¿Qué es una SAN?
Guía definitiva de red de área de almacenamiento
Una red de área de almacenamiento (SAN) es una red o subred dedicada de alta velocidad que se interconecta y presenta grupos compartidos de dispositivos de almacenamiento a varios servidores.
La disponibilidad y accesibilidad del almacenamiento son preocupaciones críticas para la informática empresarial. Las implementaciones tradicionales de discos adjuntos directos dentro de servidores individuales pueden ser una opción simple y económica para muchas aplicaciones empresariales, pero los discos, y los datos vitales que contienen, están vinculados al servidor físico a través de una interfaz dedicada, como SAS. La informática empresarial moderna a menudo exige un nivel mucho más alto de organización, flexibilidad y control. Estas necesidades impulsaron la evolución de la red de área de almacenamiento (SAN).
La tecnología SAN aborda las demandas avanzadas de almacenamiento empresarial al proporcionar una red separada, dedicada, altamente escalable y de alto rendimiento diseñada para interconectar una multitud de servidores a una matriz de dispositivos de almacenamiento. Luego, el almacenamiento se puede organizar y administrar como grupos o niveles cohesivos. Una SAN permite a una organización tratar el almacenamiento como un único recurso colectivo que también se puede replicar y proteger de forma centralizada, mientras que las tecnologías adicionales, como la deduplicación de datos y RAID, pueden optimizar la capacidad de almacenamiento y mejorar enormemente la resiliencia del almacenamiento, en comparación con los sistemas tradicionales de conexión directa. almacenamiento (DAS).
Para qué se utilizan las redes de área de almacenamiento
En pocas palabras, una SAN es una red de discos a la que accede una red de servidores. Existen varios usos populares para las SAN en la informática empresarial. Normalmente se emplea una SAN para consolidar el almacenamiento. Por ejemplo, es común que un sistema informático, como un servidor, incluya uno o más dispositivos de almacenamiento local. Pero considere un centro de datos con cientos de servidores, cada uno de los cuales ejecuta máquinas virtuales que se pueden implementar y migrar entre servidores según se desee. Si los datos de una carga de trabajo se almacenan en ese almacenamiento local, es posible que también sea necesario mover los datos si la carga de trabajo se migra a otro servidor o restaurar si el servidor falla. En lugar de intentar organizar, rastrear y usar los discos físicos ubicados en servidores individuales en todo el centro de datos, una empresa podría optar por mover el almacenamiento a un subsistema de almacenamiento dedicado,
Una SAN también puede mejorar la disponibilidad del almacenamiento. Debido a que una SAN es esencialmente una estructura de red de computadoras y dispositivos de almacenamiento interconectados, una interrupción en una ruta de red generalmente se puede superar habilitando una ruta alternativa a través de la estructura SAN. Por lo tanto, la falla de un solo cable o dispositivo no deja el almacenamiento inaccesible para las cargas de trabajo empresariales. Además, la capacidad de tratar el almacenamiento como un recurso colectivo puede mejorar la utilización del almacenamiento al eliminar los discos «olvidados» en servidores infrautilizados. En cambio, una SAN ofrece una ubicación central para todo el almacenamiento y permite a los administradores agrupar y administrar los dispositivos de almacenamiento juntos.
Todos estos casos de uso pueden mejorar las posturas de cumplimiento regulatorio, recuperación ante desastres (DR) y continuidad del negocio (BC) de la organización al mejorar la capacidad de TI para admitir cargas de trabajo empresariales. Pero para apreciar el valor de la tecnología SAN, es importante comprender en qué se diferencia una SAN de un DAS tradicional.
Con DAS, uno o más discos se conectan directamente a una computadora específica a través de una interfaz de almacenamiento dedicada, como SATA o SAS. Los discos se utilizan a menudo para contener aplicaciones y datos destinados a ejecutarse en ese servidor específico. Aunque se puede acceder a los dispositivos DAS en un servidor desde otros servidores, la comunicación se realiza a través de la red IP común, la LAN, junto con el tráfico de otras aplicaciones. Acceder y mover grandes cantidades de datos a través de la red IP diaria puede llevar mucho tiempo, y las demandas de ancho de banda de los grandes movimientos de datos pueden afectar el rendimiento de las aplicaciones en el servidor.
