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Tecnologías de almacenamiento y compartición
 

Tecnologías de almacenamiento y compartición

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Descripcion de Tecnologías de almacenamiento y compartición, NAS, SAN, RAID,

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    Tecnologías de almacenamiento y compartición Tecnologías de almacenamiento y compartición Presentation Transcript

    • Tecnologías de Almacenamiento y Compartición Estévez Torres Arnold Guerrero Gómez Juana Martínez Pérez José Miguel Rodríguez Ramírez Ricardo Rangel Ramos Jesús Ismael Silva González Valentín
    • Contenido• NAS• SAN• RAID• SOE
    • NASNetwork Attached Storage
    • NAS DefiniciónNAS (del inglés Network Attached Storage) es elnombre dado a una tecnología dealmacenamiento dedicada a compartir lacapacidad de almacenamiento de uncomputador (Servidor) con ordenadorespersonales o servidores clientes a través de unared (normalmente TCP/IP), haciendo uso de unSistema Operativo optimizado para dar accesocon los protocolos CIFS, NFS, FTP o TFTP.
    • NAS DefiniciónGeneralmente, los sistemas NAS sondispositivos de almacenamiento específicos alos que se accede desde los equipos a travésde protocolos de red (normalmente TCP/IP).También se podría considerar un sistema NASa un servidor (Linux, Windows, ...) quecomparte sus unidades por red, pero ladefinición suele aplicarse a sistemasespecíficos.
    • NAS DefiniciónLos protocolos de comunicaciones NAS estánbasados en ficheros por lo que el cliente solicitael fichero completo al servidor y lo manejalocalmente, están por ello orientados ainformación almacenada en ficheros depequeño tamaño y gran cantidad. Losprotocolos usados son protocolos decompartición de ficheros como NFS o MicrosoftCommon Internet File System (CIFS).
    • NAS DefiniciónMuchos sistemas NAS cuentan con uno omás dispositivos de almacenamiento paraincrementar su capacidad total.Frecuentemente, estos dispositivos estándispuestos en RAID (Redundant Arrays ofIndependent Disks) o contenedores dealmacenamiento redundante.
    • NAS UsosNAS es muy útil para proporcionar elalmacenamiento centralizado a ordenadoresclientes en entornos con grandes cantidades dedatos. NAS puede habilitar sistemas fácilmente ycon bajo costo con balance de carga, toleranciaa fallos y servidor web para proveer servicios dealmacenamiento. El crecimiento del mercadopotencial para NAS es el mercado de consumodonde existen grandes cantidades de datosmultimedia.
    • NAS UsosEl precio de las aplicaciones NAS ha bajado enlos últimos años, ofreciendo redes dealmacenamiento flexibles para el consumidordoméstico con costos menores de lo normal,con discos externos USB o FireWire Algunas deestas soluciones para el mercado doméstico sondesarrolladas para procesadores ARM, PowerPCo MIPS corriendo sistemas operativos Linuxembebido. Ejemplos de estos son BuffalosTeraStation y Linksys NSLU2 .
    • SANStorage Area Network
    • SAN DefiniciónUna red de área de almacenamiento, en inglés SAN (StorageArea Network), es una red de almacenamiento integral. Setrata de una arquitectura completa que agrupa lossiguientes elementos:Una red de alta velocidad de canal de fibra o SCSI.Un equipo de interconexión dedicado (conmutadores,puentes, etc).Elementos de almacenamiento de red (discos duros).
    • SAN DefiniciónUna SAN es una red dedicada alalmacenamiento que está conectada a lasredes de comunicación de una compañía.Además de contar con interfaces de redtradicionales, los equipos con acceso a laSAN tienen una interfaz de red específica quese conecta a la SAN.
    • SAN DefiniciónUna red SAN se distingue de otros modos de almacenamiento enred por el modo de acceso a bajo nivel. El tipo de tráfico en unaSAN es muy similar al de los discos duros como ATA, SATA y SCSI.En otros métodos de almacenamiento, (como SMB o NFS), elservidor solicita un determinado fichero,p.ej."/home/usuario/wikipedia".En una SAN el servidor solicita "el bloque 6000 del disco 4". Lamayoría de las SAN actuales usan el protocolo SCSI para acceder alos datos de la SAN, aunque no usen interfaces físicas SCSI. Estetipo de redes de datos se han utilizado y se utilizantradicionalmente en grandes main frames como en IBM, SUN oHP. Aunque recientemente con la incorporación de Microsoft seha empezado a utilizar en máquinas con sistemas operativosMicrosoft.
