exel peut être apparenté à la recherche d’une aiguille dans une bote de foin.

La question de la gestion des données numérique est importante mais elle est souvent mise de cotés par les SI alors qu’il existe une multitude de solutions.

Quelles sont les solutions ?

Les solutions peuvent être logistiques, il existe des prestataires de services qui ont pour mission de lister le contenu des archives.

Exemple, Steven Spielberg a constitué pour son film « la liste de chindler » la plus grande archive numérique sur la seconde guerre mondiale. Il fit appel à une société spécialisée. Le coût de l’opération fut de 9000 € par giga octet de données indexés.




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Le logiciel open source Nuxeo 5que j’ai déployé (Cédric SM) sur le site de Steria à Toulouse pendant mon stage de 3eme année RIR m’a permis de centraliser les documentations techniques élaborées pendant les 5 dernières années d’activité du contrat Airbus.

Ces fiches techniques représentent le savoir faire de la société et doivent d’être archivées et conservées. A l’heure actuelle chaque Tower, ou collaborateur, stockent eux même leurs documents. Les risques de disparition de l’information en cas de perte de documents ou de départ du collaborateur sont bien réels et se doivent d’être pris en compte. C’est toujours dans l’optique d’améliorer la productivité que l’instauration de Nuxeo fut décidée. L’utilisation de Nuxeo 5 permet un gain de temps lors des interventions (les documentations sont facilement accessibles) et facilite le transfert de compétences multiples. Exemple du processus d’utilisation de l’outil Nuxeo.

Processus de création d’une bibliothèque Nuxeo




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3.2 Coût croissant de l’archivage numérique

L’archivage numérique engendre pour une entreprise ou un organisme d’état des coûts

très importants malgré les évolutions techniques apportées.

La faute revient aux coûts d’exploitation. En effet lors de la mise en place d’un système d’archivage numérique la prise en compte des coûts d’exploitation est sous estimée voir même ignorée. C’est pourquoi dans cette partie nous vous présenterons les composantes du coût d’exploitation d’une solution de sauvegarde et comment évaluer son coût de revient.

3.2.1 Coût d’exploitation

� En entrée : les fichiers (de données et/ou métadonnées) fournis par une interface (

logiciel de comptabilité , ERP, données utilisateurs….)

� En sortie : l’activation des fonctions permettant :

• le transfert binaire des fichiers de l’interface vers le support de sauvegarde (ex : compilation des bases de données ERP…)

• la mise à jour du catalogue référentiel des fichiers archivés • le stockage du fichier sur son support définitif

� Des tâches d’exploitation récurrentes :

• La mise en ligne des médias vierges (disques, cartouches) • Le recyclage (automatique) des médias physiques en vue de la pérennisation

physique des fichiers - Soit pour répondre à des migrations technologiques (obsolescence des

médias) - Soit faisant suite à une défragmentation trop importante des médias

• Des tâches d ’expertise pour l’utilisation de l ’interface avec le système auprès des utilisateurs du service ( ex : Test de restauration base de données)

� Des tâches de supervision du système :

• suivi, investigation et correction des problèmes soulevés par les utilisateurs du système




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• comptabilité des ressources consommées et prévision des ressources consommables à court terme

• mise en place et suivi des contrats industriels (maintenances curatives et préventives logicielles et matérielles)

� Des tâches liées à l’évolution technologique du système

• maintenance adaptative : changement de systèmes d’exploitation, d’interfaces réseaux, ...

• maintenance évolutive : évolutions fonctionnelles, changement d’architecture technique, gestion de l’obsolescence des composants logiciels ou matériels, ...

3.2.2 Comment évaluer les coûts

Calcul du coût de revient d’un système de sauvegarde en distinguant :

• le coût de fonctionnement : coût d’achat des consommables de stockage (disques,cartouches) variable en fonction de la volumétrie d’un projet, coût des maintenances applicatives, logicielles, matérielles partageables entre les projets.

