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Conceptos básicos: Controladoras de almacenamiento abierto V-Series
Steven Lusnia
Experto y Arquitecto de V-Series

Esta es la octava entrega de Conceptos básicos, una serie de artículos sobre los aspectos fundamentales de algunas de las tecnologías más conocidas de NetApp®.

Los equipos de tecnología eligen NetApp por sus funcionalidades innovadoras que simplifican la gestión de datos y reducen los costes. En 2003, NetApp presentó sus controladoras de almacenamiento abierto V-Series como método para llevar todo el conjunto de funcionalidades de NetApp al almacenamiento de otros proveedores. V-Series ofrece virtualización del almacenamiento completa para cabinas de almacenamiento de EMC, HP, HDS, IBM y Fujitsu, lo que le permite beneficiarse de la eficiencia del almacenamiento, la protección de datos integrada, el almacenamiento unificado y otras funcionalidades de NetApp sin perjuicio para su inversión actual en almacenamiento. Hoy en día se utilizan más de 10 000 controladoras V-Series en más de 2000 centros de clientes.

Descripción general de V-Series.

Figura 1) Descripción general de V-Series.

El gran éxito de V-Series se debe a las importantes ventajas que ofrece:

  • V-Series reduce los requisitos totales de capacidad un 50 % o más (un 35 % como mínimo) con funcionalidades de eficiencia del almacenamiento como la deduplicación en el sistema de almacenamiento primario, thin provisioning, compresión y clonado.
  • Las funcionalidades de protección de datos integrada (IDP, Integrated Data Protection) simplifican y aceleran las operaciones de protección de datos. Algunas de estas funcionalidades son las copias Snapshot™, la replicación SnapMirror®, los backups de disco a disco SnapVault® y la protección de datos para virtualización y aplicaciones con la suite SnapManager® de NetApp.
  • Mediante la conexión de sus cabinas actuales de almacenamiento a V-Series se crea una puerta de enlace que le permite admitir todos los protocolos NAS y SAN comunes, como NFS, CIFS, Fibre Channel (FC), iSCSI y Fibre Channel sobre Ethernet (FCoE).
  • Las controladoras V-Series pueden ejecutar Data ONTAP® 8 en clústeres, lo que le permite incluir sus actuales cabinas de almacenamiento como parte de un clúster de NetApp para disfrutar de incluso más funcionalidades.
  • Las controladoras V-Series se pueden incluir como parte de una configuración de FlexPod®, lo que le permite incorporar su almacenamiento existente al marco de trabajo de FlexPod.

Con la gama V-Series puede disfrutar de mayor eficiencia del almacenamiento y más funcionalidades utilizando sus cabinas de almacenamiento actuales. Este capítulo de Conceptos básicos explora cómo funciona la gama V-Series de NetApp, los casos de uso más comunes y las mejores prácticas para la puesta en marcha, entre otros aspectos.

Cómo funciona V-Series

Lógicamente, puede pensar en las configuraciones de V-Series como interfaces y sistemas principales. La interfaz incluye todos los elementos internos de las controladoras V-Series, además de conexiones a hosts, a dispositivos de cinta o entre controladoras V-Series y FAS. La configuración que funciona como sistema principal define cómo se unen las controladoras V-Series con las propias cabinas de almacenamiento y proporciona así una capa de virtualización entre las cabinas de almacenamiento y los hosts.

Para la configuración como sistema principal debe crear LUN en la cabina de almacenamiento e identificarlas en la controladora V-Series. (Las mejores prácticas para la configuración como sistema principal se tratan más adelante en este artículo, en la sección Primeros pasos con V-Series). La cabina de almacenamiento protege las LUN identificadas en la controladora V-Series mediante RAID (normalmente RAID 1, RAID 5 o RAID 6; usted decide).

La controladora V-Series usa las LUN asignadas a ella para crear un agregado (pool de almacenamiento). RAID 0 (distribución) se usa para distribuir datos en todas las LUN de un agregado, lo que permite repartir las operaciones de escritura por todas las LUN para mejorar el rendimiento.