    • SAN Ventajas• El rendimiento de la SAN está directamente relacionado con el tipo de red que se utiliza. En el caso de una red de canal de fibra, el ancho de banda es de aproximadamente 100 megabytes/segundo (1.000 megabits/segundo) y se puede extender aumentando la cantidad de conexiones de acceso.• La capacidad de una SAN se puede extender de manera casi ilimitada y puede alcanzar cientos y hasta miles de terabytes.• Una SAN permite compartir datos entre varios equipos de la red sin afectar el rendimiento porque el tráfico de SAN está totalmente separado del tráfico de usuario. Son los servidores de aplicaciones que funcionan como una interfaz entre la red de datos (generalmente un canal de fibra) y la red de usuario (por lo generalEthernet).
    • SAN Desventajas• Por otra parte, una SAN es mucho más costosa que una NAS ya que la primera es una arquitectura completa que utiliza una tecnología que todavía es muy cara. Normalmente, cuando una compañía estima el TCO (Coste total de propiedad) con respecto al coste por byte, el coste se puede justificar con más facilidad.• Además es una red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de soporte. Principalmente, está basada en tecnología fibre channel y más recientemente en iSCSI. Su función es la de conectar de manera rápida, segura y fiable los distintos elementos que la conforman.
    • SAN AntecedentesLa mayoría de las SAN usan el protocolo SCSI para la comunicación entrelos servidores y los dispositivos de almacenamiento, aunque no se hagauso de la interfaz física de bajo nivel. En su lugar se emplea una capa demapeo, como el estándar FCP.Sin embargo, la poca flexibilidad que este provee, así como la distanciaque puede existir entre los servidores y los dispositivos dealmacenamiento, fueron los detonantes para crear un medio deconexión que permitiera compartir los recursos, y a la vez incrementarlas distancias y capacidades de los dispositivos de almacenamiento.Dada la necesidad de compartir recursos, se hizo un primer esfuerzo conlos primeros sistemas que compartían el almacenamiento a dosservidores, como el actual HP MSA500G2, pero la corta distancia y lacapacidad máxima de 2 servidores, sugirió la necesidad de otra forma deconexión.
    • SAN EstructuraLas SAN proveen conectividad de E/S a travésde las computadoras host y los dispositivosde almacenamiento combinando losbeneficios de tecnologías Fibre Channel y delas arquitecturas de redes brindando así unaaproximación más robusta, flexible ysofisticada que supera las limitaciones deDAS empleando la misma interfaz lógica SCSIpara acceder al almacenamiento.
    • SAN EstructuraLas SAN se componen de tres capas:• Capa Host. Esta capa consiste principalmente en Servidores, dispositivos ó componentes (HBA, GBIC, GLM) y software (sistemas operativos).• Capa Fibra. Esta capa la conforman los cables (Fibra óptica) así como los SAN Hubs y los SAN switches como punto central de conexión para la SAN.• Capa Almacenamiento. Esta capa la componen las formaciones de discos (Disk Arrays, Memoria Caché, RAIDs) y cintas empleados para almacenar datos.
    • SAN EstructuraLa red de almacenamiento puede ser de dos tipos:• Red Fibre Channel. La red Fibre Channel es la red física de dispositivos Fibre Channel que emplea Fibre Channel Switches y Directores y el protocolo Fibre Channel Protocol (FCP) para transporte (SCSI-3 serial sobre Fibre Channel).• Red IP. Emplea la infraestructura del estándar LAN con hubs y/o switches Ethernet interconectados. Una SAN IP emplea iSCSI para transporte (SCSI-3 serial sobre IP)
    • RAIDRedundant Array of Independent Disks
    • RAID DefiniciónEn informática, (el acrónimo RAID Redundant Array ofIndependent Disks, «conjunto redundante de discosindependientes») hace referencia a un sistema dealmacenamiento que usan múltiples discos duros o SSDentre los que se distribuyen o replican los datos.Dependiendo de su configuración (a la que suele llamarse«nivel»), los beneficios de un RAID respecto a un único discoson uno o varios de los siguientes: mayor integridad, mayortolerancia a fallos, mayor throughput (rendimiento) y mayorcapacidad.