• le coût d’investissement des infrastructures ou upgrade matériel (librairies robotisées, upgrade CPU, mémoire, changement de machines, Partageables entre les projets selon leur niveau d’activité et volumétrie stockée (amortissement sur 3 à 5 ans)

• le coût du personnel (constant quel que soit le nombre de projets). Sur la base du coût de revient du service et des amortissements,

Exemple : le Centre Informatique du Cnes a choisi de mettre en place la méthode d’évaluation du coût du système de stockage en fonction de la classe d’appartenance d’un projet :

- Classe 1 : les projets à faible volumétrie (< 15Go) => Coût fixe 1 - Classe 2 : les projets à moyenne volumétrie (<100 Go) => Coût fixe 2 - Classe 3 : les projets à forte volumétrie (>100 Go) => Coût fixe 3

Avec : coût d’un projet (classe projet) = Coût du Go stocké (1 ) * Nb de Go + Coût fixe (classe projet)




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4 Stockage holographique

4.1 Historique

L'holographie a été inventée par D. Gabor en 1947. Il reçut le prix Nobel de physique en 1971 pour cette invention. Mais l'holographie nécessite une source de lumière cohérente et il fallut attendre les années 1960 pour voir les premières démonstrations. Aujourd'hui l'holographie se repose sur les lasers pour produire une lumière cohérente.

4.2 Les principes du stockage holographique

4.2.1 Fonctionnement

Le procédé holographique qu'emploi la société InPhase peut être qualifié de classique et se trouve dans tout bon manuel de physique. Voici les différentes étapes pour produire un hologramme :

• On émet un faisceau laser (une lumière cohérente)

• Le faisceau est scindé en deux par un miroir semi-réfléchissant. L'un des faisceaux va être dirigé sur la zone à 'photographier' (objet, animaux, ...). Cette zone éclairée réémet de la lumière.

• L'autre faisceau est orienté de telle manière qu'il intercepte la lumière réémise de l'objet. Le résultat est une figure d'interférence des deux faisceaux. Ca ressemble à un assemblage de zones claires et sombres mélangé à des stries. C'est cette figure qui est la 'photographie' holographique.

La 'lecture' d'une image holographique consiste à projeter sur celle-ci un faisceau de lumière cohérente exactement de même type que le faisceau utilisé pour la création de la figure d'interférence.




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La particularité de l'holographie est qu'elle reproduit les objets dans leurs 3 dimensions. Toute l'holographie repose sur les phénomènes d'interférences. C'est très ingénieux. Il faut bien comprendre que quand D.Gabor l'a conçu, son invention était purement théorique. Il n'a pas pu faire d'essai pour la vérifier ou la corriger.




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4.3 Avantages / inconvénients

4.3.1 Un terra d’avance

Stocker 1,6 To de données

Sur un tel disque, l'information est inscrite sous forme d'hologramme au coeur d'un cristal photosensible (deux couches de photopolymère entre deux disques de plastique conducteur). L'écriture des données nécessite l'emploi d'un laser, dont la lumière est divisée en deux faisceaux : un faisceau de référence et un faisceau objet.

Le faisceau objet traverse un écran à cristaux liquides, sur lequel les données à stocker sont représentées (un pixel noir pour un 0, et un blanc pour un 1). Le faisceau est ensuite dirigé vers le cristal photosensible. La rencontre avec le faisceau de référence crée un motif d'interférence, un hologramme. En modifiant l'angle du faisceau de référence, de nouvelles données peuvent être stockées dans le même volume du cristal. La lecture se fait par rééclairage du cristal avec le faisceau de référence.

La capacité d'un disque pourrait atteindre 1,6 To. Dès 2006, un premier standard devrait apparaître. En effet, l'organisme Ecma a créé une cellule en janvier dernier dans ce but précis. Elle regroupe des sociétés telles que Sony, IBM, Philips, Hitachi, Panasonic, Toshiba et, bien sûr, Inphase et Optware.

