Stockage à Connexion Directe (DAS) : Aperçu, Types, Fabricants, Avantages et Inconvénients

Qu'est-ce que le DAS ?

Le stockage directement connecté (DAS) est une architecture de stockage numérique dans laquelle le support de stockage est connecté directement au serveur ou à l'ordinateur qui y accède. Cette configuration diffère considérablement d'une architecture dans laquelle le stockage est accessible via un réseau informatique, comme le stockage en réseau (NAS) ou le réseau de stockage (SAN).

Le terme « DAS » est en fait un rétronyme, ce qui signifie qu'il a été introduit pour distinguer le concept de stockage à connexion directe des architectures de stockage en réseau.

Il est donc clair que dans une configuration DAS, les périphériques de stockage sont connectés directement au système hôte, qui est généralement un serveur ou un poste de travail, sans passer par un réseau. Ainsi, dans le DAS, il existe une relation physique un-à-un entre le stockage et l'hôte.

Le modèle de stockage à connexion directe englobe toute une gamme de périphériques de stockage. Ceux-ci comprennent les disques durs, les disques durs à état solide, les supports optiques tels que les CD, les DVD, les lecteurs Blu-ray et les bibliothèques de bandes.

Le point le plus important concernant le DAS est qu'il fonctionne au niveau des blocs. Cela signifie que les applications interagissent avec le stockage via le système d'exploitation hôte et accèdent à des blocs de stockage bruts plutôt qu'à des fichiers sur un réseau. Pour ce faire, un adaptateur de bus hôte (HBA) est utilisé sans aucun composant réseau intermédiaire tel que des routeurs ou des structures Ethernet.

Bien que les architectures de stockage NAS et SAN dominent les environnements d'entreprise, le DAS reste une option pratique et puissante, en particulier lorsque les utilisateurs ont des charges de travail qui nécessitent des performances élevées, une gestion facile et un contrôle local du stockage.

Il existe deux grandes catégories de configurations DAS physiques : les architectures DAS internes et externes.

Types d'architectures DAS

DAS interne

• Dans cette architecture, les périphériques de stockage sont installés à l'intérieur de l'ordinateur hôte. Il s'agit de l'architecture courante dans les serveurs, les ordinateurs de bureau, les ordinateurs portables et les stations de travail. 
• En règle générale, le support de stockage est connecté à l'hôte via des bus série ou parallèles internes tels que SATA, SAS ou l'ancienne interface PATA. Le DAS interne est une option pratique pour les cas d'utilisation qui nécessitent des vitesses de transfert de données élevées et une connectivité à faible latence sur de courtes distances. 
• La limitation ici est que le DAS interne ne peut offrir qu'un soutien limité à un nombre limité de disques. En effet, la plupart des cartes mères ne disposent que d'un nombre limité de ports. 
• En plus, chaque support de stockage DAS interne occupe de l'espace dans le cas. Cela entrave la circulation de l'air et rend difficile le contrôle de la température, en particulier dans les environnements de stockage denses. 
• Avec les systèmes DAS internes, les pannes sont inévitables lorsque des travaux de maintenance et de mise à niveau doivent être effectués. Cette architecture est donc moins adaptée aux configurations qui nécessitent des changements fréquents ou qui ont une très faible tolérance aux temps d'arrêt.

DAS externe

• Dans l'architecture DAS externe, les supports de stockage sont situés à l'extérieur du système hôte. En général, les supports de stockage sont situés dans un boîtier indépendant et connectés à l'hôte via un câble de données direct. 
• Cette architecture utilise généralement SCSI, SAS ou Fibre Channel pour un transfert de données hautement performant. Le DAS externe offre une plus grande flexibilité et évolutivité que le DAS interne. Il n'y a aucune restriction au niveau des périphériques due à un manque d'espace dans le boîtier.
• Même un seul boîtier externe peut offrir du soutien à plusieurs disques avec des contrôleurs RAID intégrés et des baies remplaçables à chaud. La maintenance physique et l'extension sont également faciles par rapport au DAS interne. De nouveaux espaces de stockage peuvent être ajoutés, remplacés ou mis à niveau avec un minimum de perturbation des opérations de l'hôte.

Nous allons maintenant comprendre les protocoles et interfaces sous-jacents qui permettent le transfert de données entre l'hôte et le stockage dans un environnement DAS.

Protocoles et interfaces DAS

Chaque connexion DAS nécessite une interface physique et un protocole de communication spécifique. Les fonctions des interfaces et des protocoles comprennent la manière dont les données sont transférées entre l'hôte et le stockage. Le protocole peut également influencer les fonctionnalités offertes par l'architecture DAS, telles que le remplacement à chaud et le soutien des anciens modèles. C'est pourquoi la connaissance des interfaces et des protocoles est essentielle à la conception et à la maintenance d'un système DAS. Voici un aperçu.

