Almacenamiento Definido por Software (Software Define Storage)
Transformación Digital
MAESTRÍA EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN CON MENCIÓN EN GESTIÓN Y ADMINISTRACIÓN DE TECNOLOGÍA
1. Introducción
En el tema 6 se hace un análisis de las soluciones de Almacenamiento Definido por Software y las ventajas de cara a los procesos de transformación Digital que afrontan las empresas el día de hoy. Estas soluciones a menudo se comparan con soluciones tradicionales de almacenamiento, que si bien se han visto amenazadas por el auge de las soluciones “Software Defined”, se complementan en muchos casos y pueden resultar en soluciones a medida dependiendo de las necesidades de las organizaciones.
- El Escenario del SDS
- ¿Qué es el almacenamiento definido por software?
- ¿Qué no es el almacenamiento definido por software?
- SDS en comparación con el almacenamiento tradicional
- Abstracción, agrupación y virtualización de almacenamiento
- Servicios de datos avanzados
- Resiliencia / Protección de datos
Resultados de aprendizaje
Al finalizar con éxito este tema los estudiantes serán capaces de:
- Adquirir los conceptos básicos de las soluciones de Almacenamientos Definidos por Software (Software Defined Storage) dentro del contexto de transformación digital.
- Identificar cuáles son los actuales requerimientos de las empresas que se enfrentan a la transformación digital.
- Identificar qué tecnologías se pueden aplicar para la modernización del centro de datos mediante algunos casos de éxito.
Es innegable que todo el almacenamiento electrónico se accede y administra a través de algún tipo de software de computadora. Entonces, ¿no están todos los sistemas de almacenamiento basados en software? La respuesta es sí, por supuesto. Todos los sistemas de almacenamiento tradicionales que se utilizan actualmente en los centros de datos se basan en software.
Sin embargo, existe una diferencia entre el almacenamiento y el almacenamiento definido por software, o SDS.
Figura 1
Software Defined Storage
Para aclarar la confusión sobre qué almacenamiento se compara con el almacenamiento definido por software, este capítulo responderá preguntas como:
- ¿Qué es el almacenamiento definido por software?
- ¿Qué no es el almacenamiento definido por software?
- ¿Cómo se compara SDS con el almacenamiento tradicional?
- ¿Qué servicios de datos ofrece SDS?
- ¿Cuáles son los requisitos para usar SDS?
2. El Escenario del SDS
En los capítulos anterior hablamos sobre la tendencia del "software definided" en el centro de datos; sin embargo, aquí nos centraremos en SDS (Software Defined Storage) específicamente.
El escenario del SDS es lleno de baches. Vamos a responder a algunas de las preguntas más comunes acerca de SDS para ayudar a aclarar las cosas.
3. ¿Qué es el almacenamiento definido por software?
La definición exacta de SDS todavía está evolucionando, pero la definición generalmente aceptada es que el almacenamiento definido por software es "donde la administración e inteligencia del sistema de almacenamiento se desacopla del hardware físico subyacente".
Esto significa que el software SDS puede proporcionar una gestión basada en políticas y aprovisionamiento de los datos que se almacenan, independientemente del hardware de almacenamiento que se esté utilizando.
La mayoría de los sistemas SDS crean una superposición de sistema de archivos en la parte superior del hardware físico. Ese sistema de archivos es utilizado por los hosts de virtualización (para almacenar máquinas virtuales) o por servidores físicos, los cuales proporcionan servicios de aplicaciones. El sistema de almacenamiento SDS generalmente se distribuye entre los múltiples hosts físicos que proporcionan la capacidad de almacenamiento físico real. La distribución ofrece tanto alta disponibilidad para los datos (en caso de falla) como rendimiento (al tener múltiples copias de los datos disponibles). Esa capacidad de almacenamiento físico puede ser una mezcla de disco giratorio tradicional o almacenamiento flash (que se puede utilizar para el almacenamiento en caché o para el almacenamiento de datos, según el diseño de la SDS).
Figura 2. Solución de SDS – Fabricante VMWare
Los sistemas SDS actuales incluyen virtualización de almacenamiento que proporciona esta abstracción de la inteligencia de almacenamiento lejos del almacenamiento subyacente. Los sistemas SDS generalmente permiten a los consumidores una gran flexibilidad en el hardware de almacenamiento subyacente y las características de almacenamiento avanzadas. Por ejemplo, pueden proporcionar deduplicación, compresión, aprovisionamiento delgado (Thin Provisioning), instantáneas (Snapshots), replicación, almacenamiento en caché y otras funciones avanzadas de almacenamiento.
Cada vez más, los sistemas SDS son completamente accesibles a través de una API REST (Figura 3) para que puedan participar en procesos de automatización y orquestación que permiten que el almacenamiento se adapte dinámicamente, a medida que el negocio demanda cambios.
Figura 3 Capaz Lógicas del SDS
Figura 4
Fabricantes de soluciones Software Defined Storage
El SDS se puede vender por separado del almacenamiento subyacente o se puede incluir con el almacenamiento subyacente. Lo más importante es que el software que hace posible el almacenamiento puede separarse del hardware de almacenamiento. En muchos casos, el SDS se ejecuta sobre diferentes sistemas operativos y es compatible con múltiples tipos de hardware de almacenamiento subyacente.
Junto con la red definida por software (SDN), SDS es una pieza fundamental del ideal de centro de datos definido por software (SDDC) que la mayoría de las empresas se esfuerzan por adoptar.
4. ¿Qué no es el almacenamiento definido por software?
Las redes tradicionales de área de almacenamiento (SAN) y los sistemas de almacenamiento conectado a la red (NAS) que se empaquetan como una solución única donde la inteligencia de almacenamiento y el hardware se acoplan tan estrechamente que ninguno de ellos puede intercambiarse, no son soluciones SDS.
Además, una solución para poder considerarse del tipo SDS, debe poder administrar el almacenamiento y ser capaz de crear y presentar almacenamiento utilizable a las aplicaciones. Las soluciones de software que consolidan la administración de matrices de almacenamiento, o que pueden usar una API para indicarle a un sistema de almacenamiento que cree un número de unidad lógica (LUN), no son SDS.
5. SDS en comparación con el almacenamiento tradicional
Entonces, si SDS ofrece tantos beneficios y una flexibilidad tan tremenda, ¿por qué las soluciones de almacenamiento no siempre se han diseñado y entregado de esta manera?
La razón por la cual estos llamados "sistemas de almacenamiento definidos por hardware" se crearon en primer lugar fue porque, en ese momento, el hardware del servidor que podría haber ejecutado esta inteligencia de almacenamiento simplemente no era adecuado para proporcionar el procesamiento y el rendimiento que las aplicaciones requerían de la misma. El resto, hardware dedicado de SAN y NAS, se creó para acoplar estrechamente el software con hardware especializado para proporcionar un alto rendimiento.
Hoy en día, con la CPU del servidor, el bus y los canales de I/O que pueden ofrecer un rendimiento tan alto, no hay razón para que el software inteligente no pueda ejecutarse en casi cualquier servidor X86 en el centro de datos moderno y proporcionar los servicios de almacenamiento necesarios por las aplicaciones.
Si comparara SDS con las soluciones SAN / NAS tradicionales, encontraría las siguientes diferencias:
- Flexibilidad de hardware. SDS se ejecuta en servidores existentes o en servidores básicos, que están disponibles en muchas fuentes y a costos más accesibles.