Très supérieur aux technologies concurrentes




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4.3.2 Les limites du disque holographique

Un stockage définitif Pour l'instant, ce type de support holographique est réservé à l'archivage : les premiers disques ne sont pas réinscriptibles. Ce qui en limite leur utilisation. Le stockage holographique se place néanmoins en concurrence directe avec des technologies optiques de type Blu-Ray, mais aussi avec des technologies de bandes. Des performances liées au format du support Comparées à celles des autres technologies concurrentes, les performances des disques holographiques ne sont pas encore au rendez-vous. Tout l'intérêt du stockage holographique réside dans l'exploitation de l'épaisseur du support, qui offre la possibilité de stocker plus d'informations que sur les disques Blu-Ray. Encore un il y peu de temps, on était capable d'empiler un grand nombre d'hologrammes dans un même volume de matériau de plusieurs centimètres cubes, avec de forts débits et de courts temps d'accès. Mais selon le laboratoire Charles Fabry, de l'Institut d'optique d'Orsay, une seule pile d'hologrammes ne permettait pas d'obtenir de grandes densités d'information. En effet, la capacité limite n'est atteinte que si l'épaisseur du matériau holographique est de l'ordre de la profondeur de champ des images (qui correspondent aux pages de données) à enregistrer. Du coup, c'est avec un matériau mince, et donc un faisceau très focalisé, que l'on obtient les plus grandes densités. C'est pourquoi ce sont des disques optiques de l'ordre du millimètre qui ont été préférés. Mais la capacité atteinte en juxtaposant plusieurs piles d'hologrammes croît ainsi au détriment du temps d'accès.




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4.4 Le HVD, un média holographique d’avenir

HVD (Holographic Versatile Disc) est la prochaine génération de disques optiques de la technologie.. HVD est encore dans une phase de recherche qui accroissement phénoménal de la capacité de stockage sur disque existant actuellement sur le HD DVD et Blu-Ray systèmes de disques optiques. Selon les statistiques publiées, une fois produites en pleine échelle, HVDs auront une capacité de stockage de 3,9 téraoctets (39000 Go) et un taux de transfert de données de 1 Go / s, ce qui est au moins six fois plus que la vitesse des lecteurs de DVD. Cela permettrait sans aucun doute devenir un pas de géant dans le stockage sur disque de révolutionner l'industrie

Certains spécialistes du secteur d'un prochain appel HVDs prochaine génération de la technologie. Cette inférence est une référence directe à l'énorme capacité de stockage HVDs apporter par rapport aux HD-DVD et Blu-Ray systèmes de disques optiques, qui sont encore à remplacer les DVD optiques de stockage de masse. HD DVD et Blu-Ray disque optique de systèmes offrent une capacité de stockage de 75 et 90 Go respectivement, mais ni n'importe où provient près de l'énorme capacité de stockage de HVD.

4.4.1 HVD Technology

HVD utilise une technologie appelée «colinéaires holographie", dans lequel deux rayons laser, l'un bleu-vert et un rouge, sont rassemblés en un seul faisceau.

4.4.2 Stockage optique

La plupart des dispositifs de stockage optique émettent un bit par impulsion (CD par exemple). Le HVD Alliance tente d'améliorer la capacité de stockage supplémentaire pour toucher son rêve 3,9 To.




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4.4.3 Capacité d’un HVD

• L'ensemble de la bibliothèque du Congrès peut être stocké sur six HVD, en supposant que tous les livres ont étés numérisés au format texte. La Bibliothèque du Congrès est la plus grande au monde et contient plus de 130 millions d'articles.

• Les photos de toutes les terres émergées de la planète - comme celles qui sont affichées sur Google Earth -, peuvent être stockés sur deux HVD.

• Avec encodage MPEG4 ASP, de 3,9 TB, HVD peut contenir entre 4600-11900 heures de vidéo.

4.4.4 Adoption HVD

Le plus grand défi pour le HVD sera de s'imposer sur le marché commercial, qui pour l'instant semble être un rêve lointain étant donné son coût élevé. Il est prévu qu'un seul disque HVD coûte entre $ 100-120 (d'ici fin 2006), et que son lecteur affiche un prix allant de 10000 $ à 15000 $.




