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: Conceptos de Almacenamiento : Parte I

2 Comments

Más o menos todo el mundo en el mercado de IT entiende los conceptos básicos de
redes de comunicaciones, sin embargo, cuando empezamos a hablar de redes de
almacenamiento, las cosas se empiezan a difuminar, y aquí es donde me gustaría
ayudar.

Este artículo está escrito para explicar los conceptos más comunes en el espacio
de almacenamiento enterprise de IT, ya que hoy día nos encontramos una y otra vez
con los términos: virtualización, almacenamiento, SAN, NAS, RAID, almacenamiento
virtualizado, deduplicación de datos, zoning, etc.

En principio publicaré el artículo en 3 partes, a no ser que me de para publicar
una 4ª…

Tabla de Contenido

Cabina de Almacenamiento / Cabina de Discos
SAN
SAN Fabric
FC Switch Zoning
NAS
Almacenamiento Híbrido o Unificado

Cabina de Almacenamiento / Cabina de Discos

Una Cabina de Almacenamiento es un dispositivo hardware con soporte para un
elevado número de discos duros, y una controladora de discos para poder efectuar
agrupaciones de discos y presentar varios discos como uno solo, ofreciendo
ventajas tales como: mejor rendimiento, prevención de fallos y protección de
pérdida de datos.

Hoy en día los dispositivos de almacenamiento modernos, ya no son referidos por
los fabricantes como cabinas de almacenamiento o cabinas de discos, ya que han
evolucionado y han mutado su nombre en dicha evolución.

Sus variantes modernas son conocidas como Sistemas de Almacenamiento Unificado,
Almacenamiento Virtualizado, Enterprise Storage, etc.

Las primeras cabinas de almacenamiento soportaban agrupaciones de discos RAID y
conectaban a los servidores directamente por conexiones SCSI o similar (ESCON,
FICON, SSA, Infiniband).

SAN_Iji_01

SAN

Una SAN o Storage Area Network, es en su diseño mas básico, una cabina de
almacenamiento con adaptadores de fibra o HBAs (Host Bus Adapters) para proveer
la cabina con conexiones FC (Fiber Channel).

Una SAN puede ser conectada directamente a unos pocos servidores, no obstante el
setup mas corriente es conectar una SAN a un switch de fibra FC y conectar el
switch SAN a varios servidores, formando un fabric.

Una cabina SAN tiene un sistema operativo embebido construido específicamente para
almacenamiento (el cual puede ser basado en Linux, AIX, Windows, etc) instalado
sobre 2 controladoras de almacenamiento formando un clúster activo-pasivo, donde
cada controladora tiene al menos 2 conexiones HBAs, ofreciendo un minimo de 4
conexiones FC para poder ofrecer protección de fallo de caminos múltiples
(multiple path failover).

 

SAN Fabric

SAN Fabric o Switched Fabric es la red formada por cabinas de almacenamiento,
switches y servidores interconectados mediante fibras FC.

Un SAN Fabric se construye como mínimo con 1 cabina SAN (denominado host de
almacenamiento), conectado a 1 switch SAN de fibra, y varios servidores
(denominados clientes de almacenamiento) conectados al switch de fibra.

Si conectamos servidores directamente a una cabina SAN, entonces solamente
podremos conectar 2 servidores con multipath dual, o podremos conectar 4
servidores con 1 única conexión. Estos setups pueden hacerse en PYMES, pero no
es lo normal ni lo recomendado, aunque suele hacerse para ahorrarse los
switches FC.

Si conectamos servidores a una SAN utilizando el setup recomendado (todo
redundado: 2 ports FC por HBA, 2 switches SAN), podremos usar tantas conexiones
como soporte el switch o se tengan licenciadas por switch.

 

Zoning de Switch FC / Creación de Zonas de Switch FC

Una vez tenemos el cableado efectuado, hay que crear las zonas en los switches,
para crear zonas de red entre 1 adaptador cliente a 2 adaptadores host, ya que
cada adaptador cliente (Puerto HBA de cada servidor), tiene que verse con 2
puertos host (2 puertos de SAN) por cada switch; creando una conexión al switch
desde el HBA, pero por 2 caminos diferentes a las controladoras de la cabina SAN.

Ya que las HBAs de los servidores tienen por lo menos 2 puertos, se puede conectar
a 2 switches SAN diferentes, para proporcionar 2 conexiones con diferentes caminos
o PATHs. Usando 2 HBAs, tendremos 4 conexiones en total a la SAN, usando multipath
Existen 2 tipos de zoning (antiguamente llamados soft y hard zoning):
Zonas por Puertos (Port Based Zoning) y Zonas por WWN (WWN Based Zoning).

Zonas por Puertos define los puertos que forman parte de la zona, por lo que si
en el futuro hay que reemplazar un latiguillo de fibra o un HBA, bastará con
reconectar la FC al mismo puerto que el original.

La ventaja de este zoning es que es rápido de implementar (no necesitas conocer
los WWNs), y que cualquiera puede reemplazar la fibra y los HBAs.
La desventaja de este zoning, es que si falla un puerto del switch, un
administrador de almacenamiento deberá modificar la zona para eliminar el puerto
fallido, y añadir el nuevo puerto que lo reemplazará.