Una SAN opera de una manera profundamente diferente. La SAN interconecta todos los discos en una red de área de almacenamiento dedicada . Esa red dedicada existe separada y aparte de la LAN común. Este enfoque permite que cualquiera de los servidores conectados a la SAN acceda a cualquiera de los discos conectados a la SAN, tratando de manera efectiva el almacenamiento como un único recurso colectivo. Ninguno de los datos de almacenamiento SAN necesita pasar a través de la LAN, mitigando las necesidades de ancho de banda de la LAN y preservando el rendimiento de la LAN. Debido a que SAN es una red dedicada separada, la red se puede diseñar para enfatizar el rendimiento y la resiliencia, que son beneficiosos para las aplicaciones empresariales.
Una SAN puede admitir una gran cantidad de dispositivos de almacenamiento y matrices de almacenamiento (subsistemas de almacenamiento especialmente diseñados) que admiten una SAN que puede escalar para contener cientos o incluso miles de discos. De manera similar, cualquier servidor con una interfaz SAN adecuada puede acceder a la SAN y su amplio potencial de almacenamiento, y una SAN puede admitir muchos servidores. Hay dos tipos principales de tecnologías de red e interfaces empleadas para SAN: Fibre Channel e iSCSI .
Cómo funciona una SAN
Una SAN es esencialmente una red destinada a conectar servidores con almacenamiento. El objetivo de cualquier SAN es sacar el almacenamiento de los servidores individuales y ubicar el almacenamiento de forma colectiva donde los recursos de almacenamiento se puedan administrar y proteger de forma centralizada. Dicha centralización se puede realizar físicamente, por ejemplo, colocando discos en un subsistema de almacenamiento dedicado como una matriz de almacenamiento. Pero la centralización también se puede manejar de manera cada vez más lógica a través de software, como VMware vSAN, que se basa en la virtualización para encontrar y agrupar el almacenamiento disponible.
Al conectar el almacenamiento colectivo a los servidores a través de una red separada, aparte de la LAN tradicional, el rendimiento del tráfico de almacenamiento se puede optimizar y acelerar porque el tráfico de almacenamiento ya no necesita competir por el ancho de banda de la LAN que necesitan los servidores y sus cargas de trabajo. Por lo tanto, las cargas de trabajo empresariales pueden potencialmente obtener un acceso más rápido a volúmenes asombrosos de almacenamiento. Una SAN generalmente se percibe como una serie de tres capas distintas: una capa de host, una capa de estructura y una capa de almacenamiento. Cada capa tiene sus propios componentes y características.
- Capa anfitriona. La capa de host representa los servidores que están conectados a la SAN. En la mayoría de los casos, los hosts (servidores) ejecutan cargas de trabajo empresariales, como bases de datos, que requieren acceso al almacenamiento. Los hosts suelen emplear componentes LAN (Ethernet) tradicionales para permitir que el servidor y su carga de trabajo se comuniquen con otros servidores y con los usuarios. Sin embargo, los hosts SAN también incorporan un adaptador de red separado que está dedicado al acceso SAN. El adaptador de red que se utiliza para la mayoría de las SAN FC se denomina adaptador de bus de host (HBA). Al igual que con la mayoría de los adaptadores de red, el FC HBA emplea firmware para operar el hardware del HBA, así como un controlador de dispositivo que conecta el HBA con el sistema operativo del servidor. Esta configuración permite que la carga de trabajo comunique comandos y datos de almacenamiento a través del sistema operativo a la SAN y sus recursos de almacenamiento. Tecnologías SAN disponibles , pero otras tecnologías SAN ampliamente aceptadas incluyen InfiniBand junto con iSCSI. Cada tecnología presenta su propia gama de costos y compensaciones, por lo que la organización debe considerar cuidadosamente su carga de trabajo y sus necesidades de almacenamiento al seleccionar una tecnología SAN. En última instancia, las capas de host, estructura y almacenamiento deben compartir la misma tecnología SAN.