- Administración simplificada. Las soluciones SDS generalmente se administran desde una interfaz simplificada basada en la web que la mayoría de los profesionales de TI pueden entender en poco tiempo.
- Configuración simplificada. SDS generalmente ve el almacenamiento como un grupo único en lugar de administrar el almacenamiento a través de la construcción de LUNs.
- Características avanzadas incluidas. SDS generalmente incluye funciones avanzadas en el producto (como deduplicación, compresión, replicación y más).
- Nuevas características incluidas Al igual que un teléfono inteligente, SDS generalmente incluye nuevas características y funcionalidades cada vez que se lanza un nuevo parche o actualización de software.
- Mayor integración. Debido a que SDS es un software que se ejecuta en hardware básico (al igual que otros sistemas operativos y aplicaciones), tiene más posibilidades de integrarse en los sistemas de centros de datos existentes. Por ejemplo, SDS se puede integrar fácilmente con el hipervisor de virtualización y el sistema de administración de virtualización mediante el uso de interfaces programables de aplicación (API).
- Menores costos generales. En la mayoría de los casos, debido a la eliminación de hardware dedicado, complejo y costoso, SDS casi siempre tendrá un costo más bajo. Esto es cierto porque con SDS puede usar hardware básico ya que no está vinculado a un contrato de servicio costoso, y hay una menor complejidad para la administración y la resolución de problemas.
6. Abstracción, agrupación y virtualización de almacenamiento
SDS, como la virtualización del servidor, se basa en la abstracción (o virtualización) y la agrupación de recursos. Al igual que la virtualización de servidores donde puede crear un clúster de cómputo, agrupando los recursos de la CPU y la memoria, con SDS se puede agrupar fácilmente los recursos de almacenamiento en un clúster de almacenamiento donde se pueden administrar y monitorear como un solo recurso.
6.1. ¿Qué puedes agrupar?
El primer paso en el almacenamiento definido por software es abstraer los recursos de hardware subyacentes y agrupar esos recursos en, por lo general, un grupo de recursos gigantes para que puedan ser compartidos por todos los servidores y aplicaciones que necesitan acceso al almacenamiento. SDS puede agrupar numerosos tipos de recursos de hardware (e incluso en la nube) en un solo grupo que luego se puede administrar utilizando políticas basadas en software que se crean y aplican según las necesidades de la empresa y sus aplicaciones.
Los tipos más comunes de recursos de almacenamiento que se pueden agrupar mediante el almacenamiento definido por software incluyen:
- SAN / NAS. Puede parecer extraño, pero las soluciones SAN y NAS tradicionales pueden resumirse y agruparse en un clúster SDS, al igual que el almacenamiento local y otros recursos. Los beneficios de hacerlo son que puede obtener una funcionalidad avanzada que su almacenamiento tradicional probablemente no ofrece, como virtualización de almacenamiento, deduplicación global y más. Sin embargo, la agrupación de recursos SAN / NAS en un clúster SDS generalmente se realiza temporalmente hasta que se pueda establecer un almacenamiento basado en productos básicos de menor costo y se pueda eliminar SAN / NAS.
- DAS El almacenamiento conectado directamente (DAS) es el almacenamiento local dentro de un servidor y es el tipo más común de almacenamiento utilizado en los sistemas SDS en la actualidad. La razón de esto es que el almacenamiento DAS es el almacenamiento de menor costo disponible. Sin embargo, dado que SDS no requiere características avanzadas del hardware en sí y, en cambio, proporciona las características avanzadas en sí, el almacenamiento DAS de bajo costo es la solución de almacenamiento ideal para SDS.
- Almacenamiento flash. Con los menores costos, las mayores capacidades y el increíble rendimiento de la memoria flash, el almacenamiento flash se utiliza cada vez más en casi todas las soluciones SDS. El almacenamiento flash se usa comúnmente en SDS para acelerar el rendimiento mediante el almacenamiento en caché o, en algunos casos, como almacenamiento primario en soluciones de almacenamiento todo flash. Hay varias soluciones de flash que se debe seleccionar, incluida la unidad de estado sólido (SSD), el almacenamiento de canales de memoria (MCS) y el flash basado en PCIe. Cualquiera de estas opciones de almacenamiento flash se puede agregar a los servidores existentes y, junto con los discos giratorios tradicionales, pueden usarse para proporcionar un rendimiento avanzado (a través del almacenamiento en caché) o una eficiencia avanzada (mediante deduplicación y compresión).
6.2. Tipos de Flash
Muchos pueden suponer que hay un solo tipo de almacenamiento de flash y que cualquier variación en el precio es todo un esquema de comercialización. Sin embargo, a partir de 2015, en realidad hay cinco tipos de almacenamiento de flash que debe tener en cuenta. Las diferencias técnicas causan no sólo las variaciones de precio, sino las variaciones en la duración de la vida, la resistencia, el rendimiento y la capacidad.
Los cinco tipos de flash son:
- SLC Single level cell (SLC). Presenta el rendimiento más alto y probablemente sea el flash de costo más alto disponible, generalmente utilizado solo en aplicaciones empresariales. Tiene la mayor resistencia en alrededor de 100,000 ciclos de borrado de programas por celda, así como el más alto rendimiento.
- eMLC Enterprise multi-level cell (eMLC). Ofrece un buen rendimiento y una buena resistencia de entre 20.000 y 30.000 ciclos de borrado desde el programa por célula. Utilizado por muchas empresas y productos de consumo de gama alta, eMLC se encuentra entre SLC y MLC en precio, rendimiento y resistencia.
- MLC Multi-level cell (MLC). Es de menor calidad que eMLC y su resistencia refleja entre 10.000 a 30.000 ciclos de borrado desde el programa por célula. Utilizado por muchas aplicaciones de nivel de consumidor, no se recomienda para aplicaciones que realizan muchas escrituras.
- TLC Triple level cell (TLC). Célula de nivel Triple (TLC) ofrece una mejor densidad, pero su resistencia es típicamente sólo entre 1.000 a 5.000 ciclos de borrado desde el programa por célula; sin embargo, será el almacenamiento flash de menor costo disponible. Utilizado para productos electrónicos de bajo consumo, el flash TLC también es el almacenamiento flash de menor rendimiento.
- TLC Triple level cell (TLC). Célula de nivel Triple (TLC) ofrece una mejor densidad, pero su resistencia es típicamente sólo entre 1.000 a 5.000 ciclos de borrado desde el programa por célula; sin embargo, será el almacenamiento flash de menor costo disponible. Utilizado para productos electrónicos de bajo consumo, el flash TLC también es el almacenamiento flash de menor rendimiento.
- 3D NAND TLC. Un nuevo tipo de almacenamiento flash, es el 3D NAND, y es una variación de la opción TLC que está configurado para usar celdas de bits más grandes. El resultado es una alternativa flash de bajo costo que proporciona un rendimiento similar y una durabilidad similar a la del flash MLC. Esta opción flash relativamente nueva ofrece aproximadamente el mismo número de ciclos P / E que MLC pero a un costo menor.
- RAM. Casi todos los hosts virtuales, donde se ejecuta SDS, tienen un exceso de capacidad de RAM. Muchas soluciones SDS aprovecharán una parte de esa memoria RAM para mejorar la eficiencia de los datos y el resultado final será un mejor rendimiento de almacenamiento (Figura 7).