Después de configurar y conectar las LUN a una controladora V-Series, las tareas como el aprovisionamiento y la protección de datos se realizan en la controladora V-Series usando interfaces y funcionalidades de NetApp. De este modo, puede realizar las tareas de gestión del almacenamiento desde una única interfaz. Desde la perspectiva de la gestión, las controladoras V-Series se parecen y gestionan de modo similar a cualquier otro sistema de NetApp. Puede crear volúmenes flexibles (volúmenes FlexVol®); recursos compartidos NFS y CIFS; y LUN iSCSI, FCP y FCoE como lo haría en un disco de NetApp. También puede usar funcionalidades de eficiencia del almacenamiento como thin provisioning, deduplicación, compresión y clonado, así como funcionalidades de protección de datos integrada como Snapshot, SnapMirror y SnapVault. Puede replicar entre sistemas V-Series o entre un sistema V-Series y uno FAS. Básicamente, en un sistema V-Series puede hacer todo lo que hace en un sistema FAS de NetApp.

La figura 2 muestra las diferencias entre un agregado V-Series creado a partir de almacenamiento de terceros y uno creado a partir de discos de NetApp. Tenga en cuenta que, al contrario de lo que sucede con la tecnología RAID-DP®, todas las funcionalidades de eficiencia del almacenamiento de NetApp se producen a nivel de agregado o superior y, por lo tanto, se aplican tanto a los agregados V-Series como a los volúmenes y las LUN de NetApp creadas sobre estos agregados.

Vista lógica de V-Series.

Figura 2) Vista lógica de V-Series.

Aquí puede ver algunos detalles de la arquitectura V-Series que fácilmente se pasan por alto.

  • Admite discos de NetApp. Desde el lanzamiento de Data ONTAP 7.3 se pueden agregar bandejas de discos de NetApp a un sistema V-Series existente. Esto le ofrece más flexibilidad si necesita agregar capacidad a su configuración V-Series.
  • Puede virtualizar parte de una cabina existente. No tiene que conectar todo el almacenamiento de su cabina existente a V-Series. Puede asignar algunas LUN de la cabina a V-Series y otras a otros hosts.
  • Puede poner tras V-Series varias cabinas, que pueden ser de diferentes proveedores. Tener que manejar almacenamiento de varios proveedores puede ser complicado. Si pone un sistema V-Series delante de un conjunto de cabinas heterogéneo, disfrutará de un punto único de gestión y un conjunto uniforme de funcionalidades, lo que simplifica las tareas de gestión.
  • Puede usar varios sistemas V-Series como interfaz para una única cabina. En función de sus necesidades, puede poner varias controladoras V-Series delante de una única cabina que funcione como sistema principal. Por ejemplo, puede poner varias controladoras pequeñas V-Series delante de una cabina muy grande.
  • Puede optimizar el rendimiento de V-Series con Virtual Storage Tier de NetApp. Virtual Storage Tier de NetApp le permite poner en marcha la tecnología Flash a nivel de controladora V-Series (Flash Cache), de agregado (Flash Pool en discos de NetApp) y de servidor (tecnología Flash Accel™) para mejorar aún más el rendimiento al tiempo que minimiza los costes.
  • V-Series funciona con Clustered Data ONTAP 8. Clustered Data ONTAP 8 le permite unir hasta 24 controladoras de NetApp en un único clúster. Proporciona una amplia gama de funcionalidades que mejorarán la agilidad de su infraestructura tecnológica. Incluir controladoras V-Series en uno de estos clústeres le permite disfrutar de sus cabinas actuales en un clúster avanzado. Migración de datos no disruptiva significa que todas las tareas necesarias de mantenimiento y gestión se pueden realizar sin necesidad de planificar tiempos de inactividad, lo que aumenta la agilidad de su infraestructura de datos.
  • Las configuraciones de FlexPod pueden incorporar controladoras V-Series. Las soluciones de infraestructura convergentes como FlexPod optimizan el proceso de puesta en marcha de nuevas infraestructuras tecnológicas. Incluir una controladora V-Series en su configuración de FlexPod le permite aprovechar su capacidad de almacenamiento existente.

