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Conceptos básicos: SnapMirror

Este artículo es la cuarta entrega de Conceptos básicos, una serie de artículos que tratan los aspectos fundamentales de algunas tecnologías de NetApp.

El software SnapMirror® de NetApp® ha sido, durante años, la tecnología preferida para replicación y recuperación ante desastres en una amplia variedad de entornos de almacenamiento de NetApp, debido a su eficiencia probada, sencillez y coste reducido en comparación con otras soluciones. A lo largo de los años, NetApp ha seguido mejorando SnapMirror con nuevas funciones y funcionalidades para preparar el producto para un rango de requisitos aún mayor y para usar el ancho de banda de manera todavía más eficiente.

SnapMirror de NetApp.

Figura 1) SnapMirror de NetApp.

El uso de la tecnología SnapMirror proporciona importantes ventajas:

  • Eficiencia. Las actualizaciones a nivel de bloque reducen los requisitos de ancho de banda y tiempo. A partir de Data ONTAP® 7.3.2, SnapMirror para volúmenes también ofrece compresión de red nativa para reducir aún más los costes de ancho de banda.
  • Flexibilidad. Los datos se pueden replicar entre sistemas de almacenamiento de NetApp diferentes. Se admiten topologías de replicación uno a uno, uno a varios, varios a uno o varios a varios en modo asíncrono.
  • Más productividad. Al usar SnapMirror en combinación con FlexClone® de NetApp, es posible usar los datos almacenados en el entorno de recuperación ante desastres para desarrollo y pruebas, extracción de datos u otros fines.
  • Consistencia. Mediante la integración con la suite SnapManager® de NetApp, los datos de aplicaciones se pueden replicar al mismo tiempo que se mantiene total coherencia para posibilitar su rápida recuperación.
  • Seguridad. Es posible probar el plan de recuperación ante desastres sin que ello afecte a la producción ni a la replicación en curso, lo que permite realizar pruebas con mayor frecuencia para asegurar que no haya sorpresas en caso de desastre. Como protección contra daños en los datos de aplicaciones, el centro de recuperación ante desastres puede conservar varias copias Snapshot® y realizar restauraciones rápida y fácilmente a un punto de tiempo anterior al daño de los datos.

SnapMirror dispone de dos modos de funcionamiento: para volúmenes y qtrees. SnapMirror para volúmenes es el modo más utilizado. Debido a su relativa popularidad, gran parte de nuestro trabajo de desarrollo, incluida la integración con la suite de productos SnapManager, está especialmente orientado a SnapMirror para volúmenes. Por ello, ofrece mayor flexibilidad y eficiencia. Este capítulo de Conceptos básicos explora cómo se implanta la tecnología SnapMirror para volúmenes, los casos de uso más comunes y mejores prácticas para la puesta en marcha de SnapMirror, entre otros aspectos.

Cómo se implanta SnapMirror para volúmenes en Data ONTAP

SnapMirror para volúmenes funciona a nivel de bloque físico. Replica el contenido de un volumen completo, incluidas todas las copias snapshot, y transfiere todos los atributos de volúmenes de un volumen de origen (primario) a un volumen de destino (secundario). Por lo tanto, el sistema de almacenamiento de destino debe ejecutar una versión principal de Data ONTAP igual o posterior a la del sistema de origen. Si la deduplicación o la compresión de datos de NetApp (agregada en Data ONTAP 8.0.1) se ejecutan en el sistema primario, el volumen de destino hereda este ahorro, pues el volumen es idéntico y el ahorro se nota también en la red WAN.

SnapMirror para volúmenes comienza con una copia de referencia en la que se replican todos los datos del volumen del origen al destino. Una vez finalizada la copia de referencia, la replicación se realiza regularmente. Si fuese necesario, es posible hacer que el destino sea editable. En otras palabras, si se produce un error que afecte a los sistemas de origen o primarios, puede recuperar las operaciones y comenzar a escribir en el destino. Una vez corregido el error, puede volver a realizar una sincronización tras la recuperación para copiar de nuevo los cambios diferenciales en el origen y restaurar el funcionamiento normal. Esta funcionalidad es un diferenciador clave frente a SnapVault® de NetApp, destinado principalmente a la realización de backups a disco.

Tabla 1) Diferencias clave entre SnapMirror asíncrono para volúmenes y para qtrees.