Figura 7 Memoria utilizada como acelerador de rendimiento en SDS
La Nube pública como recurso SDS Puede ser sorprendente ver la nube pública listada como un recurso junto con el Almacenamiento tracicional y el Almacenamiento flash, pero el almacenamiento en la nube pública es otro de los recursos que SDS puede abstraer y agrupar. El almacenamiento en la nube se está volviendo más popular debido a su costo extremadamente bajo por GB. Sin embargo, la desventaja del almacenamiento en la nube pública es que, dependiendo de la conectividad que tenga con la nube, la latencia para acceder a ese almacenamiento puede ser alta (y generalmente es mucho mayor que el almacenamiento local). Por estas razones, el almacenamiento en la nube pública a menudo se usa para fines de archivo y protección de datos en lugar de acceso inmediato. Aún así, las soluciones SDS pueden abstraer y agrupar el almacenamiento en la nube pública como si fuera local, pero aplicar políticas para que solo se almacenen datos de respaldo o archivo de baja prioridad.
6.3. Presentación de almacenamiento a las aplicaciones
Una vez que el almacenamiento basado en hardware subyacente se abstrae y agrupa, ese almacenamiento debe presentarse a los servidores y aplicaciones que necesitan acceso. Existen varios métodos para hacerlo y, de manera similar a las matrices de almacenamiento tradicionales, la mayoría de los sistemas SDS admiten más de un método de presentación de datos.
Estos son los métodos de presentación de almacenamiento más comunes:
- Archivo. Los sistemas de almacenamiento basados en archivos proporcionan acceso compartido a sistemas de archivos completos hasta el archivo individual. El almacenamiento basado en archivos es la forma más fácil de almacenamiento compartido y comúnmente se accede mediante protocolos como SMB (o bloque de mensajes del servidor, utilizado por el sistema operativo Windows) y NFS (sistema de archivos de red, utilizado por el sistema operativo Linux). La mayoría de los hipervisores de virtualización también pueden acceder a los sistemas de almacenamiento basados en archivos. Los sistemas de almacenamiento NAS tradicionales son conocidos por ofrecer acceso al almacenamiento basado en archivos.
- Bloques. Los sistemas de almacenamiento basados en bloques proporcionan acceso compartido a los LUN SCSI presentados por los protocolos iSCSI (SCSI de Internet) o Fibre Channel SAN. El almacenamiento basado en bloques proporciona un transporte eficiente de grandes cantidades de datos. Con el almacenamiento basado en bloques, los LUN están formateados con sistemas de archivos como NTFS (para servidores Windows) y VMFS (para servidores vSphere). Los sistemas de almacenamiento SAN tradicionales son conocidos por ofrecer acceso al almacenamiento basado en bloques.
- Objeto. A diferencia de los archivos tradicionales en los métodos de presentación de almacenamiento basado en bloques, el almacenamiento basado en objetos se presenta para el almacenamiento de objetos de datos estáticos individuales, como fotos, videos, correo electrónico, copias de seguridad e imágenes de máquinas virtuales. El almacenamiento basado en objetos es ideal para objetos que están organizados en un método de jerarquía tradicional. Los sistemas de almacenamiento basados en objetos también están diseñados con redundancia subyacente de modo que no tienen un único punto de falla. Los sistemas de almacenamiento basados en objetos también se encuentran entre los tipos de almacenamiento más fáciles de escalar para admitir muchos nodos. Los sistemas de almacenamiento basados en la nube como Amazon S3 y el proyecto de almacenamiento de objetos Swift OpenStack son conocidos por ofrecer acceso al almacenamiento basado en objetos.
Figura 8 Acceso al Almacenamiento
7. Servicios de datos avanzados
Poder abstraer, agrupar y presentar el almacenamiento a servidores y aplicaciones es fundamental, y el almacenamiento definido por software proporciona una funcionalidad adicional en forma de servicios de datos avanzados.
Es posible que esté familiarizado con algunos de estos servicios de datos avanzados basados en características que ya están disponibles en los sistemas de almacenamiento tradicionales. La diferencia con SDS es que estos servicios de datos avanzados se incluyen comúnmente con la solución SDS sin costo adicional.
Además, SDS se asegura de que sean posibles nuevos tipos de servicios de datos, como la movilidad de datos en el centro de datos, lo que abre nuevas oportunidades para centros de datos más ágiles.
Los servicios de datos avanzados que comúnmente ofrecen las soluciones SDS incluyen lo siguiente.
7.1 Reducción de datos
Con el crecimiento exponencial de los datos en las empresas y en toda la nube, las empresas necesitan todas las formas de reducción de datos disponibles. Las dos formas más comunes de reducción de datos son la deduplicación y la compresión.La deduplicación ocurre cuando un sistema de almacenamiento reduce el tamaño de los datos al eliminar las redundancias (copias de datos) en un conjunto de datos de gran tamaño.
Por ejemplo, considere por un momento todas las copias del sistema operativo Windows o Linux que se utilizan en un centro de datos empresarial. Un porcentaje muy grande de los sistemas operativos para servidores y máquinas virtuales almacenados en centros de datos empresariales son datos duplicados. La deduplicación le permite almacenar una sola instancia de cada bloque de datos en su entorno. Al habilitar la deduplicación en su entorno de almacenamiento, puede ahorrar enormemente en capacidad. Por ejemplo, imagine si tuviera 100 servidores absolutamente idénticos. Con la deduplicación, se almacenaría una sola copia de ese servidor y no se necesitaría almacenar los otros 99.
Figura 8 Reducción de Información. Deduplicación
7.2 La deduplicación extiende la vida de Flash
La deduplicación ahorra espacio. Pero aún mejor, cuando está bien implementada en línea por el vendedor, la deduplicación de datos puede incluso ayudar a sacar más provecho del almacenamiento Flash.Los dispositivos de almacenamiento Flash tienen una vida útil finita, medida en el número de programa de borrado (P / E) ciclos que el dispositivo puede soportar. Cada vez que se escriben datos en un dispositivo, el dispositivo debe realizar un ciclo P / E en las celdas objetivo.
Ahora, imagine que tiene 100 servidores idénticos y la deduplicación significa que solo tiene que almacenar uno de ellos. Eso significa que usted puede evitar tener que escribir las otras 99 copias, renunciando así a la necesidad de poner los medios flash a través de los ciclos de P / E necesarias para escribir esas otras 99 copias. Esta técnica, llamada también la evitación de escritura, es uno de los métodos primarios por el cual se optimiza la vida útil de lo s almacenamientos Flash.
Como se muestra en la Figura 9, existen diferentes tipos de diseños de deduplicación, como la deduplicación en línea o previa al proceso (realizada en el momento en que los datos se escriben en el sistema de almacenamiento) y la deduplicación posterior al proceso (realizada después los datos han sido escritos). Cada tipo tiene su propio conjunto de ventajas y desventajas. Consulte la barra lateral titulada “Pros y contras para los tipos de deduplicación” para obtener más información.
Figura 9 Deduplicación Postproceso vs. En línea
7.3 Pros y contras para los tipos de deduplicación
Existen numerosos métodos altamente técnicos para realizar la deduplicación de datos, pero cuando se ve desde un nivel superior, las dos opciones que la mayoría de las organizaciones de TI eligen son la deduplicación previa o la posterior al proceso. Cada uno de estos tiene sus propios pros y contras.
