Febrero 2005

Almacenamiento empresarial: Almacenamiento corporativo

En los entornos de negocio actuales, los datos tienen un extraordinario valor para las compañías, sea cual sea su tamaño. Algunos de los elementos más críticos y problemáticos que afectan al almacenamiento de la información son la movilidad, disponibilidad y uso compartido de los datos de manera efectiva en coste y rendimiento. Tareas como, por ejemplo, el almacenamiento de los datos bancarios, el registro de todo tipo de transacciones comerciales, o los estados de inventarios, son algunos de los procesos más representativos de la economía moderna y que tienen en el almacenamiento corporativo uno de sus pilares fundamentales.

Como es sabido por todos, la informática y sus nuevos métodos de empleo de la información han motivado la aparición de nuevos sistemas, tanto para la utilización compartida de documentos como para su necesario y seguro almacenamiento. A pesar de los esfuerzos y las cuantiosas inversiones en equipamiento y aplicaciones, nadie puede evitar los desastres continuos que amenazan la vida de los recursos informáticos de una compañía. Las necesidades de implantación de los sistemas de backup y recuperación de datos para proteger los datos críticos diseminados por sus complejos entornos, son bien conocidas.

Por otra parte, debido a la importancia del almacenamiento en las redes empresariales, el mercado ofrece diversas posibilidades para diseñar las estructuras de almacenamiento. De este modo, y frente a los sistemas tradicionales SAN y NAS instalados hoy en día con mayor o menor éxito, la nueva tecnología iSCSI aparece como una alternativa seria a considerar por los gestores de las Tecnologías de Información para la adopción de soluciones, presupuestariamente razonables, que consoliden el almacenamiento corporativo en los entornos de las PYMES y grupos de trabajo.

Por último, el software encargado de gestionar los recursos de almacenamiento tiene un papel cada vez más decisivo en la optimización de los diferentes actores.

Nuevas necesidades, nuevas soluciones

Hay un viejo dicho que sostiene que los datos no dejan de aumentar hasta que se agota el espacio de almacenamiento disponible, y son muchos los ejemplos que se empeñan en confirmarlo. Las aplicaciones de comercio electrónico, los contenidos multimedia, el almacenamiento de datos, ERP (Enterprise Resource Planning o Planificación de recursos empresariales) y CRM (Customer Relationship Management o Gestión de las relaciones con los clientes) llenan con rapidez y, aparentemente, sin cesar, los medios de almacenamiento. Además, todas ellas se caracterizan por necesitar acceder a los datos de forma rápida y, por consiguiente, contar con una gran capacidad de almacenamiento y una elevada disponibilidad de la información resulta de vital importancia.

Cuando se habla de almacenamiento corporativo, el modelo tradicional presenta una serie de inconvenientes. Hasta hace pocos años, la única solución de almacenamiento disponible consistía en la conexión directa de un medio de almacenamiento (disco duro, array RAID, cinta, o disco óptico, por ejemplo) a un servidor que procesaba todas las peticiones de archivos que le enviaban los clientes. A pesar de su relativa productividad, este modelo genera una serie de problemas de administración y funcionabilidad. En primer lugar, no utiliza los recursos de forma eficaz, ya que el espacio de almacenamiento se encuentra en compartimentos estancos. Asimismo, este modelo genera lo que se denomina «redundancia», es decir, la existencia no deseada e innecesaria de copias de un mismo archivo en varios servidores, circunstancia que resta eficacia y dificulta las tareas de colaboración y administración de la información. Además, cuando los datos se almacenan en los servidores de la red LAN, el tráfico derivado de las operaciones de copia de seguridad suele colapsar los recursos de dicha red. Otro de los problemas importantes y propios de este modelo, se plasma en que los servidores, salvo que dispongan de aplicaciones de terceras partes de no siempre fácil utilización, no pueden compartir datos de distintas plataformas, ya que un sistema de archivos (por ejemplo, NTFS) no puede leer los datos de otro sistema de archivos diferente como Unix.

