¿Qué es una red de área de almacenamiento (SAN)? Beneficios e implementación

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En el panorama tecnológico actual, en constante evolución, los datos se han convertido en la savia de las empresas. El crecimiento exponencial de los datos ha impulsado el desarrollo de intrincados sistemas de almacenamiento de datos para acomodar estos volúmenes de forma eficiente. Uno de estos actores vitales en el ámbito del almacenamiento de datos es la red de área de almacenamiento (SAN). Las SAN son fundamentales para gestionar y procesar grandes volúmenes de datos, garantizando una accesibilidad sin fisuras, escalabilidad y alta disponibilidad. 

Este artículo se adentra en el mundo de las SAN, explicando sus componentes, tipos, ventajas, prácticas de gestión y su papel en comparación con el almacenamiento conectado a red (NAS).

¿Qué es una red de área de almacenamiento (SAN)?

En esencia, una red de área de almacenamiento (SAN) es una red especializada de alta velocidad que conecta varios dispositivos de almacenamiento, como servidores y matrices de almacenamiento, para proporcionar una infraestructura de almacenamiento consolidada y gestionada de forma centralizada. Las SAN funcionan independientemente de la red local y sirven como vía dedicada para el almacenamiento y la recuperación de datos. Una red de área de almacenamiento típica se compone de tres capas que trabajan juntas para crear una red funcional. 

¿Cómo funciona la SAN?

Las redes SAN constan de tres capas: la capa de host, la capa de estructura y la capa de almacenamiento. Cada capa desempeña un papel fundamental en la creación de una red de área de almacenamiento.

  • Capa de host

La capa de host está formada por servidores que se comunican con la SAN. Estos servidores envían y reciben datos hacia y desde los dispositivos de almacenamiento conectados a la SAN. 

  • Capa de estructura

La capa de estructura es responsable de los dispositivos de red que facilitan la comunicación entre los servidores y los dispositivos de almacenamiento. Estos dispositivos pueden incluir enrutadores, conmutadores, pasarelas y puentes de protocolo.

  • Capa de almacenamiento

Por último, la capa de almacenamiento engloba las matrices de almacenamiento donde se guardan los datos reales. Esta separación de capas permite una gestión y distribución eficaces de los datos.

¿Qué es un switch SAN?

Un switch SAN es un hardware que conecta los servidores a los dispositivos de almacenamiento para mover datos entre ambos. Los switch SAN soportan la capa de estructura, o base, de una SAN; algunos pueden utilizarse como dispositivos independientes, mientras que otros pueden interconectarse para construir una estructura mayor. La cantidad de switch SAN que utilices dependerá del tamaño de la SAN y de su capa de estructura. Básicamente, cuanto mayor sea la capa de estructura, más switch necesitarás para conectar los componentes esenciales de la SAN.

3 Protocolos SAN habituales

Un protocolo de red de área de almacenamiento determina cómo se comunicarán entre sí los servidores y dispositivos. Dependiendo del tamaño de la instalación, una SAN puede utilizar uno o varios protocolos. Algunos protocolos SAN habituales son: 

1) FCP

El protocolo de canal de fibra (FCP) es un protocolo de comandos que se utiliza para redes Fibre Channel (FC). FCP es el protocolo estándar para sistemas abiertos, y es conocido por su alto rendimiento, muy superior al de una LAN.

2) iSCSI

La pequeña interfaz de sistema de cálculo de Internet (iSCSI) es un protocolo basado en IP que se utiliza para transportar comandos SCSI a través de redes IP. Este protocolo puede funcionar en casi cualquier tipo de red física, ya que utiliza TCP/IP.

3) FCoE

El canal de fibra por Ethernet (FCoE) utiliza Ethernet para enrutar los paquetes FC. Puede simplificar una infraestructura SAN utilizando un único dispositivo para transportar tanto paquetes IP como datos de almacenamiento.

Tipos de SAN

SAN virtual

Una SAN virtual (vSAN) es una solución de almacenamiento definida por software que abstrae los recursos de almacenamiento físicos y los presenta como pools de almacenamiento virtualizados. Este enfoque ofrece múltiples ventajas, como una gestión simplificada del almacenamiento, una mejor utilización de los recursos y la posibilidad de escalar el almacenamiento de forma independiente. Las vSAN encuentran aplicación en entornos en los que la flexibilidad y la rentabilidad son primordiales, como los centros de datos virtualizados.