A) Deduplicación en líneaCon la deduplicación en línea, los datos se deduplican antes de escribirse en el disco (generalmente en la memoria o en un nivel flash). La ventaja de esto es que nunca hay duplicación de los datos en el disco, por lo que no se consume espacio en disco para datos duplicados y no se consume una I/O en la infraestructura de almacenamiento.
La desventaja de la deduplicación en línea es que puede haber una penalización por latencia de almacenamiento y estar asociada con la deduplicación en línea. Sin embargo, muchas soluciones de deduplicación pueden eliminar la sobrecarga de la duplicación previa al proceso con el almacenamiento de tipo caché.
Con cualquier solución de deduplicación en línea, una posible preocupación es si la solución puede proporcionar una deduplicación global en línea (en todos los datos) o si el sistema de deduplicación en línea solo funciona en un pequeño subconjunto de datos y los datos restantes aún tiene duplicación (que podría eliminarse mediante deduplicación posterior al proceso).
B) Desduplicación posterior al procesoCon la deduplicación posterior al proceso, los datos se deduplican después de que se escriben en el disco, por un proceso separado, después de la escritura. La ventaja de esto es que no hay una sobrecarga de rendimiento para el proceso de deduplicación, ya que generalmente se realiza durante las horas no pico, cuando de todos modos hay ciclos de I/O y CPU libres. Otra ventaja es que la deduplicación posterior al proceso tiene una mejor oportunidad de realizar la deduplicación global, en todos los datos del centro de datos, que el proceso previo, ya que generalmente tiene acceso y recursos para hacerlo. La desventaja de la deduplicación posterior al proceso es que ocurre después de que los datos ya están escritos, y eso significa que ocurre con la penalización de una I/O de escritura y requiere capacidad de almacenamiento en el disco (hasta que ocurra el proceso de deduplicación posterior al proceso).
También es de especial consideración al considerar los sistemas de deduplicación el tamaño de bloque utilizado cuando se realiza la deduplicación, así como el tipo de medio en el que se almacenan los bloques deduplicados. Ambos factores pueden ser factores importantes en el rendimiento de los datos deduplicados, ya sea duplicados antes o después del proceso. La compresión, por otro lado, también elimina datos duplicados, pero lo hace en pequeños conjuntos de datos, como en un archivo o un bloque de datos. Al igual que la deduplicación, la compresión requiere ciclos de procesamiento de la CPU y realizar compresión en tiempo real (comparable a la deduplicación en línea) tiene sus inconvenientes entre la reducción de datos y el rendimiento del rendimiento.
Si bien tanto la compresión como la deduplicación pueden consumir recursos si se realizan en tiempo real, la mayoría de las soluciones SDS modernas eliminarán esa penalización de rendimiento mediante el uso de almacenamiento en caché inteligente, proporcionando tanto reducción de almacenamiento como alto rendimiento.
7.4 Aceleración de E/S (I/O Acceleration)
Anteriormente se revisó sobre la agrupación de recursos y cómo la RAM y el almacenamiento flash pueden ser parte de esas agrupaciones. Las soluciones SDS a menudo usan RAM de alta velocidad y almacenamiento flash, no solo para mitigar el impacto en el rendimiento de los servicios de datos definidos por software sino también para acelerar el rendimiento del almacenamiento.
Por ejemplo, para lograr la mayor relación de consolidación de máquina virtual a host posible o para ejecutar aplicaciones que tienen altos requisitos de I/O por segundo (IOPS), las soluciones SDS pueden usar RAM o flash para escribir temporalmente I/O de almacenamiento (generalmente en la memoria caché de varios hosts para redundancia) antes de reconocer la I/O y luego escribirla en el almacenamiento permanente en disco.
Debido a que SDS le permite administrar su almacenamiento utilizando políticas aplicadas por máquina virtual o aplicación, este tipo de aceleración de I/O también se puede aplicar por máquina virtual o por aplicación en lugar de en una matriz completa o un LUN de almacenamiento completo
.
7.5 Snapshots ó Instantáneas
Al igual que con los hipervisores de virtualización y los sistemas de almacenamiento tradicionales, puede tomar instantáneas con las soluciones SDS.
La desventaja de las instantáneas basadas en hipervisor siempre ha sido la penalización del rendimiento por tomar y conservar la instantánea.
La desventaja de las instantáneas de almacenamiento tradicionales es que generalmente requieren que se haga una instantánea de todo el LUN de almacenamiento. Esto requiere mucha más capacidad de la necesaria.
Dependiendo de cómo se presente el almacenamiento, SDS le permite tomar instantáneas de nivel de máquina virtual o de almacenamiento que son conscientes de la virtualización y, en algunos casos, de la deduplicación.
7.6 Clonación
Casi todos los administradores de virtualización han usado clones en su infraestructura virtual. Los clones duplican una máquina virtual en el caso de un hipervisor de virtualización. Los clones pueden ahorrarles a los administradores una enorme cantidad de tiempo, porque cuando necesitan crear nuevas máquinas virtuales, simplemente pueden clonar una máquina virtual existente.
Los clones también se usan mucho en implementaciones de infraestructura de escritorio virtual (VDI) donde muchas máquinas virtuales se basan en una sola máquina virtual de "imagen principal" que luego se clona para crear todos los escritorios de usuario final en el grupo.
La preocupación que los administradores siempre han tenido con los clones es el impacto en el rendimiento que tendrán dependiendo del tipo de clon que se esté realizando.
7.7 Replicación
La replicación de datos es utilizada en gran medida por empresas de todos los tamaños para la protección de datos en caso de una interrupción localizada del centro de datos (como la falla de un SAN o NAS) o en caso de una interrupción a gran escala (por ejemplo, la sede de la empresa y el centro de datos fueron destruidos por un tornado). No importa el problema, cuando los datos no estén disponibles, las aplicaciones estarán inactivas: la empresa comenzará a perder dinero.
La replicación esencialmente copia los datos de un disco a otro disco, y ese otro disco podría ser local en el mismo centro de datos, o en otro centro de datos en todo el estado o país. En caso de pérdida de datos, esos datos se pueden utilizar para mostrar, por ejemplo, las máquinas virtuales que ejecutan el sistema de punto de venta de la compañía que se replicaron en un centro de datos de respaldo.
Con el almacenamiento tradicional, la replicación generalmente solo se habilitaba cuando se compraba una clave de licencia separada del proveedor de almacenamiento. La replicación de datos más granular que se pudo hacer fue por LUN, lo que probablemente incluía muchas máquinas virtuales.
Sin embargo, con SDS, la replicación es otro de los servicios de datos avanzados que se pueden habilitar por máquina virtual y se incluye en el software SDS (no se necesitan claves ni licencias adicionales). La replicación habilitada con SDS se puede utilizar para proteger los datos tanto en un clúster de centros de datos locales, en centros de datos o en la nube.
7.8 Movilidad de datos
Una vez que SDS extrae el hardware de almacenamiento físico, sus datos ahora son móviles y se pueden mover a través de cualquiera de las diversas formas de almacenamiento: flash, HD, SAN / NAS, nube y más (Figura 10). Lo que esto significa es que si, por ejemplo, reemplaza su SAN y pasa al almacenamiento local acelerado de I/O, sus datos pueden moverse dinámicamente, de una forma de hardware de almacenamiento a otro sin ningún tiempo de inactividad para las aplicaciones que usan esos datos
Sin embargo, la movilidad de almacenamiento no es solo para el reemplazo de hardware. Por ejemplo, vamos a decir que usted quiere proporcionar una máquina virtual con un nivel más alto de almacenamiento. Con la movilidad de almacenamiento, podría cambiar la política de almacenamiento en una máquina virtual y, sin tiempo de inactividad para la máquina virtual o sus aplicaciones, el almacenamiento de la máquina virtual podría migrarse de un tipo de almacenamiento (quizás almacenamiento SATA de "nivel bronce") a otro tipo de almacenamiento (quizás almacenamiento de "nivel de oro" acelerado por I/O).