Por todos estos inconvenientes, el modelo tradicional no optimiza los valiosos recursos de almacenamiento y obliga a los administradores a dedicar su preciado tiempo y labores de gestión al reparto de la carga de almacenamiento, a tener que realizar tediosas tareas de administración para eliminar la redundancia, y a la supresión de cuellos de botella en las comunicaciones con los grandes almacenes de datos. NAS y SAN son la solución a muchos de los quebraderos de cabeza que sufren los administradores.

Tecnologías NAS y SAN

En primer lugar, para solucionar estos problemas surgen los dispositivos NAS (Networked Attached Storage), los cuales consisten en unidades de almacenamiento, grandes servidores dedicados exclusivamente a tal fin que se conectan a la red.

Un dispositivo NAS es un servidor destinado exclusivamente al almacenamiento de datos, por lo general compuesto por matrices de discos duros, que se conectan a la red. Los clientes envían las peticiones de archivos directamente al dispositivo NAS, evitando a los servidores destinados a fines generales de la red. La mayoría de los dispositivos NAS contienen un sistema operativo incrustado (normalmente, en memoria ROM), simplificado y optimizado como, por ejemplo, un núcleo (kernel) de Unix, que sólo suministra archivos. Estos dispositivos también incluyen un procesador de E/S y un procesador de archivos.

Los dispositivos NAS poseen un sistema de archivos capaz de suministrar archivos de distintas plataformas, ya que son capaces de leer los datos de los principales sistemas de archivos. El micronúcleo (microkernel) reduce drásticamente la complejidad a la par que aumenta la fiabilidad del sistema. Los dispositivos NAS también poseen la capacidad de compartir una copia de los datos entre varios servidores de aplicaciones, lo que los convierte en una magnífica herramienta de colaboración entre plataformas. Además, son más económicos que los servidores estándar, por lo que se puede adquirir un dispositivo NAS para las plataformas de servidor Windows a un precio relativamente asequible. De hecho, la relación coste/rendimiento de este tipo de dispositivos los convierte en un producto muy atractivo.

Los dispositivos NAS también permiten tomar instantáneas, es decir, imágenes de los directorios del cliente o del servidor en los que se almacenan los datos. La toma de instantáneas es más frecuente en el mundo de los mainframes, y es distinta a la operación de almacenamiento de datos. La importancia y principal cualidad de las instantáneas reside en que son registros de los lugares en que residen los datos, no copias de los datos. De este modo, mientras que para guardar una copia de un archivo pueden hacer falta varios megabytes, para obtener una instantánea sólo hacen falta unos cuantos bytes. Ni que decir tiene que las instantáneas se utilizan profusamente para restaurar la versión anterior de un archivo de forma automática.

Los dispositivos NAS ofrecen un elevado nivel de rendimiento y fiabilidad a un bajo coste. Son excelentes para la colaboración y el almacenamiento de datos, sobre todo en entornos informáticos heterogéneos. Aun así, estos dispositivos sólo pueden suministrar archivos, no bloques de datos, lo que limita su utilidad.

Las redes SAN (Storage Area Network o Red de área de almacenamiento), por su parte, son redes multiservidor y de multialmacenamiento cuya capacidad máxima de almacenamiento puede y suele sobrepasar algunos centenares de Terabytes. Las redes SAN actúan como redes secundarias de las redes LAN. Todos los servidores que necesitan acceder a una red SAN se conectan a la misma mediante conexiones SCSI o canal de fibra, si bien el diseño de la red SAN dependerá del método de conexión que se utilice, que también afectará a la ampliación y accesibilidad de los datos que se almacenen en dicha red.

Es decir, las redes SAN permiten acceder a agrupaciones de dispositivos de almacenamiento de alta velocidad a través de un grupo de servidores y estaciones de trabajo también de alta velocidad. Estas redes secundarias liberan a la red principal de las transferencias masivas de datos correspondientes a las operaciones de copia de seguridad, ya que dichas transferencias se realizan entre dispositivos de almacenamiento de la red SAN.

Las redes SAN reducen a la mínima expresión la necesidad de disponer de servidores equipados con enormes almacenes de datos independientes y permiten encontrar un punto de equilibrio entre las necesidades de fiabilidad y disponibilidad. Estas redes también permiten repartir el coste de amortización del almacenamiento entre varios servidores y aplicaciones.