Podría decirse que se trata de un área en la que las funcionalidades SAN y NAS se solapan hasta cierto punto. Con funciones como la gestión de volúmenes lógicos distribuidos, opciones de alta disponibilidad y agrupación en clústeres, y sistemas de archivos con corrección automática de errores, se puede decir que muchas distribuciones NAS gratuitas y de código abierto, como FreeNAS y OpenFiler, son de facto SAN virtuales o unificadas (dependiendo de la configuración). La mayoría de las distribuciones de código abierto de Linux & UNIX, incluso las de consumo, suelen ofrecer funciones de nivel empresarial que pueden ayudar a llenar el gran vacío existente entre una unidad compartida de Windows, por un lado, y una SAN completa, por otro.

SAN unificada

Las SAN unificadas consolidan el almacenamiento y el tráfico de red utilizando una única infraestructura de red. Al combinar el tráfico de la red de área de almacenamiento y de la red de área local en la misma red, las SAN unificadas simplifican la gestión y reducen los requisitos de hardware. Este enfoque es beneficioso para las organizaciones que buscan simplificar su infraestructura y reducir la complejidad.

SAN convergente

Las SAN convergentes llevan la integración un paso más allá al combinar recursos de almacenamiento, informática, redes y virtualización en una única solución optimizada. Este enfoque reduce la huella del centro de datos, mejora la utilización de los recursos y facilita la gestión y las copias de seguridad. Las SAN convergentes son especialmente valiosas para las empresas que buscan optimizar las operaciones de sus centros de datos. Este es otro caso de uso en el que SAN y NAS se solapan desde un punto de vista funcional: muchos o la mayoría de los sistemas SAN funcionan en realidad con Linux o UNIX y muchas funciones SAN esenciales son, de hecho, proporcionadas por paquetes de software de código abierto.

La importancia de la gestión de las SAN

La gestión eficaz de una red de área de almacenamiento es crucial para garantizar su rendimiento óptimo y su longevidad. La gestión de redes SAN abarca una serie de tareas y responsabilidades, como la configuración, la supervisión, la resolución de problemas y la planificación de la capacidad. La supervisión periódica del rendimiento y las actividades de mantenimiento ayudan a identificar y solucionar posibles problemas antes de que afecten a las operaciones, contribuyendo a un entorno SAN estable y fiable.

Las mejores prácticas para la gestión de redes SAN incluyen la aplicación de medidas de seguridad sólidas, el cumplimiento de las normas del sector, la actualización del firmware y el software, y el empleo de estrategias eficaces de copia de seguridad y recuperación de datos. Al adherirse a estas prácticas, las organizaciones pueden mantener de forma sostenible un entorno SAN saludable y aplicar medidas sólidas para mitigar los riesgos potenciales y futuros.

Ventajas de implantar una SAN

Una mayor accesibilidad a los datos

Las SAN mejoran la accesibilidad de los datos al proporcionar un almacenamiento centralizado al que pueden acceder varios servidores simultáneamente. Esto garantiza que los datos puedan recuperarse con rapidez y eficacia, contribuyendo a la simplificación continua de las operaciones empresariales.

Un rendimiento mejorado

Las SAN mejoran la eficiencia de la red descargando el tráfico de almacenamiento de la red local, reduciendo la congestión y mejorando el rendimiento general del sistema. Esto es especialmente beneficioso en entornos con gran cantidad de datos, donde el acceso rápido a los mismos es fundamental.

La escalabilidad

Las SAN están diseñadas para escalar fácilmente a medida que crecen los volúmenes de datos. Las organizaciones pueden añadir sin problemas dispositivos de almacenamiento a la red de área de almacenamiento sin interrumpir las operaciones, lo que la convierte en una solución ideal para las empresas que experimentan una rápida expansión de los datos.

La alta disponibilidad y redundancia

Las SAN ofrecen alta disponibilidad mediante mecanismos de redundancia. A menudo, los datos se replican en varios dispositivos de almacenamiento, lo que garantiza que, si uno de ellos falla, los datos sigan siendo accesibles desde otros dispositivos, contribuyendo así a la continuidad de la empresa. Funciones como la replicación transparente del sistema de archivos permiten implantar soluciones de recuperación en caso de catástrofe con un impacto insignificante o nulo en las actividades empresariales normales.

SAN vs. NAS: análisis comparativo

Comprender las diferencias

Aunque tanto SAN como NAS sirven como soluciones de almacenamiento en red, difieren en su enfoque fundamental. Las SAN funcionan a nivel de bloque, tratando los dispositivos de almacenamiento como discos en bruto, mientras que los sistemas NAS funcionan a nivel de archivo o sistema de archivos, tratando el almacenamiento como un repositorio de archivos. Esto afecta a factores como el cifrado del disco, los métodos de acceso a los datos y el rendimiento del sistema.