Figura 10 Sistema de Almacenamiento por Capas (Tiering)
7.9 Cifrado
Al igual que otros servicios de datos avanzados habilitados en todo el software, el cifrado de datos se puede habilitar para garantizar que todos los datos (o solo una máquina virtual individual, por ejemplo) estén encriptados y seguros cuando se almacenan.
7.10 Aprovisionamiento delgado (Thin Provisioning)
Cuando se trata de aprovisionamiento de SAN LUN o aprovisionamiento de disco de máquina virtual, los LUN y los discos virtuales se llenan de espacios en blanco para reservar su capacidad total. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el almacenamiento aprovisionado se usa solo de manera fraccional. El aprovisionamiento fino le dice al dispositivo que solicitó el almacenamiento que la capacidad total está disponible. Sin embargo, en realidad, la única capacidad de almacenamiento que realmente se ha utilizado se ha reservado (no el total).
Como se muestra en la Figura 11, con SDS, el aprovisionamiento delgado está habilitado de manera predeterminada y se realiza en todo el grupo de almacenamiento, no solo en LUN individuales.
Figura 11 Asignación Tradicional vs. Thin Provisioning
8. Resiliencia / Protección de datos
Todos conocen la Ley de Murphy, "si algo malo puede suceder, lo hará". Los sistemas de almacenamiento no son inmunes a esta "ley". Por lo tanto, cada sistema de almacenamiento debe garantizar que ofrece resistencia de datos y múltiples niveles de protección de datos. SDS no es diferente.
Por ejemplo, ¿qué pasa si pierde un disco? ¿Un grupo de discos? ¿Un disco de caché? ¿O un host en el clúster de almacenamiento?
Al analizar las soluciones SDS, hay varios tipos de capacidades de resistencia y protección de datos para preguntar.
8.1. Recuperación
Cuando se produce una falla en el sistema de almacenamiento, se debe notificar a los administradores de almacenamiento para que puedan reparar o reemplazar el hardware fallido, momento en el cual el sistema SDS puede reconstruir los datos distribuidos en todos los nodos del clúster de almacenamiento.
8.2. Alta disponibilidad
Con el almacenamiento SAN / NAS tradicional, crear una infraestructura de almacenamiento totalmente redundante es complejo y costoso. Para crear una alta disponibilidad de almacenamiento tradicional, se debe comprar un segundo SAN / NAS redundante o, como mínimo, configurar su SAN / NAS con todos los componentes de manera completamente redundante.
Los sistemas SDS deben proporcionar alta disponibilidad tanto a nivel de disco como a nivel de host.
8.3. Implicaciones de la virtualización
Siempre debe considerar las implicaciones de virtualizar la infraestructura de almacenamiento sobre el hipervisor de virtualización. Si hay un problema en la capa de virtualización, también podría significar que la infraestructura SDS no funcionará y, por lo tanto, tampoco lo harán las aplicaciones o servidores que requieran ese almacenamiento.
Sin embargo, con la mayoría de las empresas avanzando hacia la virtualización al 100%, si hay un problema en la capa de virtualización donde las máquinas virtuales no se inician, y la capa de almacenamiento es una de esas máquinas virtuales, entonces se tiene un problema crítico.
9. Resumen del capítulo
En este capítulo, se aprendió qué es el almacenamiento definido por software, cómo se compara con el almacenamiento tradicional, los diferentes enfoques para el diseño de SDS (VSA versus hipervisor / integrado en el núcleo) y los requisitos que debe cumplir para usar SDS. También se aprendió cómo se usa SDS para abstraer y agrupar las opciones de almacenamiento tradicionales y modernas (como flash) en un solo grupo de recursos de almacenamiento compartido. Finalmente, aprendió sobre los servicios de datos avanzados (como compresión, deduplicación, replicación y almacenamiento en caché de I/O) que los sistemas SDS modernos ofrecen a las empresas, todo en software, todo incluido y sin costos adicionales.
MTI-7-M6-R1
PUCE
Created on September 11, 2020
Start designing with a free template
Discover more than 1500 professional designs like these:
View
Momentum: Employee Introduction Presentation
View
Corporate Fluid Presentation
View
Corporate Culture Presentation
View
Executive Presentation
View
Professional Presentation
View
Creative Presentation
View
Momentum: Onboarding Presentation
Explore all templates
Transcript
Almacenamiento Definido por Software (Software Define Storage)
Transformación Digital
MAESTRÍA EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN CON MENCIÓN EN GESTIÓN Y ADMINISTRACIÓN DE TECNOLOGÍA
1. Introducción
En el tema 6 se hace un análisis de las soluciones de Almacenamiento Definido por Software y las ventajas de cara a los procesos de transformación Digital que afrontan las empresas el día de hoy. Estas soluciones a menudo se comparan con soluciones tradicionales de almacenamiento, que si bien se han visto amenazadas por el auge de las soluciones “Software Defined”, se complementan en muchos casos y pueden resultar en soluciones a medida dependiendo de las necesidades de las organizaciones.
Resultados de aprendizaje
Al finalizar con éxito este tema los estudiantes serán capaces de:
Es innegable que todo el almacenamiento electrónico se accede y administra a través de algún tipo de software de computadora. Entonces, ¿no están todos los sistemas de almacenamiento basados en software? La respuesta es sí, por supuesto. Todos los sistemas de almacenamiento tradicionales que se utilizan actualmente en los centros de datos se basan en software. Sin embargo, existe una diferencia entre el almacenamiento y el almacenamiento definido por software, o SDS.
Figura 1 Software Defined Storage
Para aclarar la confusión sobre qué almacenamiento se compara con el almacenamiento definido por software, este capítulo responderá preguntas como:
2. El Escenario del SDS
En los capítulos anterior hablamos sobre la tendencia del "software definided" en el centro de datos; sin embargo, aquí nos centraremos en SDS (Software Defined Storage) específicamente. El escenario del SDS es lleno de baches. Vamos a responder a algunas de las preguntas más comunes acerca de SDS para ayudar a aclarar las cosas.
3. ¿Qué es el almacenamiento definido por software?
La definición exacta de SDS todavía está evolucionando, pero la definición generalmente aceptada es que el almacenamiento definido por software es "donde la administración e inteligencia del sistema de almacenamiento se desacopla del hardware físico subyacente". Esto significa que el software SDS puede proporcionar una gestión basada en políticas y aprovisionamiento de los datos que se almacenan, independientemente del hardware de almacenamiento que se esté utilizando.
La mayoría de los sistemas SDS crean una superposición de sistema de archivos en la parte superior del hardware físico. Ese sistema de archivos es utilizado por los hosts de virtualización (para almacenar máquinas virtuales) o por servidores físicos, los cuales proporcionan servicios de aplicaciones. El sistema de almacenamiento SDS generalmente se distribuye entre los múltiples hosts físicos que proporcionan la capacidad de almacenamiento físico real. La distribución ofrece tanto alta disponibilidad para los datos (en caso de falla) como rendimiento (al tener múltiples copias de los datos disponibles). Esa capacidad de almacenamiento físico puede ser una mezcla de disco giratorio tradicional o almacenamiento flash (que se puede utilizar para el almacenamiento en caché o para el almacenamiento de datos, según el diseño de la SDS).