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4.5 Conclusion Il est trop tôt pour dire si le stockage holographique a de l'avenir ou non. Il faut rappeler que la société InPhase est largement en retard sur son programme de commercialisation ( prévu pour 2003 et régulièrement reporté) : Inphase n’a mercantiliser que le lecteur Tapestry HDS-300R à 18000$ + 180$ par disque (http://www.cybertheater.com/inphase-tapestry-hds-300r-drive-starts-shipping/).

HVD (Holographic Versatile Disc) est la prochaine génération de disques optiques. Il est encore dans une phase de recherche qui multipliera considérablement la capacité de stockage sur disque, existant actuellement sur le HD DVD et Blu-Ray.

Cependant il n’y a aucun doute, le stockage sur Disque vient de faire un pas de géant…




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5 Les disques à mémoire non volatile

5.1 Les types de mémoire

5.1.1 La MRAM

Conçue par la société Freescale, une ancienne division semi-conducteur de Motorola, la MRAM (Magnetic Random Access Memory » est à la fois aussi rapide en accès et écriture que la traditionnelle mémoire vive de nos ordinateur (RAM) et ne nécessite pas d’alimentation électrique continue pour

conserver les données. De plus contrairement aux RAM traditionnelles, les données ne sont pas constituées de charges électriques, mais magnétiques.

La puce présentée par Freescale est cependant encore trop chère pour être utilisée en tant qu’espace de stockage de masse (16,50 dollars les 4 Mbit vu sur AVNET), mais a déjà trouvé sa place dans des systèmes ayant besoin de mémoire fiable dans des conditions extrêmes. Par exemple le magnétomètre pour les satellites Japonais « Tohoku-AAC MEMS Unit (TAMU) » d’ Angstrom Aerospace intègre de la mémoire MRAM (source IT business.net).

On peut néanmoins attendre aux alentours de 2010 une démocratisation de la MRAM. Nous pourrons la trouver dans un premier temps dans les appareils mobiles et les périphériques réseau (la MRAM est plus rapide que les mémoires Flash, et ne nécessite pas d’alimentation spécifique comme la SRAM*). A terme la MRAM remplacera la mémoire Flash. Elle aura de nombreuses applications comme par exemple le remplacement des disques durs de nos ordinateurs par une mémoire de masse aussi rapide que la mémoire vive, permettant un démarrage du système d’exploitation et des logiciels incroyablement plus rapide.

La MRAM de Freescale est souvent considérée comme la mémoire « idéale » alliant rapidité, débit, capacité et non volatilité, ce qui peut amener à penser qu'elle entraînera la fin de la hiérarchie des mémoires si elle arrive à s’imposer à son concurrent Ramtron et sa technologie FeRAM (voir plus loin).

Spécifications de la puce MRAM :

• Processus de fabrications : CMOS 130 nm / MRAM 240 nm ( 1 nm = 10-9 m )

• Densité : 16 Mbit

• Taille de la cellule : 1,872 µm²

• Cycle : 34 ns

• Vitesse d'écriture / lecture : 200 Mbit/s

• Voltage : 1,8 V




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Avantages :

La plus rapide des mémoires xRAM

La non volatilité des informations stockées.

une théorique inusabilité, puisque aucun mouvement électrique n'est engagé

la consommation électrique est théoriquement moindre puisqu'il n'y a pas de perte thermique due à la résistance des matériaux aux mouvements des électrons.

Une évolutivité constante, notamment à la réduction de sa taille contrairement à la FeRAM.

Inconvénients :

Son prix.

Une technologie encore mal produite à grande échelle.

5.1.2 La FeRAM

La mémoire FRAM ou mémoire FeRAM (Ferroelectric RAM en anglais) est un type de mémoire d'ordinateur non volatile développé par Ramtron. Elle est similaire à la mémoire DRAM à laquelle on a ajouté une couche ferro-électrique pour obtenir la non volatilité.

Cette mémoire est la concurrente directe de la MRAM mais reste néanmoins moins populaire du fait des limites technologiques. En effet Il est aussi plus difficile d’améliorer la finesse de gravure des FeRAM, car plus on la réduit et moins elle peut contenir de charges électriques. On pense aujourd’hui que la limite du PZT ((Titano-Zirconiate de Plomb) est de 130 nm. À long terme cela sera un handicap alors que la tendance est à l’augmentation de la finesse de gravure (source Présence PC).