Casos de uso

Los equipos de tecnología eligen V-Series para beneficiarse de estas funcionalidades de eficiencia, protección de datos integrada y almacenamiento unificado, entre otras. Los casos de uso más comunes incluyen:

  • Aumento de la eficiencia de entornos virtuales
  • Habilitación de la replicación entre cabinas de diferentes proveedores
  • Creación de copias de datos más utilizables para operaciones de desarrollo y pruebas
  • Funcionamiento como puerta de enlace NAS o SAN
  • Mejora del rendimiento del almacenamiento existente

Entornos virtualizados

La mayoría de los entornos virtuales tienen docenas o incluso cientos de copias de los mismos sistemas operativos. Esta elevada duplicación hace que los entornos de servidores virtuales y puestos de escritorios virtuales (VDI) sean candidatos perfectos para beneficiarse de las mejoras de V-Series.

Si su entorno virtual se aloja en una cabina de almacenamiento que no admite deduplicación, al agregar las controladoras V-Series de NetApp recuperará importantes cantidades de almacenamiento que podrá reutilizar para satisfacer otras necesidades. Esto le permitirá reducir su inversión general en almacenamiento. Normalmente se puede liberar para su reutilización del 50 al 80 % del almacenamiento asignado a los entornos operativos de equipos virtuales.

Uso de V-Series en un entorno virtual.

Figura 3) Uso de V-Series en un entorno virtual.

Después de migrar un entorno virtual a V-Series, puede seguir usando sus métodos de aprovisionamiento existentes combinados con la deduplicación, o bien aprovisionar copias virtuales usando la tecnología FlexClone® de NetApp para mantener la eficiencia del espacio de su entorno virtual. Virtual Storage Console de NetApp optimiza este proceso para los entornos VMware®, y el complemento OnCommand® para Microsoft® de NetApp lo optimiza para Hyper-V™.

Flash Cache (parte de Virtual Storage Tier de NetApp) se puede utilizar en entornos virtuales para mejorar el rendimiento, especialmente durante los arranques e inicios de sesión masivos.

Replicación entre cabinas de almacenamiento heterogéneas

Las soluciones de replicación basadas en cabinas para recuperación ante desastres suelen requerir que la configuración de las cabinas de origen y de destino sea igual. Es posible que no se admitan diferentes modelos de cabinas del mismo proveedor y, si necesita replicar entre cabinas de dos proveedores diferentes, tiene las manos atadas.

Al utilizar V-Series como interfaz de sus cabinas de almacenamiento existentes, puede cumplir sus objetivos de replicación al tiempo que reduce los requisitos de ancho de banda. El software SnapMirror de NetApp solo replica los bloques modificados, lo que aumenta la eficiencia de la replicación. La compresión de SnapMirror reduce aún más el consumo de ancho de red. Además, la deduplicación de datos primarios también reduce la cantidad de datos replicados.

Protección de datos integrada de V-Series para entornos de almacenamiento heterogéneos. V-Series puede proporcionar copias Snapshot, replicación con SnapMirror y backup basado en disco con SnapVault.

Figura 4) Protección de datos integrada de V-Series para entornos de almacenamiento heterogéneos. V-Series puede proporcionar copias Snapshot, replicación con SnapMirror y backup basado en disco con SnapVault.

Desarrollo y pruebas

Las tareas de desarrollo y pruebas, garantía de calidad, conservación de datos y otras operaciones de los entornos de bases de datos suelen requerir el uso de varias copias de las bases de datos de producción. Estas copias consumen importantes cantidades de almacenamiento, por no hablar de los requisitos en energía, refrigeración y espacio en el centro de datos. Además, el tiempo necesario para crear una copia completa de una base de datos puede ser prohibitivo. Estas limitaciones suelen dictar la forma de trabajar, puesto que los desarrolladores y responsables de pruebas trabajan con muy pocas copias y con conjuntos de datos no actualizados.

