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SAN: almacenamiento para grandes cantidades de datos

Cada dos años aproximadamente, la cantidad de datos existente a nivel mundial se duplica. Este aumento demanda una modificación constante de los requisitos IT de cualquier empresa. Mientras antes solo era posible guardar datos en medios de almacenamiento externos, tecnologías actuales como la virtualización, la redundancia de datos y la necesidad de una alta disponibilidad apuntan cada vez más hacia una gestión global del almacenamiento. En este contexto, Storage Area Network resulta una solución apropiada para gestionar de manera central la capacidad de almacenamiento de redes de servidores y para mejorar la velocidad de los procesos. Este tipo de sistemas es de gran utilidad para empresas que se enfrentan al desafío de guardar y administrar grandes cantidades de datos. El almacenamiento SAN permite aumentar la eficacia del uso intensivo de datos y mejora el rendimiento de bases de datos utilizadas al mismo tiempo.

¿Qué significa Storage Area Network (SAN)?

Las siglas SAN, del inglés Storage Area Network, hacen referencia a una red de área de almacenamiento que se utiliza principalmente para conectar varios discos duros a los sistemas del servidor. SAN se encarga, por lo tanto, de preparar dispositivos como discos duros, SSD, arrays de disco (subsistemas de disco) o bibliotecas de cintas (tape libraries), de agruparlos posteriormente en una unidad de almacenamiento virtual y de gestionarlos de forma centralizada. El acceso a SAN se lleva a cabo a través de un servidor configurado para tal propósito. SAN puede ser considerada como una red secundaria, que funciona paralelamente a una red de área local (LAN), usada exclusivamente para el transporte de datos. En este punto, un servidor SAN sirve de conexión –sin estar localizado necesariamente en el mismo lugar de los discos duros individuales.  Además, SAN funciona independientemente del sistema operativo utilizado y resulta, por ello, ideal para la gestión de datos multiplataforma.

Los sistemas SAN han sido desarrollados teniendo en cuenta que los discos duros dedicados pueden generar problemas de gestión para el servidor. Gracias a la memoria virtual compartida, el almacenamiento SAN resulta mucho más eficaz y flexible cuando se trata de grandes cantidades de datos. A diferencia de las soluciones de almacenamiento de red simples como el Network Attached Storage (NAS), SAN tiene la ventaja de no sobrecargarse por el acceso al almacenamiento en masa debido al uso de redes adicionales.

La arquitectura de la red de área de almacenamiento

La configuración de un sistema de almacenamiento SAN suele ser un proceso costoso y complicado, pues implica la adquisición de una arquitectura completa de sistemas con un hardware cuyos precios no son especialmente bajos. Los requerimientos incluyen tres componentes básicos: un servidor SAN, un fibre channel switch o canal de fibra conmutada y dispositivos de almacenamiento.

  • Fibre Channel Fabric: en el contexto informático, el concepto "fabric" (‘tejido’ en castellano) hace referencia a una red de líneas de cable e interruptores de alta redundancia con numerosas interconexiones. Este ofrece, además, banda ancha, una gran capacidad de procesamiento de datos y una alta confiabilidad en el rendimiento de los procesos. Esta red compuesta por el canal de fibra conmutada (Fibre-Channel-Switch) y por cables de fibra óptica constituye el núcleo de una Storage Area Network. Aquí, todas las unidades SAN se conectan al conmutador del canal de fibra para crear una conexión entre el emisor y el receptor cuando es necesario el acceso a datos e información en tiempo real. Como una interfaz estándar para redes de almacenamiento, el canal de fibra fue diseñado para soportar la transmisión masiva de alta velocidad –permitiendo una transferencia de datos de hasta 16Gbits.
  • Elementos de almacenamiento: en una red SAN, los disk arrays (matrices de discos) son el medio de almacenamiento por excelencia. Estos son dispositivos externos que contienen varias unidades de disco duro (HDD o SSD) para el almacenamiento masivo. Para permitir una alta disponibilidad de los archivos almacenados, los disk arrays más modernos cuentan con un controlador que se encarga de velar por la correcta redundancia de los datos y la distribución equilibrada durante la transferencia, aumentando así la seguridad de los datos y la velocidad de transmisión. La implementación de un proceso de almacenamiento redundante se lleva cabo usando sistemas RAID (Redundant Array of Independent Disks), que combinan varias unidades de disco físicas en una unidad lógica. Alternativamente es posible integrar Tape Libraries o unidades de disco individuales en un servidor SAN. 
  • Servidor SAN: todo SAN necesita un servidor configurado para asegurar una interacción fluida con la unidad de almacenamiento virtual y controlar el acceso a los datos. Este actúa como un enlace entre la red de almacenamiento y los dispositivos conectados a la red de área local. Los servidores SAN se conectan con el fibre channel switch valiéndose de interfaces de hardware especializadas, llamadas también Host Bust Adapter (HBA).