Par rapport aux mémoires flash utilisées actuellement, cette mémoire possèdera les avantages suivants :

une plus faible consommation d'électricité

une plus grande rapidité de lecture et d'écriture (x100 par rapport à la Flash)

la possibilité d'être effacée et ré-écrite un bien plus grand nombre de fois.

Inconvénients :

Plus lente que la MRAM ( ~34ns MRAM, ~100ns FeRAM)

Limite technologique dans la finesse de gravure.




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5.2 La FLASH, la DRAM ou les disques SSD

5.2.1 Généralités

La mémoire Flash est basée sur la technologie EEPROM*. Elle représente un des supports de stockage le plus connus du grand public. On la retrouve en effet dans les appareils photos, dans les téléphones portables, dans les PDA, et même dans les ordinateurs portables comme le MACBOOK Air (64Go), etc.

La mémoire dynamique à accès direct, en anglais DRAM pour Dynamic Random Access Memory est un type de mémoire électronique à accès

arbitraire dite Random Access Memory (RAM). Retenons juste que la DRAM = RAM = mémoire volatile, et que la SDRAM, DDR-SDRam, RDRam, etc. sont basées sur cette technologie.

Ces deux types de mémoire s’offrent un avenir certain dans les réseaux de stockage. Pourquoi ? Grâce aux disques SSD.

Le Solid State Drive (ou SSD) littéralement en français « lecteur à état solide » est une unité de stockage constituée de mémoire flash ou de DRAM contrairement au disque dur (ou HDD) qui lui est conçu avec un système mécanique (plateau(x) tournant à plusieurs milliers de tours minutes). Ce nouveau lecteur est pressenti pour remplacer le disque dur, d'où le nom qui lui est parfois donné à tort de "Solid State Disk" (alors qu'il ne contient aucun disque).

L’avenir du SSD serait aujourd’hui principalement porté par la technologie FLASH (http://www.storagesearch.com/bitmicro-art1.html ). Ainsi le constructeur BITMICRO propose aujourd’hui son disque SSD E-Disk Altima E3S320 allant de 16Go à 1,6 Téraoctet et utilisant une connexion de type ultra SCSI. Basé sur une technologique Nand à cellule unique, il offrira des vitesses de

transferts de 230 Mo/s avec des pics à 320 Mo/s. Le tout avec une protection anti-chocs et des procédures d'effacement des données sécurisées. Ce disque dur, dont le prix n'est pas encore communiqué, sera prioritairement destiné au marché militaire ou aux déploiements industriels : (http://micro.lemondeinformatique.fr/actualites/lire-les-ssd-de-bitmicro-passent-le-cap-du-tera-octet-1951.html).




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L’apparition de DDR-SDRam dans les disques SSD basés sur DRAM a changé la donne sans la hiérarchie FLASH-DRAM. En effet ces derniers intègrent une batterie interne avec un disque de secours pour s’assurer de l’écriture totale des données contenues dans la DDR-SDRam. Une fois le courant revenu le contenu du disque de secours est réinjecté en RAM. Ainsi le plus gros disque SSD DRAM est aujourd’hui construit par BITMICRO. Sa capacité de stockage atteint 1,6 Téraoctet avec un temps d’accès en dessous de 0,01 millisecondes, soit 250 fois plus rapide que le plus rapide de tous les

disques durs ! (http://tipidpc.com/viewitem.php?iid=1607059). Sa commercialisation débutera en Mars ou Avril 2008.

5.2.2 Avantages et inconvénients

Avantages du SSD par rapport à un disque dur:

Moins gros qu’un disque dur de capacité différente ou équivalente

temps d’accès de 0,1 ms en moyenne soit au minimum 25 fois plus rapide que le plus rapide de tous les disques durs

faible consommation électrique = sa faible chaleur => durée de vie accrue. Samsung affirme par exemple que les MACBOOK AIR consomment 1,45 W contre 2,1 W pour des disques dur classiques, soit près de 75% d'économie. Cette réduction de la consommation a également une incidence directe sur le dégagement de chaleur. Au final, leur durabilité tourne autour de 2 millions d'heures quand la plupart des disques durs mécaniques avoisinent les 700000 heures.