Diferencias entre SnapMirror asíncrono para volúmenes y SnapMirror para qtrees
  • Mantiene el mismo número de copias snapshot en el origen que en el destino.
  • Se integra con la suite SnapManager y con SnapDrive® de NetApp.
  • Los volúmenes de destino heredan el ahorro de la deduplicación de los volúmenes de origen. Además, la deduplicación en el origen reduce los requisitos de ancho de banda.
  • No es sensible a las características de los conjuntos de datos, como el número de archivos y de directorios.
  • Admite configuraciones de multi-salto o en cascada.
  • Por lo general, la compresión de red se admite sólo con SnapMirror para volúmenes.

SnapMirror para volúmenes admite replicación asíncrona, semisíncrona y síncrona. La replicación asíncrona es, con diferencia, la más utilizada.

En el modo asíncrono, las copias snapshot del volumen se crean periódicamente en el origen. Solo se transfieren al destino los bloques modificados o creados después del último ciclo de replicación, lo que hace que este método sea muy eficiente en cuanto a la carga del sistema de almacenamiento y al ancho de banda.

El modo síncrono envía actualizaciones del origen al destino a medida que se producen, en lugar de hacerlo siguiendo una programación predeterminada. Esto ayuda a mantener protegidos en el destino los datos que se escriben en el sistema de origen, aunque se produzca un error que afecte a todo este sistema. Para mantener el destino totalmente actualizado se utiliza la transferencia de NVLOG y la transferencia de puntos de coherencia. Este tipo de transferencia permite sincronizar los datos del registro editable, que normalmente se almacenan en caché en NVRAM en el almacenamiento de NetApp, con el destino. La transferencia de puntos de coherencia mantiene sincronizadas las imágenes del sistema de archivos del disco.

El modo semisíncrono se diferencia del síncrono en dos aspectos. Las operaciones de escritura en el origen no tienen que esperar a ser aceptadas por el destino para ser confirmadas y no se utiliza la transferencia de NVLOG. Estos dos cambios agilizan la respuesta de las aplicaciones y únicamente tienen un pequeño impacto en el objetivo de punto de recuperación (Recovery Point Objective, RPO) que se puede alcanzar.

La compresión de red de SnapMirror está disponible a partir de Data ONTAP 7.3.2. Con la compresión de red de SnapMirror, los datos se comprimen solo mientras cruzan la red; los datos de los sistemas de origen y destino no se comprimen en ningún momento. Al habilitar la compresión, se generan dos pasos adicionales:

  • Compresión en el sistema de origen
  • Descompresión en el sistema de destino

En el sistema de origen, los bloques de datos que se deben replicar se transfieren a un motor que los comprime. Este motor crea varios subprocesos, acordes al número de CPU del sistema de almacenamiento. Los diferentes subprocesos de compresión comprimen los datos en paralelo. A continuación, los bloques comprimidos se transmiten por la red. En el sistema de destino, se reciben y descomprimen estos bloques usando un método similar de múltiples subprocesos. A continuación, los datos descomprimidos se escriben en el volumen correspondiente.

Compresión de red de SnapMirror.

Figura 2) Compresión de red de SnapMirror.

Los motores compresión y descompresión se pueden configurar para el ancho de banda o para completar una transferencia en el menor tiempo posible, según las preferencias del usuario.

Todas las plataformas de almacenamiento de NetApp (incluidos los sistemas de virtualización V-Series y la serie N de IBM) admiten la compresión de red de SnapMirror, pero sólo en el modo de funcionamiento asíncrono. Los modos de funcionamiento de SnapMirror semisíncrono y síncrono no son compatibles actualmente con la compresión de red habilitada.

Si quiere más información sobre todas las funciones de SnapMirror para volúmenes, consulte TR-3446: Descripción general de SnapMirror y guía de prácticas recomendadas y TR-3326: Consideraciones sobre el diseño y descripción general de SnapMirror síncrono y semisíncrono. También puede obtener más información acerca de la compresión de red en un artículo anterior de Tech OnTap®.

Casos de uso

Hay dos casos de uso principales de SnapMirror:

  • Recuperación ante desastres
  • Acceso remoto a datos/distribución de datos

Además, la capacidad de utilizar volúmenes FlexClone y de replicarlos se está convirtiendo en un caso de uso emergente de gran importancia.