Factores clave a tener en cuenta

La elección entre SAN y NAS depende de factores como los requisitos de acceso a los datos, las necesidades de rendimiento, la escalabilidad y los costes. Las redes de área de almacenamiento son más adecuadas para aplicaciones que requieren un acceso de baja latencia y una transferencia de datos de alta velocidad, mientras que los NAS suelen ser los preferidos para el intercambio masivo de archivos y la colaboración. Los sistemas NAS suelen ser más fáciles y/o baratos de implantar: abundan las soluciones NAS gratuitas y de código abierto, que a menudo funcionan adecuadamente en hardware básico de antigua generación y/o de gama baja. 

Las funciones a nivel de sistema de archivos, como RAID por software, gestión de volúmenes lógicos (LVM) locales y en red, y comprobación y replicación de errores a nivel de sistema de archivos, pueden ofrecer a menudo un almacenamiento bastante rápido y de baja latencia, dependiendo de la configuración de red de cada uno. No son tan rápidas como una SAN completa, pero a menudo sorprenden por su agilidad, dada la diferencia, a menudo sustancial, en el coste de las licencias y la implantación.

SAN o NAS: identificar la solución adecuada

Para determinar la solución adecuada, las organizaciones deben evaluar sus casos de uso y requisitos específicos. El proceso de toma de decisiones se guiará por un conocimiento exhaustivo de los patrones de uso de los datos, las expectativas de rendimiento y las limitaciones presupuestarias. No se trata de una solución excluyente: muchas empresas utilizan tanto soluciones SAN como NAS para distintos problemas, por así decirlo. Mientras que una red de área de almacenamiento, por ejemplo, es perfecta para un backend rápido de un gran sistema de almacenamiento backend de base de datos de ventas online de misión crítica, probablemente no quieras que tu equipo de ventas la use para guardar sus hojas de cálculo: en este caso una solución de almacenamiento NAS alojada/intranet sería preferible.

Pasos para configurar redes de área de almacenamiento

La creación de una red de área de almacenamiento funcional y eficiente implica un proceso meticuloso que requiere planificación estratégica, conocimientos técnicos y pruebas rigurosas. Este proceso de varios pasos comprende varias fases fundamentales, cada una de las cuales contribuye al éxito final de la implantación de la SAN.

Planificación y diseño

La fase inicial define el contexto de toda la configuración de la SAN. Se trata de tomar decisiones críticas que repercutirán en la arquitectura, el rendimiento y la escalabilidad de la red:

Definición de la arquitectura SAN

Elegir la arquitectura de red de área de almacenamiento adecuada, ya sea Fibre Channel SAN, iSCSI SAN o un modelo híbrido, es la base de la configuración. Esta decisión depende de factores como los requisitos de rendimiento, las limitaciones presupuestarias y los futuros planes de expansión.

Selección de componentes de hardware

Los componentes de hardware elegidos desempeñan un papel importante en la eficiencia de la red de área de almacenamiento. Los servidores, las matrices de almacenamiento, los switch y los routers deben ajustarse a las especificaciones de rendimiento e integrarse perfectamente en la arquitectura elegida.

Diseño de la topología

La topología de la red prepara el terreno para el flujo de datos y la redundancia. Las decisiones sobre estructuras únicas o múltiples, configuraciones de switch y enlaces entre conmutadores deben basarse en la necesidad de tolerancia a fallos y en los patrones de tráfico de datos previstos.

Estrategias de zoning y enmascaramiento de LUN

Las estrategias de zoning y enmascaramiento de números de unidad lógica (LUN) definen los controles de acceso. El zoning segrega los dispositivos para garantizar la seguridad y el rendimiento, mientras que el enmascaramiento de LUN restringe qué servidores pueden acceder a números de unidad lógica de almacenamiento específicos.

Implementación

La fase de implementación traduce el diseño estratégico en infraestructuras tangibles mediante una ejecución meticulosa:

Instalación del hardware

La instalación física de los elementos de hardware es un paso fundamental. La colocación adecuada en el bastidor, el montaje seguro y las conexiones de alimentación garantizan la estabilidad y disponibilidad de los componentes SAN.

Configuración de la red

Configurar los parámetros de red implica asignar identificadores únicos, rangos de direcciones IP, enrutamiento y otros protocolos necesarios. Este paso garantiza una comunicación y transferencia de datos fluida dentro del entorno SAN. 

Configuración de la conectividad

El establecimiento de conexiones entre servidores y dispositivos de almacenamiento es el eje vertebrador de la red de área de almacenamiento. Un cableado, direccionamiento y asignación precisos son cruciales para un flujo de datos ininterrumpido. La velocidad de la red de área de almacenamiento es igual a la de su cuello de botella más lento.