(http://www.businessmobile.fr/actualites/analyses/0,3800003718,39379131-3,00.htm)

silence de fonctionnement mécanique

Plus de défragmentation

Plus robuste (pas de pièces mécaniques mobiles)

Son évolutivité prometteuse

Inconvénients :

Son prix : Début 2007 1 Go en SSD coûte 8 Dollars contre 0.25 Dollar pour 1 Go de disque dur.

Quantité de stockage limité, notamment sur un SAN ou le maximum, à cette heure, est détenu par « Texas Memory Systems » avec son Tera-RAMSAM de 1To à 2To (http://www.superssd.com/products/tera-ramsan/indexb.htm ).




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5.2.3 Le SSD et les réseaux de stockage

Ne nous trompons pas les principales solutions SAN vendues actuellement restent à

base de disques durs en rack. Ainsi IBM, leader en matière d’archivage numérique, propose sa solution entreprise SAN768B (châssis) + DS8000 (disques durs en rack au choix :73, 146, 300 Go à 15000 tr/min et 500 Go FATA à 7200tr/min) et peut ainsi constituer un SAN qui culmine tout de même à 512 To !

(http://www-03.ibm.com/systems/storage/disk/ds8000/specifications.html).

Néanmoins la solution « Disque dur » comporte ces principaux inconvénients:

� Sa consommation électrique : jusqu’à environ 7000 kVA, soit l’équivalent de 700 chauffages électriques de 100W !

� Sa vitesse : on multiplie le nombre de disques durs pour atteindre une bande passante élevée (besoin d’enregistrer beaucoup de Giga / secondes)

� Son poids : le support DS8000 des disques durs fait par exemple à lui seul 1,2 Tonnes !

� Son évolutivité : Malheureusement la technologie « disque dur » s’essouffle de part les limites mêmes de sa conception. On ne peut quasiment plus rendre un disque dur plus rapide (rotation des plateaux et tête de lecture).

� Sa robustesse : Un HDD embarque des pièces mécaniques mobiles à contrario d’un disque SSD, donc résiste moins aux chocs.

� Sa chaleur : C’est une conséquence de la consommation électrique. A l’heure où tout le monde doit se mettre au vert (protocole de Kyoto) les entreprises se doivent de montrer l’exemple.

� Sa durée de vie : Des paramètres tels que la chaleur, la faible robustesse, etc. réduisent la durée de vie d’un HDD, plus q’un disque SSD.

C’est dans ce cadre ou prend tout son intérêt les réseaux de stockages avec disques SSD.

Ainsi Texas Memory Systems propose dors et déjà son SAN « RamSan-500 » le plus rapide au monde.

� 100 000 I/O par secondes

� Bande passante de 2Gb/s

� Jusqu’à 2 To de mémoire flash

� Latence R/W inférieure à 15 µs

� http://www.superssd.com/products/ramsan-500/indexb.htm




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D’autres constructeurs proposent aussi leur solution SAN SSD

� Solid Data Systems avec son “Storage Spire”

� Bientôt Solid Access Technologies

� EasyCo avec ses “MTRON”

� EMC avec son « Symmetrix DMX 4 » qui peut recevoir jusqu’à 1 PetaOctet de disques FLASH… ça laisse rêveur.

� …

6 Vers une montée en débit dans nos SAN

6.1 Problématique

Alors que les supports de stockages tendent à être révolutionnés (cf SSD, HDV), on peut se poser la question de l’obsolescence de nos liaisons LAN fibre optique Gigabit connectées au SAN devant la montée en puissance des débits proposés par les disques SSD.

On en peut en effet fournir une solution à enregistrement fluide si le dimensionnement des tuyaux est trop faible. Le but n’est pas d’engorger ni de freiner, mais bien de permettre le traitement des demandes à l’instant T.