    • RAID DefiniciónEn sus implementaciones originales, su ventajaclave era la habilidad de combinar variosdispositivos de bajo coste y tecnología más antiguaen un conjunto que ofrecía mayor capacidad,fiabilidad, velocidad o una combinación de éstasque un solo dispositivo de última generación ycoste más alto.
    • RAID DefiniciónEn el nivel más simple, un RAID combina varios discos duros enuna sola unidad lógica. Así, en lugar de ver varios discos durosdiferentes, el sistema operativo ve uno solo. Los RAIDs suelenusarse en servidores y normalmente (aunque no es necesario) seimplementan con unidades de disco de la misma capacidad.Debido al decremento en el precio de los discos duros y la mayordisponibilidad de las opciones RAID incluidas en los chipsets de lasplacas base, los RAIDs se encuentran también como opción en lascomputadoras personales más avanzadas. Esto es especialmentefrecuente en las computadoras dedicadas a tareas intensivas yque requiera asegurar la integridad de los datos en caso de fallodel sistema.
    • RAID DefiniciónEsta característica no está obviamente disponible en lossistemas RAID por software, que suelen presentar por tantoel problema de reconstruir el conjunto de discos cuando elsistema es reiniciado tras un fallo para asegurar la integridadde los datos. Por el contrario, los sistemas basados ensoftware son mucho más flexibles (permitiendo, porejemplo, construir RAID de particiones en lugar de discoscompletos y agrupar en un mismo RAID discos conectadosen varias controladoras) y los basados en hardware añadenun punto de fallo más al sistema (la controladora RAID).
    • RAID NivelesLos niveles RAID más comúnmente usados son:• RAID 0: Conjunto dividido• RAID 1: Conjunto en espejo• RAID 5: Conjunto dividido con paridad distribuida
    • RAID RAID 0Un RAID 0 (también llamado conjunto dividido, volumendividido, volumen seccionado) distribuye los datosequitativamente entre dos o más discos sin información deparidad que proporcione redundancia.Es importante señalar que el RAID 0 no era uno de losniveles RAID originales y que no es redundante. El RAID 0 seusa normalmente para incrementar el rendimiento, aunquetambién puede utilizarse como forma de crear un pequeñonúmero de grandes discos virtuales a partir de un grannúmero de pequeños discos físicos.
    • RAIDRAID 0
    • RAID RAID 0Un RAID 0 puede ser creado con discos de diferentestamaños, pero el espacio de almacenamiento añadido alconjunto estará limitado por el tamaño del disco máspequeño (por ejemplo, si un disco de 300 GB se divide conuno de 100 GB, el tamaño del conjunto resultante será sólode 200 GB, ya que cada disco aporta 100GB).Una buena implementación de un RAID 0 dividirá lasoperaciones de lectura y escritura en bloques de igualtamaño, por lo que distribuirá la informaciónequitativamente entre los dos discos.
    • RAID RAID 1Un RAID 1 crea una copia exacta (o espejo) de un conjuntode datos en dos o más discos. Esto resulta útil cuando elrendimiento en lectura es más importante que la capacidad.Un conjunto RAID 1 sólo puede ser tan grande como el máspequeño de sus discos. Un RAID 1 clásico consiste en dosdiscos en espejo, lo que incrementa exponencialmente lafiabilidad respecto a un solo disco; es decir, la probabilidadde fallo del conjunto es igual al producto de lasprobabilidades de fallo de cada uno de los discos (pues paraque el conjunto falle es necesario que lo hagan todos susdiscos).
    • RAIDRAID 1
    • RAID RAID 1Como en el RAID 0, el tiempo medio de lectura se reduce, yaque los sectores a buscar pueden dividirse entre los discos,bajando el tiempo de búsqueda y subiendo la tasa detransferencia, con el único límite de la velocidad soportadapor la controladora RAID. Sin embargo, muchas tarjetas RAID1 IDE antiguas leen sólo de un disco de la pareja, por lo quesu rendimiento es igual al de un único disco. Algunasimplementaciones RAID 1 antiguas también leen de ambosdiscos simultáneamente y comparan los datos para detectarerrores.