Configuración del zoning y del enmascaramiento de LUN

La aplicación de la estrategia de zoning y enmascaramiento de LUN definida en la fase de planificación garantiza un entorno seguro y optimizado. Las implementaciones utilizan el VLAN para la partición lógica de la red o la partición física de la red para un control de acceso máximo.  

Pruebas y despliegue

Antes de que la SAN esté lista para su aplicación en el mundo real, debe someterse a pruebas exhaustivas que garanticen que está lista.

Pruebas de rendimiento

Las pruebas de rendimiento son una fase crítica en la configuración de una red de área de almacenamiento (SAN) que se centra en evaluar la eficiencia de la red, las velocidades de transferencia de datos y la capacidad de respuesta general. La evaluación de las velocidades de transferencia de datos, la latencia y los tiempos de respuesta bajo diferentes cargas de trabajo valida la capacidad de la red de área de almacenamiento para gestionar los volúmenes de tráfico previstos sin degradación del rendimiento.

Esta fase consiste en someter la SAN a diversas cargas de trabajo, desde tráfico de datos moderado a intenso, para determinar su capacidad de mantener unos niveles de rendimiento constantes. Mediante la medición de factores como la latencia, el rendimiento, las tasas de error/retransmisión y las operaciones de entrada/salida por segundo (IOPS), las organizaciones pueden identificar posibles cuellos de botella, señalar áreas de optimización y garantizar que la SAN pueda gestionar las demandas de datos previstas sin comprometer la velocidad ni la fiabilidad.

Pruebas de acceso a los datos

La validación del acceso a los datos verifica que los servidores puedan conectarse a los dispositivos de almacenamiento y recuperar los datos según sea necesario, garantizando la integridad del sistema. Las pruebas de acceso a los datos son una etapa fundamental en la que se evalúa rigurosamente la conectividad entre servidores y dispositivos de almacenamiento. Esta fase garantiza que los servidores puedan conectarse correctamente a los recursos de almacenamiento designados y recuperar datos sin interrupciones. Al confirmar un acceso sin fisuras, las organizaciones garantizan la integridad de los datos y una experiencia de usuario fiable.

Pruebas de tolerancia a fallos y de redundancia

En la fase de pruebas de tolerancia a fallos y de redundancia, se pone a prueba la robustez de la red de área de almacenamiento y su capacidad para soportar fallos. Se introducen escenarios simulados para evaluar cómo responde la SAN, como la desconexión de un dispositivo de almacenamiento o el apagado y encendido de todo un rack de servidores. El objetivo es garantizar que los mecanismos de redundancia, como la conmutación por error y el equilibrio de carga, funcionen a la perfección y desvíen el tráfico de datos de forma fluida y transparente en caso de fallo de un componente. 

Al verificar que la SAN puede mantener sus operaciones incluso en condiciones adversas, las organizaciones pueden garantizar una alta disponibilidad, minimizar el tiempo de inactividad y mantener la accesibilidad de los datos, contribuyendo así a la continuidad de la empresa.

Herramientas de implementación y supervisión

Una vez superadas las pruebas, la red de área de almacenamiento puede implementarse en producción. La implementación de herramientas de supervisión garantiza un control continuo del rendimiento, lo que permite intervenir a tiempo para mantener un funcionamiento óptimo. El software SAN debe tener monitorización integrada y conectarse a los principales sistemas de monitorización, como Zabbix, PRTG o el software de gestión de endpoints de NinjaOne.

Aprovechar el potencial de las SAN: de camino hacia la excelencia de la gestión de datos

La creación de una red de área de almacenamiento es un complejo entramado de planificación meticulosa, implantación estratégica y pruebas rigurosas. Cada paso desempeña un papel fundamental para garantizar una infraestructura de almacenamiento sólida y de alto rendimiento. Unas pruebas exhaustivas confirman que la red de área de almacenamiento está lista para su despliegue, con el respaldo de herramientas de supervisión que garantizan su eficacia permanente. 

Aunque la elección entre SAN y NAS depende de los requisitos específicos, las SAN han demostrado su valía en diversos escenarios. A medida que la tecnología sigue avanzando, el papel de las SAN en la configuración del panorama de los datos sigue siendo crucial, lo que las convierte en una piedra angular de la infraestructura de datos moderna. Al navegar meticulosamente por estas fases, las organizaciones pueden crear soluciones SAN que satisfagan de forma eficaz y sostenible sus necesidades de almacenamiento y gestión de datos.

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