La funcionalidad de copia virtual que admiten las controladoras V-Series de NetApp con la tecnología FlexClone de NetApp le permiten corregir esta situación. Esto se debe a que esta funcionalidad reduce el espacio de almacenamiento necesario a una fracción de lo que se necesitaría de otro modo y es capaz de crear una «copia» de base de datos utilizable en cuestión de minutos.

Por ejemplo, los trabajos de desarrollo y pruebas de una base de datos de producción de 100 GB normalmente comienzan con la realización de una copia duplicada completa y, a continuación, se realizan varias copias para los desarrolladores y probadores. Si asumimos que, como poco, los desarrolladores necesitan dos copias y tres los responsables de las pruebas y control de calidad, el espacio de almacenamiento total necesario (incluida la base de datos de producción) es de 700 GB. Al conservar la copia duplicada completa (para evitar cualquier impacto en el almacenamiento de producción) y usar FlexClone para las copias de desarrollo y pruebas, se reduce el almacenamiento total necesario a solo 250 GB, es decir, una reducción del 64 % en los requisitos de almacenamiento. (Se asume que la tasa media de cambio en los volúmenes de desarrollo y pruebas es de aproximadamente el 10 %). El tiempo total para crear estas copias también se reduce a minutos en lugar de horas.

Uso de V-Series en un entorno de desarrollo.

Figura 5) Uso de V-Series en un entorno de desarrollo.

Puerta de enlace NAS o SAN

A veces dispone de capacidad en las cabinas de almacenamiento por bloques, pero necesita NAS. Una posibilidad consiste en configurar servidores de archivos adicionales, pero esto puede provocar la dispersión de servidores, una alta latencia y poca fiabilidad. En otras situaciones es posible que necesite o desee usar un protocolo SAN como iSCSI o FCoE y que su cabina existente no lo admita.

En estos casos, V-Series de NetApp es la puerta de enlace ideal, pues admite los protocolos SAN y NAS simultáneamente. Una única controladora V-Series puede asumir el papel de gran cantidad de servidores de archivos, lo que reduce el coste y la complejidad al tiempo que aumenta la disponibilidad. Al mismo tiempo, puede ofrecer protocolos SAN comunes como FC, FCoE e iSCSI.

Acelerador del rendimiento

Puede parecer que una controladora V-Series delante de una cabina de almacenamiento existente no puede mejorar el rendimiento pero, gracias al nivel adicional de caché de la controladora y las tecnologías de NetApp, como Write Anywhere File Layout (el sistema de archivos WAFL®) y Virtual Storage Tiering, las controladoras V-Series pueden realizar muchas más operaciones de I/O por segundo (IOPS) por disco que solo una cabina nativa.

En un reciente estudio, Enterprise Strategy Group demostró que una controladora V-Series V3270 delante de una cabina de terceros pudo ofrecer de tres a seis veces más IOPS con una latencia mucho inferior que la cabina sola en cargas de trabajo comunes como OLTP, Exchange, servicios de archivos y servicios web. En todos los casos se deduplicaron los conjuntos de datos y las mejoras en el rendimiento se produjeron en gran parte gracias al almacenamiento en caché orientado a la deduplicación de las controladoras V-Series. Al agregar Flash Cache a las controladoras V-Series aumenta más todavía el rendimiento, superando entre cinco y ocho veces el rendimiento de la cabina.

V-Series con Flash Cache instalado puede ser especialmente beneficioso en entornos VDI en los que los arranques e inicios de sesión masivos saturan la capacidad de una cabina de almacenamiento tradicional.

Primeros pasos con V-Series

Cuando haya tomado la decisión de poner en marcha V-Series, configurar su entorno es un proceso muy sencillo. Solo tiene que seguir unas sencillas instrucciones que le ayudarán a obtener el mejor resultado.

  • Consulte la Herramienta de la matriz de interoperabilidad (IMT) de NetApp (requiere acceso a NOW®) para asegurarse de que sus cabinas, switches y versiones de microcódigo son compatibles con V-Series.
  • Configure las nuevas LUN en cada cabina de almacenamiento que se usará con V-Series.
  • Conecte las LUN a las controladoras V-Series. Siga las mejores prácticas detalladas en el documento TR-3461 de NetApp: Guía de mejores prácticas para V-Series, especialmente las mejores prácticas para cableado, partición y distribución de rutas a las LUN de las cabinas.
  • Después de configurar V-Series, puede migrar los datos usando las herramientas correspondientes. Por ejemplo, Storage vMotion® permite migrar con facilidad equipos virtuales VMware®.