Recuperación ante desastres. Al utilizar SnapMirror para volúmenes, es posible aplicar mirroring de datos a otro sistema de almacenamiento de NetApp en una instalación de recuperación ante desastres o un centro de datos secundario. Si es necesario hacer que una versión de recuperación ante desastres sea operativa, puede cambiar las aplicaciones a servidores del centro de recuperación ante desastres y redirigir el tráfico de las aplicaciones a estos servidores tanto tiempo como sea necesario. Cuando vuelva a estar en línea el centro de producción, SnapMirror puede volver transferir los datos de manera eficiente a los sistemas de almacenamiento de producción y continuar las transferencias de SnapMirror.

SnapMirror para volúmenes admite configuraciones multi-salto o en cascada. Por ejemplo, un volumen se puede replicar de un sistema en San Francisco a uno en Nueva York y, a continuación, de Nueva York a Singapur.

Acceso remoto a los datos/distribución de datos. SnapMirror también facilita la distribución de grandes cantidades de datos a ubicaciones geográficamente remotas, permitiendo el acceso local a datos con permiso de lectura. La tecnología FlexClone se puede emplear cuando es necesario utilizar réplicas editables de forma local. Las configuraciones uno a varios y varios a uno son compatibles con SnapMirror asíncrono.

El acceso remoto a datos no solo proporciona un acceso más rápido a los datos a los clientes locales, sino que también permite realizar un uso más eficiente y predecible de los caros recursos de red y de servidores. Esto permite replicar datos de origen cuando se desee, para minimizar la carga general de la red. La capacidad de controlar cuándo se deben replicar los datos es también importante en esos momentos en que es necesario asegurarse de que un conjunto de datos tiene un estado coherente.

Uso de SnapMirror para volúmenes para el acceso remoto a los datos.

Figura 3) Uso de SnapMirror para volúmenes para el acceso remoto a los datos.

Casos de uso en combinación con FlexClone. SnapMirror aporta ventajas concretas cuando se combina con la tecnología FlexClone para admitir entornos de desarrollo y pruebas de aplicaciones y permitir la realización de pruebas de recuperación ante desastres. La posibilidad de realizar tareas de desarrollo y pruebas de aplicaciones en el sistema de almacenamiento de recuperación ante desastres le permite aprovechar mejor los recursos que, de otro modo, podrían permanecer inactivos la mayor parte del tiempo. Este tema se describe con más detalle en el capítulo sobre FlexClone.

La realización de pruebas en los procesos de recuperación ante desastres sin interferir en los mecanismos de replicación que se estén utilizando puede ser una tarea problemática. Con FlexClone es posible clonar fácilmente los volúmenes de recuperación ante desastres y probar los procesos de recuperación ante desastres sin interferir en los procesos de replicación de SnapMirror que se estén realizando.

Algunos entornos utilizan volúmenes FlexClone para proporcionar copias con gestión eficiente del espacio para la infraestructura de escritorios virtuales, el almacenamiento de datos y la realización local de tareas de desarrollo y pruebas. En muchos casos puede ser interesante replicar estos clones como medida de protección. En las versiones anteriores a Data ONTAP 8.0.1 (7-Mode), al replicar un volumen FlexClone con SnapMirror para volúmenes, se pierde el ahorro de espacio. El volumen FlexClone del destino requiere la misma capacidad que el principal. A partir de Data ONTAP 8.0.1, en 7-Mode, los volúmenes FlexClone se pueden replicar con SnapMirror para volúmenes sin necesidad de disponer de capacidad adicional en el sistema de destino, siempre que se replique también el volumen principal del volumen FlexClone.

A partir de Data ONTAP 8.0.1, los volúmenes FlexClone se pueden replicar con SnapMirror sin perder eficiencia de almacenamiento, siempre que se haya replicado el volumen principal.

Figura 4) A partir de Data ONTAP 8.0.1, los volúmenes FlexClone se pueden replicar con SnapMirror sin perder eficiencia de almacenamiento, siempre que se haya replicado el volumen principal.

La tecnología SnapMirror

SnapMirror para volúmenes puede alcanzar objetivos de tiempo de recuperación de entre segundos y minutos y objetivos de punto de recuperación de tan sólo unos minutos. Si necesita un objetivo de punto de recuperación más agresivo que el que puede alcanzar SnapMirror asíncrono, deberá elegir MetroCluster™ o SnapMirror síncrono o semisíncrono. Recuerde que la implantación de soluciones síncronas suele requerir mucho más ancho de banda y equipamiento de red especializado, por lo que el coste de estas soluciones es mucho más elevado.