Figura 2. Solución de SDS – Fabricante VMWare
Los sistemas SDS actuales incluyen virtualización de almacenamiento que proporciona esta abstracción de la inteligencia de almacenamiento lejos del almacenamiento subyacente. Los sistemas SDS generalmente permiten a los consumidores una gran flexibilidad en el hardware de almacenamiento subyacente y las características de almacenamiento avanzadas. Por ejemplo, pueden proporcionar deduplicación, compresión, aprovisionamiento delgado (Thin Provisioning), instantáneas (Snapshots), replicación, almacenamiento en caché y otras funciones avanzadas de almacenamiento. Cada vez más, los sistemas SDS son completamente accesibles a través de una API REST (Figura 3) para que puedan participar en procesos de automatización y orquestación que permiten que el almacenamiento se adapte dinámicamente, a medida que el negocio demanda cambios.
Figura 3 Capaz Lógicas del SDS
Figura 4 Fabricantes de soluciones Software Defined Storage
El SDS se puede vender por separado del almacenamiento subyacente o se puede incluir con el almacenamiento subyacente. Lo más importante es que el software que hace posible el almacenamiento puede separarse del hardware de almacenamiento. En muchos casos, el SDS se ejecuta sobre diferentes sistemas operativos y es compatible con múltiples tipos de hardware de almacenamiento subyacente. Junto con la red definida por software (SDN), SDS es una pieza fundamental del ideal de centro de datos definido por software (SDDC) que la mayoría de las empresas se esfuerzan por adoptar.
4. ¿Qué no es el almacenamiento definido por software?
Las redes tradicionales de área de almacenamiento (SAN) y los sistemas de almacenamiento conectado a la red (NAS) que se empaquetan como una solución única donde la inteligencia de almacenamiento y el hardware se acoplan tan estrechamente que ninguno de ellos puede intercambiarse, no son soluciones SDS. Además, una solución para poder considerarse del tipo SDS, debe poder administrar el almacenamiento y ser capaz de crear y presentar almacenamiento utilizable a las aplicaciones. Las soluciones de software que consolidan la administración de matrices de almacenamiento, o que pueden usar una API para indicarle a un sistema de almacenamiento que cree un número de unidad lógica (LUN), no son SDS.
5. SDS en comparación con el almacenamiento tradicional
Entonces, si SDS ofrece tantos beneficios y una flexibilidad tan tremenda, ¿por qué las soluciones de almacenamiento no siempre se han diseñado y entregado de esta manera? La razón por la cual estos llamados "sistemas de almacenamiento definidos por hardware" se crearon en primer lugar fue porque, en ese momento, el hardware del servidor que podría haber ejecutado esta inteligencia de almacenamiento simplemente no era adecuado para proporcionar el procesamiento y el rendimiento que las aplicaciones requerían de la misma. El resto, hardware dedicado de SAN y NAS, se creó para acoplar estrechamente el software con hardware especializado para proporcionar un alto rendimiento.
Hoy en día, con la CPU del servidor, el bus y los canales de I/O que pueden ofrecer un rendimiento tan alto, no hay razón para que el software inteligente no pueda ejecutarse en casi cualquier servidor X86 en el centro de datos moderno y proporcionar los servicios de almacenamiento necesarios por las aplicaciones. Si comparara SDS con las soluciones SAN / NAS tradicionales, encontraría las siguientes diferencias:
6. Abstracción, agrupación y virtualización de almacenamiento
SDS, como la virtualización del servidor, se basa en la abstracción (o virtualización) y la agrupación de recursos. Al igual que la virtualización de servidores donde puede crear un clúster de cómputo, agrupando los recursos de la CPU y la memoria, con SDS se puede agrupar fácilmente los recursos de almacenamiento en un clúster de almacenamiento donde se pueden administrar y monitorear como un solo recurso.
6.1. ¿Qué puedes agrupar?
El primer paso en el almacenamiento definido por software es abstraer los recursos de hardware subyacentes y agrupar esos recursos en, por lo general, un grupo de recursos gigantes para que puedan ser compartidos por todos los servidores y aplicaciones que necesitan acceso al almacenamiento. SDS puede agrupar numerosos tipos de recursos de hardware (e incluso en la nube) en un solo grupo que luego se puede administrar utilizando políticas basadas en software que se crean y aplican según las necesidades de la empresa y sus aplicaciones.
Los tipos más comunes de recursos de almacenamiento que se pueden agrupar mediante el almacenamiento definido por software incluyen:
6.2. Tipos de Flash
Muchos pueden suponer que hay un solo tipo de almacenamiento de flash y que cualquier variación en el precio es todo un esquema de comercialización. Sin embargo, a partir de 2015, en realidad hay cinco tipos de almacenamiento de flash que debe tener en cuenta. Las diferencias técnicas causan no sólo las variaciones de precio, sino las variaciones en la duración de la vida, la resistencia, el rendimiento y la capacidad.
Los cinco tipos de flash son:
Figura 7 Memoria utilizada como acelerador de rendimiento en SDS
La Nube pública como recurso SDS Puede ser sorprendente ver la nube pública listada como un recurso junto con el Almacenamiento tracicional y el Almacenamiento flash, pero el almacenamiento en la nube pública es otro de los recursos que SDS puede abstraer y agrupar. El almacenamiento en la nube se está volviendo más popular debido a su costo extremadamente bajo por GB. Sin embargo, la desventaja del almacenamiento en la nube pública es que, dependiendo de la conectividad que tenga con la nube, la latencia para acceder a ese almacenamiento puede ser alta (y generalmente es mucho mayor que el almacenamiento local). Por estas razones, el almacenamiento en la nube pública a menudo se usa para fines de archivo y protección de datos en lugar de acceso inmediato. Aún así, las soluciones SDS pueden abstraer y agrupar el almacenamiento en la nube pública como si fuera local, pero aplicar políticas para que solo se almacenen datos de respaldo o archivo de baja prioridad.
6.3. Presentación de almacenamiento a las aplicaciones
Una vez que el almacenamiento basado en hardware subyacente se abstrae y agrupa, ese almacenamiento debe presentarse a los servidores y aplicaciones que necesitan acceso. Existen varios métodos para hacerlo y, de manera similar a las matrices de almacenamiento tradicionales, la mayoría de los sistemas SDS admiten más de un método de presentación de datos.
Estos son los métodos de presentación de almacenamiento más comunes:
Figura 8 Acceso al Almacenamiento
7. Servicios de datos avanzados
Poder abstraer, agrupar y presentar el almacenamiento a servidores y aplicaciones es fundamental, y el almacenamiento definido por software proporciona una funcionalidad adicional en forma de servicios de datos avanzados. Es posible que esté familiarizado con algunos de estos servicios de datos avanzados basados en características que ya están disponibles en los sistemas de almacenamiento tradicionales. La diferencia con SDS es que estos servicios de datos avanzados se incluyen comúnmente con la solución SDS sin costo adicional. Además, SDS se asegura de que sean posibles nuevos tipos de servicios de datos, como la movilidad de datos en el centro de datos, lo que abre nuevas oportunidades para centros de datos más ágiles. Los servicios de datos avanzados que comúnmente ofrecen las soluciones SDS incluyen lo siguiente.