- Capa de tela. La capa de estructura representa el cableado y los dispositivos de red que componen la estructura de red que interconecta los hosts SAN y el almacenamiento SAN. Los dispositivos de red SAN dentro de la capa de estructura pueden incluir conmutadores SAN , puertas de enlace, enrutadores y puentes de protocolo. El cableado y los puertos correspondientes de los dispositivos de estructura SAN pueden emplear conexiones de fibra óptica, para comunicación de red de largo alcance, o cables tradicionales de cobre para comunicación de red local de alcance costero. La diferencia entre una redy un tejido .es la redundancia: la disponibilidad de varias rutas alternativas desde los hosts hasta el almacenamiento en toda la estructura. Cuando se construye una estructura SAN, generalmente se implementan múltiples conexiones para proporcionar múltiples rutas. Si una ruta está dañada o interrumpida, la comunicación SAN utilizará una ruta alternativa.
- Capa de almacenamiento. La capa de almacenamiento se compone de los diversos dispositivos de almacenamiento recopilados en varios grupos, niveles o tipos de almacenamiento. El almacenamiento generalmente involucra HDD magnéticos tradicionales, pero también puede incluir SSD junto con dispositivos de medios ópticos, como unidades de CD y DVD, y unidades de cinta. La mayoría de los dispositivos de almacenamiento dentro de una SAN están organizados en grupos RAID físicos que se pueden emplear para aumentar la capacidad de almacenamiento, mejorar la confiabilidad del dispositivo de almacenamiento o ambos. A las entidades de almacenamiento lógico, como grupos RAID o incluso particiones de disco, se les asigna un LUN único que cumple el mismo propósito básico que una letra de unidad de disco, como C o D. Por lo tanto, cualquier host SAN puede acceder potencialmente a cualquier LUN SAN a través del tejido SAN. Al organizar los recursos de almacenamiento y designar entidades de almacenamiento de tal manera, una organización puede permitir qué host puede acceder a LUN específicos, permitiendo que la empresa ejerza un control granular sobre los activos de almacenamiento de la organización. Existen dos métodos básicos para controlar los permisos de SAN: enmascaramiento de LUN y zonificación. El enmascaramiento es esencialmente una lista de los LUN que no están disponibles o a los que un host SAN no debería acceder. En comparación, la zonificación controla el acceso del host a los LUN mediante la configuración de la propia estructura, lo que limita el acceso del host a los LUN de almacenamiento que se encuentran en una zona SAN aprobada (permitida).
Una SAN también emplea una serie de protocolos que permiten que el software se comunique o prepare datos para el almacenamiento. El protocolo más común es el Protocolo de canal de fibra (FCP), que mapea los comandos SCSI sobre la tecnología FC. Las SAN iSCSI emplearán un protocolo iSCSI que asigna comandos SCSI sobre TCP/IP. Pero existen otras combinaciones de protocolos, como ATA sobre Ethernet, que asigna comandos de almacenamiento ATA a través de Ethernet, así como Fibre Channel sobre Ethernet (FCoE) y otros protocolos menos utilizados, incluidos iFCP, que asigna FCP sobre IP e iSCSI. Extensiones para RDMA, que mapea iSCSI sobre InfiniBand. Las tecnologías SAN a menudo admitirán múltiples protocolos, lo que ayudará a garantizar que todas las capas, los sistemas operativos y las aplicaciones puedan comunicarse de manera efectiva.