Usar V-Series con otras tecnologías de NetApp

V-Series funciona con el mismo conjunto de tecnologías de NetApp que las plataformas FAS de NetApp, esta es la clave. Hay muy pocas limitaciones. Como ya hemos mencionado, RAID-DP solo se usa con bandejas de discos de NetApp (las LUN de las cabinas de almacenamiento están protegidas en las propias cabinas).

Los demás elementos pueden beneficiarse por completo de las conocidas funcionalidades de NetApp con el almacenamiento que ya tiene.

Tabla 1) Tecnologías compatibles con V-Series.

Eficiencia del almacenamientoProtección de datos integradaProtocolos de almacenamientoOtras
  • Deduplicación
  • Compresión
  • Thin provisioning
  • FlexClone
  • RAID-DP (solo discos de NetApp)
  • Snapshot
  • SnapRestore®
  • SnapMirror
  • SnapVault
  • SnapManager Suite
  • SnapProtect®
  • MetroCluster™
NAS
  • CIFS
  • NFS
SAN
  • FC
  • FCoE
  • iSCSI
  • Suite de OnCommand
  • MultiStore®
  • Nivel de almacenamiento virtual
    • Flash Cache
    • Flash Pool
    • Flash Accel
  • Consola de almacenamiento virtual

Conclusión

Las controladoras de almacenamiento abierto V-Series de NetApp están diseñadas para llevar las ventajas de la eficiencia del almacenamiento, la protección de datos integrada, el almacenamiento unificado y otras funcionalidades de NetApp a las cabinas de almacenamiento de EMC, HP, HDS, IBM y Fujitsu. La puesta en marcha de controladoras V-Series como interfaz con la virtualización de estas cabinas puede reportarle importantes beneficios.

Puede reducir considerablemente la cantidad total de almacenamiento que necesita en los entornos virtuales y mejorar el rendimiento. Puede utilizar copias más actualizadas de conjuntos de datos esenciales en sus operaciones de desarrollo y pruebas, lo que mejora el plazo de comercialización. Además, con V-Series puede replicar entre cabinas heterogéneas y utilizar protocolos NAS o SAN que no admite su almacenamiento existente.

Si quiere más información sobre V-Series de NetApp, consulte el documento TR-3461 de NetApp: Guía de mejores prácticas para V-Series y el reciente Informe de validación de ESG Lab, que describe pruebas realizadas en varias funcionalidades de V-Series, como el ahorro de capacidad en un entorno VMware y la mejora del rendimiento con respecto al nivel ofrecido por las cabinas de terceros. También puede consultar la Guía de integración de V-Series para Data ONTAP 8.1.1 (requiere acceso a NOW).

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Autor: Steven Lusnia, Experto y Arquitecto de V-Series

Steve colabora con NetApp desde hace más de 13 años. A mediados de 2003 empezó a trabajar con grandes clientes de NetApp que deseaban aprovechar las funcionalidades de NetApp con las cabinas de almacenamiento que ya tenían y en entornos SAN tradicionales. Estos pioneros contribuyeron al inicio de la línea de productos V-Series. En 2006, Steve se unió al equipo de productos, aprovechando su experiencia en el campo para contribuir a la evolución de la gama de productos V-Series.

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Los clientes de NetApp han ahorrado más de cinco exabytes* (es decir, más de cinco millones de terabytes) de capacidad en los últimos tres años con las tecnologías de eficiencia del almacenamiento de NetApp. Confiamos tanto en que las controladoras de almacenamiento abierto V-Series aumentarán la eficiencia de su almacenamiento y reducirán su gasto total en almacenamiento, que le garantizamos que se rentabilizarán en nueve meses.

*Según datos de sistema de la herramienta AutoSupport™ de NetApp.



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