Configuración de un sistema SAN

Una red de área de almacenamiento está diseñada para estar siempre disponible. La disponibilidad en este caso hace referencia a la capacidad de un sistema informático de garantizar el buen funcionamiento de las aplicaciones relevantes para la empresa, a pesar de fallos repentinos en los componentes de hardware.

Duplicar los componentes de hardware

Los proveedores profesionales garantizan una disponibilidad de casi el 99,99 % en servicios como Webspace, alojamiento de bases de datos o tiendas de alquiler. Esto correspondería a un tiempo de inactividad de máximo 52:36 minutos en un año. Para que los sistemas SAN puedan garantizar este mismo tipo de seguridad es necesario duplicar todos los componentes que forman parte de una red. En el entorno del sistema es necesario usar dos fibre channel switches, así como un HBA de doble puerto para garantizar un funcionamiento a prueba de fallos. Así, en caso de que uno de los componentes de la red falle, siempre queda el camino alternativo del almacenamiento SAN. La capacidad de un servidor para acceder a través de diferentes Hostbusadapter a la misma matriz de disco, se denomina multipathing. El multipathing fija las bases para la redundancia de un servidor SAN.

Ciclos de almacenamiento redundantes

Por lo general, cuando la red de área de almacenamiento gira en torno a matrices de discos, la redundancia tiene lugar a través de las implementaciones RAID en un sistema completo, ya que aquí los datos se almacenan siempre reflejados en por lo menos dos medios de almacenamiento físicos diferentes. Implementar dos controladores RAID independientes generará un aumento en la fiabilidad y disponibilidad de las unidades de almacenamiento. Almacenar en conjunto datos idénticos en dos lugares diferentes es fundamental para evitar escenarios catastróficos de pérdida de información. La creación de una red de almacenamiento redundante también implica incorporar la ingeniería necesaria –nunca está de más que las empresas aseguren sus redes con una correcta alimentación de energía, así como con suficientes elementos de ventilación y refrigeración.

Los beneficios de las redes de área de almacenamiento

Quienes operan sistemas SAN se benefician de las capacidades combinadas de almacenamiento de datos, es decir, del alojamiento virtual de datos que han sido previamente almacenados de forma física. Además, el almacenamiento SAN es flexible, funciona independientemente de la plataforma y permite una administración simplificada. Las redes de área de almacenamiento son escalables y se encargan, además, de su carga a la red de área local. Los sistemas SAN están apoyados en tecnología de fibra óptica que permite altas velocidades de transferencia de datos, debido a su interfaz estándar de fibre channel.  

Las conexiones cruzadas del fibre channel fabric y el multipathing se encargan de prevenir la sobrecarga y aseguran la disponibilidad constante de los datos almacenados en SAN. La distribución redundante de los datos en múltiples sistemas físicos garantiza la máxima seguridad de los datos guardados. Permite, además, el acceso a través de múltiples vías entre los datos y los usuarios, evitando retrasos en el tiempo de acceso a la información. Debido a la eficacia en la gestión efectiva del almacenamiento, SAN es utilizado frecuentemente como una plataforma para servidores virtuales, ofrecida a los usuarios generalmente como un IaaS (del inglés Infraestructure as a Service) basado en la nube.

Sistemas de Almacenamiento Nube