• DE/ATA/PATA : il s'agit d'une interface parallèle plus ancienne qui était largement utilisée dans les systèmes de bureau. Avec Ultra DMA/133, elle a été conçue pour un débit pouvant atteindre 133 Mo/s. Elle ne prenait en charge que deux périphériques par canal et n'offrait pas de fonction de remplacement à chaud. Après l'introduction du SATA en 2003, elle est progressivement tombée en désuétude.
• SATA : le SATA (Serial ATA) est très courant dans les configurations DAS pour les particuliers et les PME/petites entreprises. Il est idéal pour les connexions point à point et offre du soutien au remplacement à chaud. Le débit maximal du SATA 3 peut atteindre 600 Mo/s. En plus, le SATA est une interface efficace, économique et largement utilisée.
• SCSI, Parallel SCSI et SAS : SAS et SCSI sont fréquemment utilisés dans les environnements d'entreprise. Parallel SCSI peut offrir jusqu'à 16 périphériques et atteindre des vitesses allant jusqu'à 320 Mo/s. SAS est compatible avec SATA et offre des fonctionnalités telles que le double portage, la communication full-duplex et les expandeurs. Il peut offrir jusqu'à 65 535 périphériques avec un débit de traitement des données de 2,25 Go/s.
• Fibre Channel : cette interface est généralement utilisée dans les réseaux SAN. Elle convient également aux configurations DAS haut de gamme où les charges de travail sont très sensibles à la latence. La dernière version (128GFC) offre un débit de données de 128 Gb/s.

En plus, il existe d'autres interfaces telles que USB, IEEE 1394 ou FireWire et NVMe-over-PCIe, qui offrent diverses options pour les applications grand public ou les applications de stockage ultra-rapides basées sur DAS.

Paysage des fabricants DAS

Lors du choix d'un fournisseur DAS ou de la conception d'une architecture DAS, il est important de prendre en compte le format, la compatibilité des interfaces, les exigences en matière de performances et les capacités RAID et de mise en cache des supports de stockage.

Avantages et cas d'utilisation du DAS

Le stockage à connexion directe offre une valeur ajoutée pratique dans divers environnements informatiques où la simplicité, la rapidité et la rentabilité sont requises dans une architecture de stockage.

De nombreuses PME et même de grandes entreprises n'ont pas besoin des fonctionnalités avancées des réseaux SAN et NAS et manquent parfois de ressources pour gérer ces architectures, c'est pourquoi le DAS reste pertinent. Voici un aperçu des avantages qu'il offre.

• Le coût initial de mise en place du DAS est très faible, ce qui explique pourquoi il reste une option pratique pour de nombreuses petites et moyennes entreprises de toutes tailles. Aucune infrastructure de stockage réseau n'est nécessaire, il n'y a donc pas de coûts liés aux commutateurs, aux câbles et aux activités du réseau de stockage interne.
• Le DAS est facile à configurer et à mettre en œuvre. Dans la plupart des cas, les solutions DAS sont plug-and-play. Elles sont faciles à gérer via le système d'exploitation hôte, ce qui évite de faire appel à des administrateurs de stockage dédiés et simplifie la gestion quotidienne pour les petites équipes informatiques.
• Si une organisation a des charges de travail locales et nécessite des performances élevées, le DAS est très utile car il n'y a pas de couche réseau. Les données sont transférées directement entre l'hôte et le périphérique de stockage, ce qui se traduit par une faible latence et un débit élevé. Ces avantages sont encore renforcés lorsqu'une interface rapide telle que SAS ou FC est utilisée.
• La maintenance du DAS est très réduite. Aucun protocole de gestion du stockage ni aucune couche réseau distincts ne sont nécessaires.

Grâce à ces avantages, le DAS reste bien adapté à de nombreux cas d'utilisation.

• Un serveur DAS peut administrer le stockage de fichiers, les services de courrier électronique et les applications professionnelles pour les petites entreprises.
• Le DAS est souvent utilisé à des fins de sauvegarde et d'archivage, car il s'agit d'une solution fiable et rentable pour les données secondaires.
• Le DAS est utile dans les environnements de production multimédia, car il offre l'accès rapide nécessaire pour travailler avec des fichiers vidéo et image volumineux.
• Les bureaux distants et les établissements d'enseignement peuvent tirer parti du DAS, car il est facile à gérer et ne nécessite pas d'un soutien informatique important sur site.
• Le DAS est une architecture très efficace pour les serveurs exécutant des bases de données autonomes ou des charges de travail analytiques.

Limites du DAS

Dans certains cas, les entreprises dépassent les avantages du DAS et doivent opter pour d'autres architectures telles que le NAS ou le SAN. Voici un aperçu de ces limites.

Les solutions DAS deviennent difficiles à faire évoluer au-delà d'un certain point. En effet, un hôte ne peut fournir qu'un soutien limité aux appareils connectés.

Pour étendre la capacité du DAS, l'hôte peut devoir être mis hors ligne, ce qui peut avoir des conséquences désastreuses pour les entreprises.

Le DAS ne dispose pas d'un accès multi-hôtes intégré. Cela signifie que seul le serveur directement connecté peut utiliser le stockage.

En cas de défaillance du serveur, l'accès au DAS est perdu.

Les ressources de stockage sont liées à des hôtes individuels, ce qui rend très difficile la réaffectation de la capacité inutilisée entre les systèmes lorsque la demande change.

Il est clair que le DAS offre des avantages en termes de simplicité et de performances pour les scénarios à hôte unique. En même temps, il manque de l'évolutivité et des capacités de partage des solutions de stockage en réseau telles que le NAS et le SAN. Ces deux dernières sont conçues pour des environnements multi-utilisateurs avec des exigences plus complexes. Le choix entre le DAS, le NAS et le SAN dépend des exigences spécifiques de l'environnement. Il s'agit notamment de facteurs tels que le coût, les exigences en matière de performances, les exigences en matière d'évolutivité et la nécessité de partager les données et de les gérer de manière centralisée.