La convergencia NAS y SAN

Las redes de almacenamiento por área (SAN) y el almacenamiento conectado a la red (NAS) permite añadir y reubicar fácilmente el almacenamiento y previene el uso del espacio para tipos de archivos no relacionados con el negocio. En consecuencia, muchas veces se ve a las SAN y al NAS como tecnologías mutuamente excluyentes. No obstante, las SAN y el NAS en realidad se complementan la una al otro y pueden combinarse para resolver necesidades de almacenamiento TI comunes.

Una solución híbrida para el almacenamiento de datos consiste en montar una red SAN y conectarla a un dispositivo NAS. Si se utiliza el dispositivo NAS como pasarela de la red SAN, se dispondrá de acceso a todos los datos de dicha red, independientemente de la plataforma en que se encuentren. Desde el punto de vista técnico, es posible crear un gran dispositivo NAS que utilice la red SAN para aumentar el espacio de almacenamiento disponible. Desafortunadamente, esta solución pone de manifiesto las limitaciones que presentan los dispositivos NAS, como la ausencia de acceso directo a disco.

Las redes SAN, por su parte, ofrecen espacio en disco a los servidores, pero la forma en que los servidores utilicen dicho espacio en disco dependerá del sistema de archivos que utilice cada servidor. Aunque las redes SAN no permiten operaciones entre plataformas distintas, ofrecen el acceso directo a disco que necesitan muchas aplicaciones importantes. Además, las redes SAN son muy escalables y ofrecen un altísimo nivel de flexibilidad. Asimismo, puede añadirse más espacio de almacenamiento a una red SAN y asignar dicho espacio al servidor que lo necesite de forma muy fácil.

No se deje engañar por la promesa de que las redes SAN van a eliminar los cuellos de botella de su red sin tener que realizar grandes sacrificios. Es muy alto el precio que hay que pagar a cambio de resolver los problemas de tráfico, ya que las redes SAN precisan muchos y costosos recursos adicionales (por ejemplo, servidores y arrays de disco). Además, es necesario establecer una conexión entre todos y cada uno de los servidores de la red principal con la red SAN.

En resumen, tanto los dispositivos NAS como las redes SAN permiten el almacenamiento de datos a escala empresarial y la consolidación de dicho almacenamiento, pero prestan servicios totalmente distintos y presentan ventajas y limitaciones también distintas. En última instancia, las necesidades requeridas deben ser el baremo a la hora de elegir una u otra opción.

La nueva tecnología iSCSI, alto rendimiento a costes asequibles

En el competitivo mundo de los negocios y las TI, donde el manido Protocolo de Internet (IP) es el dueño y señor de las comunicaciones entre sistemas informáticos, ya sea en redes de área local (LAN) o en las de área amplia (WAN), y en el que las exigencias de almacenamiento de datos crecen de forma incesante, resulta del todo inevitable que estos dos pilares tecnológicos confluyan hacia una simbiosis operativa para simplificar su gobierno, al tiempo que elevar y optimizar la eficaz de los recursos disponibles. Bajo esta ambiciosa perspectiva, el nuevo protocolo Internet Small Computer Systems Interface (iSCSI) posibilita la combinación armoniosa de las redes de almacenamiento y las redes IP. A grandes rasgos, el protocolo iSCSI permite el transporte de un tráfico de almacenamiento al nivel de bloques sobre redes IP, para lo cual se apoya en los puntos fuertes de ambas tecnologías: los comandos SCSI para almacenamiento y los protocolos IP para redes. Es decir, iSCSI se basa en los dos protocolos de uso más extendido en el mundo del almacenamiento y de las redes. En el ámbito del almacenamiento, iSCSI utiliza el conjunto de comandos SCSI, que son los principales comandos de almacenamiento, utilizado en todas las configuraciones de almacenamiento. En el ámbito de las redes, iSCSI usa IP y Ethernet, que son la base de la mayoría de redes corporativas y que también se utilizan cada vez más en redes de área metropolitana (MAN) y en redes de amplio alcance. Con casi 30 años de investigación, desarrollo e integración a su favor, las redes IP ofrecen la mejor manejabilidad, interoperatividad y eficiencia en costes.