Arquitectura y funcionamiento de la estructura SAN
El núcleo de una SAN es su tejido: la red escalable y de alto rendimiento que interconecta hosts (servidores) y dispositivos o subsistemas de almacenamiento. El diseño de la estructura es directamente responsable de la confiabilidad y complejidad de SAN. En su forma más simple, una FC SAN puede simplemente conectar puertos HBA en servidores directamente a los puertos correspondientes en arreglos de almacenamiento SAN, a menudo usando cables ópticos para obtener la máxima velocidad y soporte para redes en distancias físicas más grandes.
Pero esquemas de conectividad tan simples ocultan el verdadero poder de una SAN. En la práctica, la estructura SAN está diseñada para mejorar la confiabilidad y disponibilidad del almacenamiento al eliminar los puntos únicos de falla. Una estrategia central en la creación de una SAN es emplear un mínimo de dos conexiones entre cualquier elemento SAN. El objetivo es garantizar que al menos una ruta de red operativa esté siempre disponible entre los hosts SAN y el almacenamiento SAN.
Beneficios de la SAN
Ya sea tradicional o virtual, una SAN ofrece varios beneficios atractivos que son vitales para las cargas de trabajo de clase empresarial.
- Alto rendimiento. La SAN típica utiliza una estructura de red separada que se dedica a las tareas de almacenamiento. La estructura es tradicionalmente FC para un rendimiento superior, aunque también están disponibles iSCSI y redes convergentes.
- Alta escalabilidad. La SAN puede admitir implementaciones extremadamente grandes que abarquen miles de servidores host SAN y dispositivos de almacenamiento o incluso sistemas de almacenamiento. Se pueden agregar nuevos hosts y almacenamiento según sea necesario para construir la SAN para cumplir con los requisitos específicos de la organización.
- Alta disponibilidad. Una SAN tradicional se basa en la idea de una estructura de red que, idealmente, interconecta todo con todo lo demás. Esto significa que una implementación de SAN con todas las funciones no tiene un único punto de falla entre un host y un dispositivo de almacenamiento, y la comunicación a través de la estructura siempre puede encontrar una ruta alternativa para mantener la disponibilidad de almacenamiento para la carga de trabajo.
- Funciones de gestión avanzadas. Una SAN admitirá una serie de características útiles de almacenamiento de clase empresarial, incluido el cifrado de datos, la deduplicación de datos, la replicación de almacenamiento y las tecnologías de autorreparación destinadas a maximizar la capacidad de almacenamiento, la seguridad y la resiliencia de los datos. Las características están centralizadas casi universalmente y se pueden aplicar fácilmente a todos los recursos de almacenamiento en la SAN.
Desventajas de SAN
Pero a pesar de los beneficios, las SAN no son perfectas y existe una variedad de posibles desventajas que los líderes de TI deben considerar antes de implementar o actualizar una SAN.
- Aunque hoy en día existen más opciones de convergencia, como FCoE y opciones unificadas para las SAN, las SAN tradicionales presentan la complejidad adicional de una segunda red, completa con costosos HBA dedicados en los servidores host, conmutadores y cableado dentro de una estructura compleja y redundante y puertos del procesador de almacenamiento en las matrices de almacenamiento. Tales redes deben diseñarse y monitorearse con cuidado, pero la complejidad es cada vez más problemática para las organizaciones de TI con menos personal y presupuestos más reducidos.
- Teniendo en cuenta el costo, una SAN generalmente es efectiva solo en entornos más grandes y complejos donde hay muchos servidores y un almacenamiento significativo. Ciertamente, es posible implementar una SAN a pequeña escala, pero el costo y la complejidad son difíciles de justificar. Las implementaciones más pequeñas a menudo pueden lograr resultados satisfactorios utilizando una SAN iSCSI, una SAN convergente sobre una única red común, como FCoE, o una implementación de HCI, que es experta en agrupar y aprovisionar recursos.