7.1 Reducción de datos
Con el crecimiento exponencial de los datos en las empresas y en toda la nube, las empresas necesitan todas las formas de reducción de datos disponibles. Las dos formas más comunes de reducción de datos son la deduplicación y la compresión.La deduplicación ocurre cuando un sistema de almacenamiento reduce el tamaño de los datos al eliminar las redundancias (copias de datos) en un conjunto de datos de gran tamaño.
Por ejemplo, considere por un momento todas las copias del sistema operativo Windows o Linux que se utilizan en un centro de datos empresarial. Un porcentaje muy grande de los sistemas operativos para servidores y máquinas virtuales almacenados en centros de datos empresariales son datos duplicados. La deduplicación le permite almacenar una sola instancia de cada bloque de datos en su entorno. Al habilitar la deduplicación en su entorno de almacenamiento, puede ahorrar enormemente en capacidad. Por ejemplo, imagine si tuviera 100 servidores absolutamente idénticos. Con la deduplicación, se almacenaría una sola copia de ese servidor y no se necesitaría almacenar los otros 99.
Figura 8 Reducción de Información. Deduplicación
7.2 La deduplicación extiende la vida de Flash
La deduplicación ahorra espacio. Pero aún mejor, cuando está bien implementada en línea por el vendedor, la deduplicación de datos puede incluso ayudar a sacar más provecho del almacenamiento Flash.Los dispositivos de almacenamiento Flash tienen una vida útil finita, medida en el número de programa de borrado (P / E) ciclos que el dispositivo puede soportar. Cada vez que se escriben datos en un dispositivo, el dispositivo debe realizar un ciclo P / E en las celdas objetivo.
Ahora, imagine que tiene 100 servidores idénticos y la deduplicación significa que solo tiene que almacenar uno de ellos. Eso significa que usted puede evitar tener que escribir las otras 99 copias, renunciando así a la necesidad de poner los medios flash a través de los ciclos de P / E necesarias para escribir esas otras 99 copias. Esta técnica, llamada también la evitación de escritura, es uno de los métodos primarios por el cual se optimiza la vida útil de lo s almacenamientos Flash. Como se muestra en la Figura 9, existen diferentes tipos de diseños de deduplicación, como la deduplicación en línea o previa al proceso (realizada en el momento en que los datos se escriben en el sistema de almacenamiento) y la deduplicación posterior al proceso (realizada después los datos han sido escritos). Cada tipo tiene su propio conjunto de ventajas y desventajas. Consulte la barra lateral titulada “Pros y contras para los tipos de deduplicación” para obtener más información.
Figura 9 Deduplicación Postproceso vs. En línea
7.3 Pros y contras para los tipos de deduplicación
Existen numerosos métodos altamente técnicos para realizar la deduplicación de datos, pero cuando se ve desde un nivel superior, las dos opciones que la mayoría de las organizaciones de TI eligen son la deduplicación previa o la posterior al proceso. Cada uno de estos tiene sus propios pros y contras.
A) Deduplicación en líneaCon la deduplicación en línea, los datos se deduplican antes de escribirse en el disco (generalmente en la memoria o en un nivel flash). La ventaja de esto es que nunca hay duplicación de los datos en el disco, por lo que no se consume espacio en disco para datos duplicados y no se consume una I/O en la infraestructura de almacenamiento. La desventaja de la deduplicación en línea es que puede haber una penalización por latencia de almacenamiento y estar asociada con la deduplicación en línea. Sin embargo, muchas soluciones de deduplicación pueden eliminar la sobrecarga de la duplicación previa al proceso con el almacenamiento de tipo caché. Con cualquier solución de deduplicación en línea, una posible preocupación es si la solución puede proporcionar una deduplicación global en línea (en todos los datos) o si el sistema de deduplicación en línea solo funciona en un pequeño subconjunto de datos y los datos restantes aún tiene duplicación (que podría eliminarse mediante deduplicación posterior al proceso).
B) Desduplicación posterior al procesoCon la deduplicación posterior al proceso, los datos se deduplican después de que se escriben en el disco, por un proceso separado, después de la escritura. La ventaja de esto es que no hay una sobrecarga de rendimiento para el proceso de deduplicación, ya que generalmente se realiza durante las horas no pico, cuando de todos modos hay ciclos de I/O y CPU libres. Otra ventaja es que la deduplicación posterior al proceso tiene una mejor oportunidad de realizar la deduplicación global, en todos los datos del centro de datos, que el proceso previo, ya que generalmente tiene acceso y recursos para hacerlo. La desventaja de la deduplicación posterior al proceso es que ocurre después de que los datos ya están escritos, y eso significa que ocurre con la penalización de una I/O de escritura y requiere capacidad de almacenamiento en el disco (hasta que ocurra el proceso de deduplicación posterior al proceso).
También es de especial consideración al considerar los sistemas de deduplicación el tamaño de bloque utilizado cuando se realiza la deduplicación, así como el tipo de medio en el que se almacenan los bloques deduplicados. Ambos factores pueden ser factores importantes en el rendimiento de los datos deduplicados, ya sea duplicados antes o después del proceso. La compresión, por otro lado, también elimina datos duplicados, pero lo hace en pequeños conjuntos de datos, como en un archivo o un bloque de datos. Al igual que la deduplicación, la compresión requiere ciclos de procesamiento de la CPU y realizar compresión en tiempo real (comparable a la deduplicación en línea) tiene sus inconvenientes entre la reducción de datos y el rendimiento del rendimiento. Si bien tanto la compresión como la deduplicación pueden consumir recursos si se realizan en tiempo real, la mayoría de las soluciones SDS modernas eliminarán esa penalización de rendimiento mediante el uso de almacenamiento en caché inteligente, proporcionando tanto reducción de almacenamiento como alto rendimiento.
7.4 Aceleración de E/S (I/O Acceleration)
Anteriormente se revisó sobre la agrupación de recursos y cómo la RAM y el almacenamiento flash pueden ser parte de esas agrupaciones. Las soluciones SDS a menudo usan RAM de alta velocidad y almacenamiento flash, no solo para mitigar el impacto en el rendimiento de los servicios de datos definidos por software sino también para acelerar el rendimiento del almacenamiento.
Por ejemplo, para lograr la mayor relación de consolidación de máquina virtual a host posible o para ejecutar aplicaciones que tienen altos requisitos de I/O por segundo (IOPS), las soluciones SDS pueden usar RAM o flash para escribir temporalmente I/O de almacenamiento (generalmente en la memoria caché de varios hosts para redundancia) antes de reconocer la I/O y luego escribirla en el almacenamiento permanente en disco. Debido a que SDS le permite administrar su almacenamiento utilizando políticas aplicadas por máquina virtual o aplicación, este tipo de aceleración de I/O también se puede aplicar por máquina virtual o por aplicación en lugar de en una matriz completa o un LUN de almacenamiento completo .
7.5 Snapshots ó Instantáneas
Al igual que con los hipervisores de virtualización y los sistemas de almacenamiento tradicionales, puede tomar instantáneas con las soluciones SDS. La desventaja de las instantáneas basadas en hipervisor siempre ha sido la penalización del rendimiento por tomar y conservar la instantánea. La desventaja de las instantáneas de almacenamiento tradicionales es que generalmente requieren que se haga una instantánea de todo el LUN de almacenamiento. Esto requiere mucha más capacidad de la necesaria. Dependiendo de cómo se presente el almacenamiento, SDS le permite tomar instantáneas de nivel de máquina virtual o de almacenamiento que son conscientes de la virtualización y, en algunos casos, de la deduplicación.