Técnicamente, el estándar iSCSI se fundamenta en un protocolo punto a punto para el transporte de bloques de datos E/S de almacenamiento sobre una red IP. En la práctica, la funcionalidad de este protocolo se usa en servidores (iniciadores), dispositivos de almacenamiento (destinos), y dispositivos de puertas de acceso de transferencia de protocolo. Como elementos de gestión del tráfico de información, se utilizan conmutadores y routers Ethernet estándar para trasladar los datos del servidor a los dispositivos almacenamiento. Lógicamente, gracias a la flexibilidad de este protocolo, también puede utilizar la infraestructura IP y Ethernet para expandir el acceso al almacenamiento SAN, así como para extender la conectividad SAN a cualquier distancia.

El atractivo de esta nueva tecnología reside en que permite la consolidación, ampliación y gestión de las redes de área de almacenamiento (SAN) sin incurrir en los gastos, complejidad ni desconocimiento propios de la tecnología SAN. De este modo, la utilización de los dispositivos y herramientas basadas en el protocolo iSCSI simplifica el almacenamiento de grandes cantidades de datos al permitir crear soluciones de almacenamiento SAN rentables en centros de datos remotos, regionales o departamentales, donde las soluciones Fibre Channel son demasiado costosas. Igualmente, iSCSI posibilita que las organizaciones puedan aprovechar sus actuales inversiones y conocimientos en infraestructura de red Ethernet para instalar redes SAN departamentales que complementen la SAN Fibre Channel del centro de datos, o crear redes completamente nuevas en entornos distribuidos.

Asimismo, las soluciones SAN basadas en iSCSI ofrecen una alternativa rentable al almacenamiento de conexión directa en áreas de la infraestructura de TI donde la tecnología Fibre Channel es innecesaria o económicamente inviable. En concreto, las soluciones SAN iSCSI son especialmente recomendables para su implantación en entornos Windows, Linux y Novell, donde la proliferación de servidores hace difícil la gestión del almacenamiento, dada su complejidad estructural y los elevados costes necesarios en recursos.

En resumidas cuentas, la nueva tecnología iSCSI combina la velocidad y precios asequibles de SCSI con la familiaridad y globalidad de las conexiones IP y Ethernet para crear soluciones de almacenamiento iSCSI rentables, ampliables y de alta simplicidad. Consecuentemente, los sistemas básicos de almacenamiento iSCSI son soluciones ideales para la consolidación del almacenamiento en ámbitos de explotación empresariales de tipo medio.

Gestión del almacenamiento, la herramienta clave para entornos heterogéneos Si sus clientes acuden en su ayuda para tratar de encontrar soluciones a sus problemas de almacenamiento originados por los vertiginosos cambios a los que están sometidos sus respectivos entornos de negocio, porque el volumen de datos crece de forma exponencial y no disponen precisamente ni de tiempo ni de presupuesto necesario para añadir más espacio de almacenamiento o contratar más personal, su asesoramiento, lejos de la adopción de soluciones de gran magnitud y complejidad, debe ir dirigido, en un gran número de ocasiones, hacia la elección de una buena aplicación de software para la gestión de almacenamiento. En concreto, esta clase de programas, unos más sofisticados que otros, son los encargados de proporcionar los servicios y tecnologías necesarias para la administración del entorno de almacenamiento, con los que poder obtener la mayor disponibilidad, rendimiento, y efectividad en el uso de los recursos de almacenamiento, así como asegurar su crecimiento, tanto a corto como a medio plazo.

Para maximizar la eficacia operacional y las inversiones, por razones de manejabilidad, costes y eficiencia, el software de gestión se ha convertido en un elemento esencial mediante el cual simplificar la gestión del almacenamiento, proporcionando herramientas de monitorización que permiten al cliente visualizar y administrar, de un modo global, sus entornos de almacenamiento, ya sean homogéneos o heterogéneos. Especialmente indicado para los entornos heterogéneos, el software de gestión del almacenamiento se presenta como la mejor ayuda para reducir considerablemente la complejidad de incrementar la eficiencia operacional y del personal. Así, mediante la integración, centralización, simplificación y automatización del almacenamiento y las tareas de gestión de datos sobre sistemas operativos distribuidos y soluciones de almacenamiento multifabricante, las herramientas de gestión del almacenamiento permiten garantizar la consecución de todos estos ambiciosos objetivos, propios de los entornos más exigentes y productivos.