    • RAID RAID 1El RAID 1 tiene muchas ventajas de administración. Por ejemplo,en algunos entornos 24/7, es posible «dividir el espejo»: marcarun disco como inactivo, hacer una copia de seguridad de dichodisco y luego «reconstruir» el espejo. Esto requiere que laaplicación de gestión del conjunto soporte la recuperación de losdatos del disco en el momento de la división. Este procedimientoes menos crítico que la presencia de una característica desnapshot en algunos sistemas de archivos, en la que se reservaalgún espacio para los cambios, presentando una vista estática enun punto temporal dado del sistema de archivos.Alternativamente, un conjunto de discos puede ser almacenadode forma parecida a como se hace con las tradicionales cintas.
    • RAID RAID 5Un RAID 5 es una división de datos a nivel de bloquesdistribuyendo la información de paridad entre todos los discosmiembros del conjunto. El RAID 5 ha logrado popularidad graciasa su bajo coste de redundancia. Generalmente, el RAID 5 seimplementa con soporte hardware para el cálculo de la paridad.RAID 5 necesitará un mínimo de 3 discos para ser implementado.
    • RAIDRAID 5
    • RAID RAID 5En el gráfico de ejemplo anterior, una petición de lectura delbloque «A1» sería servida por el disco 0. Una petición de lecturasimultánea del bloque «B1» tendría que esperar, pero unapetición de lectura de «B2» podría atenderse concurrentementeya que seria servida por el disco 1.
    • RAID RAID 5Cada vez que un bloque de datos se escribe en un RAID 5, segenera un bloque de paridad dentro de la misma división (stripe).Un bloque se compone a menudo de muchos sectoresconsecutivos de disco. Una serie de bloques (un bloque de cadauno de los discos del conjunto) recibe el nombre colectivo dedivisión (stripe). Si otro bloque, o alguna porción de un bloque, esescrita en esa misma división, el bloque de paridad (o una partedel mismo) es recalculada y vuelta a escribir. El disco utilizado porel bloque de paridad está escalonado de una división a lasiguiente, de ahí el término «bloques de paridad distribuidos». Lasescrituras en un RAID 5 son costosas en términos de operacionesde disco y tráfico entre los discos y la controladora.
    • RAID RAID 5Los bloques de paridad no se leen en las operaciones de lecturade datos, ya que esto sería una sobrecarga innecesaria ydisminuiría el rendimiento. Sin embargo, los bloques de paridadse leen cuando la lectura de un sector de datos provoca un errorde CRC. En este caso, el sector en la misma posición relativadentro de cada uno de los bloques de datos restantes en ladivisión y dentro del bloque de paridad en la división se utilizanpara reconstruir el sector erróneo. El error CRC se oculta así alresto del sistema. De la misma forma, si falla un disco delconjunto, los bloques de paridad de los restantes discos soncombinados matemáticamente con los bloques de datos de losrestantes discos para reconstruir los datos del disco que ha fallado«al vuelo».
    • RAID RAID 5Lo anterior se denomina a veces Modo Interino de Recuperaciónde Datos (Interim Data Recovery Mode). El sistema sabe que undisco ha fallado, pero sólo con el fin de que el sistema operativopueda notificar al administrador que una unidad necesita serreemplazada: las aplicaciones en ejecución siguen funcionandoajenas al fallo. Las lecturas y escrituras continúan normalmente enel conjunto de discos, aunque con alguna degradación derendimiento. La diferencia entre el RAID 4 y el RAID 5 es que, en elModo Interno de Recuperación de Datos, el RAID 5 puede serligeramente más rápido, debido a que, cuando el CRC y la paridadestán en el disco que falló, los cálculos no tienen que realizarse,mientras que en el RAID 4, si uno de los discos de datos falla, loscálculos tienen que ser realizados en cada acceso.
    • ComparativoFuncionamiento
    • ComparativoFuncionamiento
    • SOEStandard Operating Environment
    • SOE DefiniciónUn Ambiente Operativo Estándar es un estándar deimplementación de un sistema operativo y esta asociado alsoftware. Otros nombres comunes son:• MOE - Managed Operating Environment• COE - Consistent or Common Operating Environment• MDE - Managed Desktop Environment• DMS - Desktop Managed Services[citation needed]• OSP• SDE - Standard Desktop Environment.• "Standard Image"
    • SOE DefiniciónEs típicamente implementado como una «Imagende Disco» que puede ser utilizada de forma masivaen mas de una computadora a la vez dentro de unaorganizaciónEsta puede incluir el SO base o una configuraciónpersonalizada que incluya las aplicaciones estándar,actualizaciones de software y service packs.Un SOE puede ser aplicado a servidores, equipos deescritorio y laptops, thin clientes, y equiposmóviles.
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