7.6 Clonación
Casi todos los administradores de virtualización han usado clones en su infraestructura virtual. Los clones duplican una máquina virtual en el caso de un hipervisor de virtualización. Los clones pueden ahorrarles a los administradores una enorme cantidad de tiempo, porque cuando necesitan crear nuevas máquinas virtuales, simplemente pueden clonar una máquina virtual existente. Los clones también se usan mucho en implementaciones de infraestructura de escritorio virtual (VDI) donde muchas máquinas virtuales se basan en una sola máquina virtual de "imagen principal" que luego se clona para crear todos los escritorios de usuario final en el grupo. La preocupación que los administradores siempre han tenido con los clones es el impacto en el rendimiento que tendrán dependiendo del tipo de clon que se esté realizando.
7.7 Replicación
La replicación de datos es utilizada en gran medida por empresas de todos los tamaños para la protección de datos en caso de una interrupción localizada del centro de datos (como la falla de un SAN o NAS) o en caso de una interrupción a gran escala (por ejemplo, la sede de la empresa y el centro de datos fueron destruidos por un tornado). No importa el problema, cuando los datos no estén disponibles, las aplicaciones estarán inactivas: la empresa comenzará a perder dinero.
La replicación esencialmente copia los datos de un disco a otro disco, y ese otro disco podría ser local en el mismo centro de datos, o en otro centro de datos en todo el estado o país. En caso de pérdida de datos, esos datos se pueden utilizar para mostrar, por ejemplo, las máquinas virtuales que ejecutan el sistema de punto de venta de la compañía que se replicaron en un centro de datos de respaldo. Con el almacenamiento tradicional, la replicación generalmente solo se habilitaba cuando se compraba una clave de licencia separada del proveedor de almacenamiento. La replicación de datos más granular que se pudo hacer fue por LUN, lo que probablemente incluía muchas máquinas virtuales. Sin embargo, con SDS, la replicación es otro de los servicios de datos avanzados que se pueden habilitar por máquina virtual y se incluye en el software SDS (no se necesitan claves ni licencias adicionales). La replicación habilitada con SDS se puede utilizar para proteger los datos tanto en un clúster de centros de datos locales, en centros de datos o en la nube.
7.8 Movilidad de datos
Una vez que SDS extrae el hardware de almacenamiento físico, sus datos ahora son móviles y se pueden mover a través de cualquiera de las diversas formas de almacenamiento: flash, HD, SAN / NAS, nube y más (Figura 10). Lo que esto significa es que si, por ejemplo, reemplaza su SAN y pasa al almacenamiento local acelerado de I/O, sus datos pueden moverse dinámicamente, de una forma de hardware de almacenamiento a otro sin ningún tiempo de inactividad para las aplicaciones que usan esos datos
Sin embargo, la movilidad de almacenamiento no es solo para el reemplazo de hardware. Por ejemplo, vamos a decir que usted quiere proporcionar una máquina virtual con un nivel más alto de almacenamiento. Con la movilidad de almacenamiento, podría cambiar la política de almacenamiento en una máquina virtual y, sin tiempo de inactividad para la máquina virtual o sus aplicaciones, el almacenamiento de la máquina virtual podría migrarse de un tipo de almacenamiento (quizás almacenamiento SATA de "nivel bronce") a otro tipo de almacenamiento (quizás almacenamiento de "nivel de oro" acelerado por I/O).
Figura 10 Sistema de Almacenamiento por Capas (Tiering)
7.9 Cifrado
Al igual que otros servicios de datos avanzados habilitados en todo el software, el cifrado de datos se puede habilitar para garantizar que todos los datos (o solo una máquina virtual individual, por ejemplo) estén encriptados y seguros cuando se almacenan.
7.10 Aprovisionamiento delgado (Thin Provisioning)
Cuando se trata de aprovisionamiento de SAN LUN o aprovisionamiento de disco de máquina virtual, los LUN y los discos virtuales se llenan de espacios en blanco para reservar su capacidad total. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el almacenamiento aprovisionado se usa solo de manera fraccional. El aprovisionamiento fino le dice al dispositivo que solicitó el almacenamiento que la capacidad total está disponible. Sin embargo, en realidad, la única capacidad de almacenamiento que realmente se ha utilizado se ha reservado (no el total).
Como se muestra en la Figura 11, con SDS, el aprovisionamiento delgado está habilitado de manera predeterminada y se realiza en todo el grupo de almacenamiento, no solo en LUN individuales.
Figura 11 Asignación Tradicional vs. Thin Provisioning
8. Resiliencia / Protección de datos
Todos conocen la Ley de Murphy, "si algo malo puede suceder, lo hará". Los sistemas de almacenamiento no son inmunes a esta "ley". Por lo tanto, cada sistema de almacenamiento debe garantizar que ofrece resistencia de datos y múltiples niveles de protección de datos. SDS no es diferente. Por ejemplo, ¿qué pasa si pierde un disco? ¿Un grupo de discos? ¿Un disco de caché? ¿O un host en el clúster de almacenamiento? Al analizar las soluciones SDS, hay varios tipos de capacidades de resistencia y protección de datos para preguntar.
8.1. Recuperación
Cuando se produce una falla en el sistema de almacenamiento, se debe notificar a los administradores de almacenamiento para que puedan reparar o reemplazar el hardware fallido, momento en el cual el sistema SDS puede reconstruir los datos distribuidos en todos los nodos del clúster de almacenamiento.
8.2. Alta disponibilidad
Con el almacenamiento SAN / NAS tradicional, crear una infraestructura de almacenamiento totalmente redundante es complejo y costoso. Para crear una alta disponibilidad de almacenamiento tradicional, se debe comprar un segundo SAN / NAS redundante o, como mínimo, configurar su SAN / NAS con todos los componentes de manera completamente redundante. Los sistemas SDS deben proporcionar alta disponibilidad tanto a nivel de disco como a nivel de host.
8.3. Implicaciones de la virtualización
Siempre debe considerar las implicaciones de virtualizar la infraestructura de almacenamiento sobre el hipervisor de virtualización. Si hay un problema en la capa de virtualización, también podría significar que la infraestructura SDS no funcionará y, por lo tanto, tampoco lo harán las aplicaciones o servidores que requieran ese almacenamiento. Sin embargo, con la mayoría de las empresas avanzando hacia la virtualización al 100%, si hay un problema en la capa de virtualización donde las máquinas virtuales no se inician, y la capa de almacenamiento es una de esas máquinas virtuales, entonces se tiene un problema crítico.
9. Resumen del capítulo
En este capítulo, se aprendió qué es el almacenamiento definido por software, cómo se compara con el almacenamiento tradicional, los diferentes enfoques para el diseño de SDS (VSA versus hipervisor / integrado en el núcleo) y los requisitos que debe cumplir para usar SDS. También se aprendió cómo se usa SDS para abstraer y agrupar las opciones de almacenamiento tradicionales y modernas (como flash) en un solo grupo de recursos de almacenamiento compartido. Finalmente, aprendió sobre los servicios de datos avanzados (como compresión, deduplicación, replicación y almacenamiento en caché de I/O) que los sistemas SDS modernos ofrecen a las empresas, todo en software, todo incluido y sin costos adicionales.