6.2 IBM montre l’exemple

IBM sur ce point montre le chemin et dévoile un prototype de technologie réseau optique pour la transmission de fichiers volumineux en quelques secondes.

L'année dernière, « Big Blue » dévoilait le prototype d'une puce capable de traiter l'information à des vitesses jusqu'à huit fois supérieures aux composants optiques actuels, à savoir une bande passante de 160 gigabits par seconde.

Presque un an plus tard, les chercheurs d'IBM annoncent avoir réussi à connecter ces composants d'un nouveau genre via un bus de données assurant une transmission de l'information à 8 Térabits par seconde, l'équivalent de 5 000 vidéos haute définition en une seconde. Aujourd’hui IBM utilise pour ses tests 32 canaux optiques de 10 Gbit/s (donc 320 Gbit/s de bande passante), chacun pour relier sur une même carte deux puces, dans le cadre d'un ensemble fonctionnel qui va au-delà de l'expérimentation théorique ou du test en laboratoire, avec une mise sur le marché prévue dans les deux prochaines années. Cette avancée est considérable pour les SAN SSD du futur.

Avantage notable pour cette technologie qui se destine dans un premier temps aux supercalculateurs, sa dimension environnementale puisque pour fixer les esprits, IBM a fait état d'une consommation d'énergie équivalente à celle d’une ampoule de 100 watts pour 8 Térabits de bande passante !

http://www.generation-nt.com/ibm-lumiere-transmission-donnee-optique-environnement-actualite-69147.html et http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/23607.wss




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7 Virtual Tape Library Derrière ce terme se cache une idée simple : simuler à l'aide de disques (HDD, SSD, etc.) une librairie de stockage par bandes magnétiques. A la clé : une amélioration des performances en temps d'accès et en écriture.

7.1 Qu'est ce que la VTL ?

La vocation de Virtual Tape Library (VTL) est d'améliorer les performances et la fiabilité des applications de sauvegarde tierces existantes, tout en exploitant des disques pour émuler des librairies de bandes aux standards du marché. Le système de bandothèque transfère et récupère à très hautes vitesses les données, cela à partir d'une bande virtuelle basée sur disque. Il maximise aussi la fiabilité d'ensemble en évitant les erreurs de supports bandes ou les incidents mécaniques de robotique. Grâce à Virtual Tape Library, les entreprises disposent d'une solution de back-up disque à la fois très rapide et relativement aisée à installer, ce que recherchent précisément les gestionnaires désireux d'améliorer le RTO (Recovery Time Objective) de leurs applications.

En fait, pour le logiciel de sauvegarde, cette solution s'apparente à une opération de sauvegarde de type classique, une Tape Library. Aucun changement ne doit donc être apporté aux mesures de sauvegarde déjà existantes chez un utilisateur. Le logiciel croit effectuer la sauvegarde des données sur des unités ou des cartouches à bandes, mais en réalité ces données sont enregistrées sur des disques sécurisés (en RAID) et rapides (accès aléatoires), gérés par la VirtualTape Library. En cas de perte de données, la restauration est également plus rapide. Pour une sauvegarde à long terme, il est toutefois préférable de transférer régulièrement ces sauvegardes sur disques vers des bandes magnétiques. La VTL inclue un serveur, une grappe de disques et un logiciel capable d'émuler cet espace disque en bande magnétique.




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Exemple type : • Serveur (baie SAN) : Symmetrix DMX-4 d’IBM (1 Po) • Logiciel : FalconStor de FalconStor basé sur du VMWARE server • Grappe de disque : SSD Flash dans la baie SAN • Bandes magnétiques : PX502 de Quantum (jusqu’à 25 To)

Une VTL fonctionne sous réseau de stockage Fiber Channel, (i)SCSI ou IP, et se place à coté du serveur d'applications - avec lequel il communique - mais avant les librairies de stockage par bandes magnétiques. Le VTL vise à compenser les inconvénients du stockage sur bande par l'intermédiaire d'une couche intermédiaire en système disque.