- Administración. Con la idea de complejidadcentrada en el hardware, también existe un desafío importante en la gestión de SAN. La configuración de funciones, como el mapeo de LUN o la zonificación, puede ser problemática para las organizaciones ocupadas. La configuración de RAID y otras tecnologías de autorreparación, así como el registro y la generación de informes correspondientes, sin mencionar la seguridad, puede llevar mucho tiempo, pero es inevitable para mantener las posturas de cumplimiento, DR y BC de la organización.
Estándares de tecnología SAN
Varios grupos de la industria han desarrollado estándares relacionados con la tecnología SAN, incluida la Asociación de la Industria de Redes de Almacenamiento, que promueve la Especificación de Iniciativa de Administración de Almacenamiento. SMI-S, como se conoce el estándar, está diseñado para facilitar la gestión de dispositivos de almacenamiento de múltiples proveedores en redes de área de almacenamiento.
La Asociación de la industria de canal de fibra también promueve estándares relacionados con SAN, incluido el estándar de interfaz física de canal de fibra, que admite implementaciones de 64 GFC y soluciones Gen 7 para el mercado SAN, el protocolo de red estándar de la industria más rápido que permite redes de área de almacenamiento de hasta 128 GFC. .
Gestión de SAN
Una SAN plantea serios desafíos de gestión. La red física puede ser compleja y requiere una supervisión constante. Además, la configuración de la red lógica, como el enmascaramiento de LUN, la zonificación y las funciones específicas de SAN, como la replicación y la deduplicación, pueden cambiar y exigir atención regular. Para mantener el rendimiento máximo de SAN, los administradores de SAN deben considerar varias prácticas recomendadas de administración .
Algunas de las prácticas más significativas utilizarán el monitoreo y la generación de informes SAN. Los administradores deben tomarse el tiempo para revisar las métricas o los indicadores clave de rendimiento (KPI) en varias áreas de la SAN:
- cualquier KPI relacionado con subsistemas de arreglos de almacenamiento específicos, como el rendimiento de lectura/escritura para cada arreglo;
- cualquier KPI relacionado con el tejido o la red SAN, como créditos de búfer bajos o nulos en un conmutador SAN o puertos huérfanos a medida que se implementan cambios de zonificación con el tiempo;
- cualquier KPI relacionado con la E/S del servidor host o el rendimiento de la carga de trabajo, como el rendimiento de E/S, para cada máquina virtual que accede a la SAN; y
- cualquier KPI relacionado con la capacidad de SAN/LUN; busque tendencias o escasez de capacidad.
Al implementar un proceso de revisión regular y aprovechar las funciones de alertas e informes dentro de la SAN, un administrador puede garantizar una visión clara del estado de la SAN y tomar medidas proactivas para mantener la SAN funcionando correctamente.
Además, la administración de SAN puede beneficiarse de características y funcionalidades diseñadas para automatizar la SAN o mitigar las interrupciones del almacenamiento. Como ejemplos, las SAN que permiten el uso de políticas para tareas como el aprovisionamiento y la protección de datos pueden ayudar a los administradores a evitar descuidos y errores que podrían desperdiciar el almacenamiento o poner en peligro la seguridad. De manera similar, el uso de funciones como la replicación nativa puede ayudar a proteger datos valiosos mientras se mantiene el acceso constante a esos datos.
La administración remota de SAN es un requisito cada vez mayor para la administración de SAN. Esto permite que las SAN se construyan fuera del centro de datos principal en ubicaciones remotas o que un solo administrador de SAN admita una o más SAN desde cualquier parte del mundo. La administración remota de SAN exige una conexión de red confiable entre la herramienta de administración (el administrador) y la SAN que se administra. La herramienta remota debe poder transmitir detalles integrales del estado de SAN, como los KPI mencionados anteriormente, admitir el aprovisionamiento y poder iniciar diagnósticos para ayudar a localizar y eliminar posibles problemas de SAN. Las herramientas SAN remotas comunes incluyen SolarWinds Storage Resource Monitor, IntelliMagic Vision for SAN y EG Innovations Infrastructure Monitoring.
Fuente: TechTarget