Zonas por WWN define las zonas según los WWNs que pertecen a ellas (WWN son los
equivalentes en el mundo de la fibra a las MACs de los interfaces de red).
A todos los WWNs se les asigna un Alias para poder referenciarlo de manera
descriptiva, y las redes se definen agregando los alias de cada WWN a las zonas.

La ventaja de este zoning es que los latiguillos de fibra pueden ser conectados
en cualquier puerto del switch, y de hecho éste tipo de zoning es el recomendado
por el fabricante como Best Practice (el switch se encarga de todo, y si
extendemos el fabric a otro switch, el 2º switch también podrá ser usado).

El único inconveniente de este zoning es que si falla una HBA y hay que
reemplazarla, el administrador de almacenamiento tendrá que redefinir el alias del
WWN de la HBA antigua sobre el nuevo WWN, no obstante esta operación es trivial.

 

NAS

Una NAS o Network Attached Storage, es una cabina de almacenamiento con interfaces
Gb ethernet o FoE (Fibra sobre Ethernet) para proveer almacenamiento de red por
protocolos CIFS, NFS o iSCSI.

Una NAS se puede construir en casa, ya que es sencillamente el caso de montar un
servidor con discos, y luego usar un OS para servir volúmenes lógicos como LUNs
via CIFS, SMB, NFS o iSCSI.

Para esto se puede usar Windows Server 2008 y 2012 ya que tienen un ROL de
almacenamiento para servir discos como NFS o iSCSI, o se puede usar una variedad
de distribuciones Linux específicas para NAS como: FreeNAS, Nas4Free, OpenFiler,
etc.

La Linux distro NanoNAS puede arrancarse desde CD o USB en un servidor pequeño
(o un PC) ya que se ejecutan enteramente en memoria RAM como un RAM-Disk de 4MB,
por lo que es el entorno ideal para hacer pequeñas NAS appliances (para un
laboratorio en casa, por ejemplo).

 

Almacenamiento Híbrido o Unificado

Para unificar almacenamiento y dar lo mejor de ambos mundos, los fabricantes
ofrecen hoy día Cabinas de Almacenamiento Unificado o Híbrido, las cuales tienen
la capacidad de servir LUNs como Fibra (actuando de SAN), CIFS, SMB, NFS o iSCSI
(actuando de NAS).

Técnicamente son SANs, pero con controladoras de almacenamiento adicionales para
poder hacer de pasarela o gateways de las LUNs SAN como volúmenes NAS.

De esta forma se obtiene la funcionalidad de SAN y NAS, sirviendo almacenamiento
virtualizado y podiendose usar además para consolidar servidores de ficheros,
algunos modelos incluso ofrecen funciones de servidor adicionales como software
de backup, deduplicación, compresión y anti-virus.
Ejemplos de cabinas híbridas son: EMC VNX/VNXe, Oracle ZFS Storage Appliance,
IBM Storwize V7000, Hitachi Unified Storage 100.

 

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2 thoughts on “: Conceptos de Almacenamiento : Parte I

  1. Carlos, buenas tardes, quería preguntarte algo con relación a este párrafo: “Una vez tenemos el cableado efectuado, hay que crear las zonas en los switches,
    para crear zonas de red entre 1 adaptador cliente a 2 adaptadores host, ya que
    cada adaptador cliente (Puerto HBA de cada servidor), tiene que verse con 2
    puertos host (2 puertos de SAN) por cada switch; creando una conexión al switch
    desde el HBA, pero por 2 caminos diferentes a las controladoras de la cabina SAN.”

    Cuando mencionas “ya que
    cada adaptador cliente (Puerto HBA de cada servidor), tiene que verse con 2
    puertos host (2 puertos de SAN) por cada switch”

    ¿A qué llamas “2 puertos host o 2 puertos de SAN”?

    ¿A 2 puertos del switch?

    Me he enredado un poco en ese párrafo, apreciaré mucho tu ayuda.

    Saludos desde Lima, Perú.

    • Hola Alexis,

      Cuando hablo de puertos Host o SAN, me refiero a los puertos del dispositivo que está proporcionando el almacenamiento, por lo general una NAS o una cabina SAN, y los puertos cliente son los que salen de las HBAs de cada servidor.

      Básicamente, todo en una SAN se hace de manera redundada, en su forma mas simple, cada servidor a conectarse a una SAN es en realidad un cliente, ya que el almacenamiento viene dado por una cabina y los servidores con sus HBAs son clientes del mismo.

      Cada servidor tendrá una HBA de 2 puertos como mínimo (también se recomiendan 2 HBAs, por redundancia), y cada uno de estos puertos debe conectarse a una controladora diferente de almacenamiento, si solo tenemos una cabina, ésta tendrá 2 controladoras, la A y la B, y cada puerto HBA irá conectado bien a CTL-A o a CTL-B, y como todo esto va a través de un switch, también se usan 2 switches como mínimo y asi se pueden separar las conexiones y zonas pares a un switch y las impares al otro, de esta forma es mas fácil de tener organizado y facilita la gestión.

      Esto es mas fácil de ver cuando se dibuja, que cuando se cuenta.

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