7.1.1 Défis de la sauvegarde et des librairies de bandes traditionnelles

• Performances des sauvegardes et des restaurations • Fiabilité et disponibilité des bandes • Risques associés à la gestion des supports • Sous utilisation des équipements • Changements Technologiques Principales Raisons d’adopter la technologie VTL : • Performance de restauration (accès aléatoire) • Diminuer le risque d’incident matériel • Améliorer l’utilisation des bandes • Diminuer l’exposition aux rafraîchissements technologiques • Performance et Efficacité • Réduction drastique du nombre de lecteurs (virtualisation)

Par rapport aux autres solutions disques, la VTL permet une adoption simple.




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7.2 Les avantages du VTL

Elle diminue la fenêtre d'ouverture, c'est-à-dire le temps entre la création de nouvelles

données en mémoire et l'archivage de ces données dans une zone sécurisée et non réinscriptible.

Le VTL émule une bande magnétique virtuelle avant le transfert final de ses données sur les dites bandes, ce qui optimise l'espace disque utilisé sur chacune de ses bandes.

Le temps de restauration des données et le temps d'écriture des données sont réduits, grâce à l'utilisation des disques et de leur mémoire tampon en écriture et grâce à l'émulation de bandes virtuelles lors de la restitution des données.

7.3 Doit-on conserver les bandes magnétiques ?

Les bandes magnétiques représentent un média abordable et historiquement très utilisé pour l'archivage des données. Il est donc particulièrement présent chez les grands groupes équipés en informatique depuis une dizaine d'années.

Cependant, depuis le début des années 2000 et l'arrivée du format SATA, les disques durs ont constamment baissé de prix pour des capacités et des temps d'accès en hausse. De même l’apparition des disques SSD risque encore une fois d’être un concurrent sérieux pour les HDD.

Ces supports de stockage concurrencent de plus en plus les bandes magnétiques dans son domaine jusqu'ici réservé. Ce qui sauve aujourd’hui les bandes magnétiques c’est leur longue durée de vie.

7.4 Les autres bénéfices du VTL

La VTL fédère les différents formats de bandes magnétiques au sein d'un accès unique et transparent pour l'administrateur qui gagne ainsi du temps et économise un logiciel dédié à cet aspect du stockage.

D'autre part, en émulant plusieurs lecteurs virtuels de bandes magnétiques, il fait gagner un temps considérable aux librairies de stockage traditionnelles. Enfin, parce qu'elle optimise le remplissage des disques et des bandes magnétiques, la VTL fait gagner de l'espace dans les bureaux.




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7.4.1 Compatibilité et revendeurs

Tout dépend du constructeur. Les VTL sont généralement compatibles avec tout type de système d'exploitation coté serveur (Unix, Linux et Windows). Elles supportent au moins les grands formats de bandes magnétiques comme LTO, SLR, DLT et SDLT et les formats de disques SATA, ATA, SCSI qui fournissent des capacités de stockage de plusieurs teraoctets pour un prix moyen entre 30 000 et 100 000 dollars.

Les différents revendeurs sont EMC (gamme Clariion), FalconStor IPStor, Maxxan SVT, Neartek, Adic Pathlight, Quantum DX, Sepaton, Ultera MirageVL, Network Engines et Overland Storage REO.




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8 CONCLUSION L’archivage est devenu aujourd’hui incontournable en entreprise. La valeur des données présentes est parfois vitale pour la pérennité de la société. De la même manière cette « Archivo-dépendance » pousse les R&D à anticiper les besoins de stockage en masse. En effet les supports actuels et anciens arrivent à saturation technologique alors que les besoins sont de plus en plus grands. Heureusement de nouveaux supports associés à la virtualisation permettront de garantir mais aussi d’anticiper les besoins futurs. A ce titre on peut considérer qu’aujourd’hui le stockage holographique sera sauvegardé par l’adoption du HVD, le stockage sur disque par le SSD, et l’ensemble de ces supports seront implémentés dans de la virtualisation par VTL. La combinaison de ces matériels et logiciels sera le futur d’une entreprise qui désire maîtriser ses coûts tout en employant une solution technique adaptable à ses besoins, sécurisée, simple en administration et pérenne.

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