En este sentido, mediante una consola de gestión única, los recursos de almacenamiento multifabricante pueden ser automáticamente descubiertos, mapeados, monitorizados, configurados y mantenidos, proporcionando, por tanto, la máxima extensión de control sobre el entorno de almacenamiento. Asimismo, la monitorización central del rendimiento y la planificación completa de la red de almacenamiento (incluyendo los hosts, la infraestructura y, cómo no, los datos) permiten proporcionar siempre un óptimo rendimiento. Además, si se cuenta con una buena herramienta para la gestión del inventario se puede valorar, monitorizar y planificar los recursos de almacenamiento, ayudándole a predecir las demandas futuras de capacidad y a evitar la escasez de espacio para almacenamiento, gracias a sus análisis de tendencia histórica y extrapolación de la capacidad y rendimiento de los datos, analizando la utilización del cliente y los modelos de consumo a través de amplios informes de utilización de servicios.

Por último, no hay que olvidar que cuando se precisan las máximas garantías en cuestión de almacenamiento, el software de gestión debe incluir un conjunto de herramientas integradas que abarquen tanto la gestión de los datos como la del almacenamiento, ofreciendo una calidad y protección de datos, superando en todo momento los más exigentes niveles de servicio, y siendo a la vez escalable y totalmente flexible de forma transparente. Su extensa integración de la gestión ofrece a los responsables de TI y proveedores de servicios una estructura completa para la evaluación, monitorización y gestión de la calidad y el coste de sus servicios TI, incluyendo el almacenamiento y protección de los datos.

En definitiva, un buen software de gestión de almacenamiento es aquel que proporciona los servicios y tecnologías necesarias para la administración de su entorno de almacenamiento y asegurar así la mayor disponibilidad, rendimiento, uso y crecimiento, hoy y en los años venideros.

NAS y SAN: No es lo mismo

La diferencia existente entre el funcionamiento de un dispositivo NAS y el de una red SAN puede resultar muy sutil a los ojos de los usuarios, pero no en lo que se refiere a su funcionamiento. Para empezar, los dispositivos NAS utilizan un protocolo IP para suministrar los archivos a los clientes, mientras que las redes SAN utilizan un protocolo SCSI para suministrar los bloques de datos a los servidores. Asimismo, los dispositivos NAS se asemejan a los servidores de red que suministran los archivos a los clientes, mientras que las redes SAN parecen más bien un medio de almacenamiento adicional para los servidores. Además, los dispositivos NAS suministran los archivos previa solicitud, mientras que las redes SAN se limitan a conceder el acceso directo a los discos.

En segundo lugar, otra diferencia significativa entre ambas tecnologías es que la conexión entre los dispositivos NAS y la red se realiza a través de Ethernet, mientras que la conexión entre los servidores y la red SAN se establece a través de SCSI o canal de fibra. Por consiguiente, los dispositivos NAS ofrecen un alto rendimiento y la posibilidad de suministrar archivos a servidores heterogéneos.

Por último, las redes SAN mejoran el modelo tradicional de almacenamiento basado en servidores y ofrecen un acceso a datos a gran velocidad. Por su parte, las redes SAN reúnen varios dispositivos de almacenamiento en un solo bloque de almacenamiento dividido en particiones, de modo que a cada servidor de la red principal se le asigna una partición.

En síntesis, puede decirse que las redes SAN utilizan el modelo tradicional de topología de almacenamiento, en virtud del cual todos los datos se almacenan en un dispositivo de almacenamiento al que se accede a través del servidor. Por el contrario, las redes SAN permiten recuperar los datos de forma rápida, reparticionar y reasignar el espacio de almacenamiento de forma fácil y liberar a las redes LAN del tráfico que originan las operaciones de copia de seguridad.