MetroCluster es la solución preferida para distancias de hasta 100 km, pues ofrece disponibilidad de datos continua y recuperación y recuperación tras fallos automáticas. SnapMirror síncrono duplica el rango admitido a 200 km y SnapMirror semisíncrono puede alcanzar aún más distancia para llegar al objetivo de punto de recuperación más bajo en una distancia mayor. SnapMirror síncrono y semisíncrono no admiten el mismo conjunto de funciones que SnapMirror asíncrono. Por ejemplo, las funciones de compresión de red e integración con SnapManager no se admiten en estos modos. Encontrará más información sobre cómo usar MetroCluster combinado con SnapMirror en uno de los últimos artículos de Tech OnTap.

Cuando se empieza a utilizar SnapMirror para volúmenes, es importante tener en cuenta algunos aspectos generales:

  • Observe los requisitos sobre la versión de Data ONTAP para el modo de funcionamiento ejecutado.
    • SnapMirror para volúmenes asíncrono: el destino debe tener la misma versión o una superior, ya sea principal o secundaria.
    • SnapMirror para volúmenes síncrono o semisíncrono: los sistemas de origen y destino deben ejecutar la misma versión.

Tabla 2) Requisitos de Data ONTAP en origen y destino para SnapMirror asíncrono.

SnapMirror para volúmenes en origen SnapMirror para volúmenes en destino ¿Compatible?
Data ONTAP 7.2* Data ONTAP 7.2*, 7.3*, 8.0* Si
Data ONTAP 7.3* Data ONTAP 7.3*, 8.0* Si
Data ONTAP 7.3* Data ONTAP 7.2* No

SnapMirror y otras tecnologías de NetApp

Debido a la gran importancia de SnapMirror en muchas puestas en marcha de NetApp, nos hemos esforzado especialmente en asegurarnos de que interactúa con la gran mayoría de soluciones de software de NetApp. Aquí recogemos algunas especificaciones que deben tenerse en cuenta:

  • Suite SnapManager. La suite SnapManager ha sido diseñada para proporcionar protección de datos y servicios de recuperación ante desastres para aplicaciones importantes, como Microsoft® Exchange, SQL Server®, SharePoint®, Oracle® y SAP®. También se incluyen los hipervisores VMware® y Microsoft Hyper-V™. Al utilizar el producto de SnapManager adecuado (o Virtual Storage Console para VMware), puede estar seguro de que los datos de aplicaciones y/o hipervisores se replican en un estado coherente, de modo que es posible reiniciar las operaciones en el centro remoto.
  • FlexClone. Consulte la sección anterior sobre los casos de uso para obtener información sobre el uso de SnapMirror y FlexClone. Consulte también el capítulo de FlexClone de Conceptos básicos.

En algunos casos, los clones de volúmenes con gestión eficiente del espacio pueden contener datos muy importantes que garantizan la replicación.

  • Deduplicación. Al replicar un volumen deduplicado con SnapMirror para volúmenes, el volumen de destino hereda el ahorro de espacio.

Conclusión

La tecnología SnapMirror de NetApp es una importante herramienta de replicación de uso general y de recuperación ante desastres que puede utilizarse de forma independiente o en combinación con otras soluciones, como la suite SnapManager de NetApp. Si quiere más información sobre SnapMirror de NetApp, consulte TR-3446: Descripción general de SnapMirror asíncrono y guía de prácticas recomendadas y TR-3326: Consideraciones sobre el diseño y descripción general de SnapMirror síncrono y SnapMirror semisíncrono.

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Srinath Alapati

Srinath Alapati
Ingeniero Técnico de Marketing
NetApp


Srinath se unió a NetApp en 2004 y ha formado parte del grupo de Protección de Datos durante cuatro años. Cuenta con más de diez años de experiencia en tecnología, gestión de servidores e infraestructura de almacenamiento. Srinath ha escrito y colaborado en gran cantidad de informes técnicos sobre SnapMirror, MetroCluster, VMware y Exchange y ha participado como ponente en varias conferencias técnicas. Además, forma parte del equipo principal encargado de la implantación de la tecnología de NetApp de recuperación ante desastres.


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