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Virtualizar aplicaciones críticas con Data ONTAP 8 Cluster-Mode
Vaughn Stewart
Director y Experto en Virtualización

Las tendencias que aparecen entre la base de clientes de NetApp siempre aportan información. Durante los últimos 18 meses, hemos sido testigos de un importante aumento del número de iniciativas para virtualizar aplicaciones clave. Un objetivo común de estas iniciativas es ampliar las ventajas del cloud privado a estas aplicaciones con el fin de mejorar la agilidad de las empresas y la disponibilidad de las aplicaciones. Con frecuencia, el éxito global de estas acciones viene determinado por la elección realizada en la capa de la infraestructura.

Uno de los avances de la infraestructura virtual que más se pasa por alto es la capacidad para ayudar a estandarizar operaciones del centro de datos. Extrayendo el consumo de recursos de informática de la capa de hardware, usted se beneficia de un centro de datos basado en software, que ofrece la capacidad para asignar de forma flexible más recursos de informática a aplicaciones críticas durante picos de carga de trabajo, automatizar los flujos de trabajo y orquestar la infraestructura.

Las infraestructuras de almacenamiento tradicionales no son capaces de proporcionar este nivel de agilidad de los recursos. Con la introducción de la arquitectura Data ONTAP® 8 Cluster-Mode, NetApp ha dado un enorme paso adelante a la hora de hacer realidad una infraestructura de almacenamiento definida mediante software. Esta infraestructura le permite estandarizar las operaciones de servidor y almacenamiento y asignar de forma flexible recursos; estas capacidades pueden ofrecer ventajas inequívocas a las aplicaciones críticas virtualizadas.

¿Qué es una aplicación clave?

¿Qué constituye una aplicación clave? Probablemente, la mayoría incluiría las aplicaciones habituales: Microsoft® Exchange, Microsoft SQL® Server, Microsoft SharePoint®, Oracle® Database, aplicaciones de Oracle y SAP®. De forma más amplia, definiríamos una aplicación clave como cualquier aplicación de la que dependemos en la medida en que la pérdida del servicio puede medirse en el impacto en la productividad, la satisfacción del cliente y la obtención de ingresos. A partir de esta definición, las aplicaciones clave existen de numerosas formas. Algunas vienen integradas en paquetes, mientras que otras son menos conocidas. Muchas abarcan varios niveles; algunas son específicas de un sector o mercado; y muchas incluyen una importante personalización.

Aunque no podemos hacer un seguimiento del ritmo al que se virtualiza cada aplicación clave, sí que disponemos de datos de algunas de las aplicaciones empresariales generales.

Porcentaje de aplicaciones clave que ya se ejecutan en VMware® (Fuente: encuesta de clientes de VMware, enero de 2010 y junio de 2011).

Figura 1) Porcentaje de aplicaciones clave que ya se ejecutan en VMware® (Fuente: encuesta de clientes de VMware, enero de 2010 y junio de 2011).

Requisitos de las aplicaciones virtuales

En lo que a la virtualización de aplicaciones clave se refiere, existen tres requisitos imprescindibles:

  • Disponibilidad: debe ser igual o mayor que el de una aplicación idéntica que se ejecute en un entorno físico.
  • Rendimiento: debe ser también igual o mayor que el experimentado en el espacio físico. Uno de los inconvenientes es que la capa de virtualización podría incrementar los gastos generales relacionados con el rendimiento; si es así, debe saber cómo compensarlo.
  • Capacidad de gestión: debe estar disponible para funciones operativas como backup y restauración de datos de aplicaciones, recuperación ante desastres, migración de datos, etc. con el fin de utilizar enormes cantidades de datos.

Estos requisitos se aplican por igual a servidores y almacenamiento. Las plataformas de hipervisor actuales son más que capaces de satisfacer los requisitos de recursos de las cargas de trabajo de aplicaciones más exigentes. Asimismo, proporcionan una alta disponibilidad a aplicaciones que no pueden proporcionarla adecuadamente de forma nativa.

Los hipervisores también proporcionan mecanismos de gestión de datos para migrar de forma no disruptiva conjuntos de datos en el supuesto de limitaciones de recursos o actualizaciones de la infraestructura; sin embargo, este método de gestión de datos tiene una naturaleza bastante reactiva. Cuando se da una condición no óptima, como un problema de rendimiento del almacenamiento, puede que necesite «capear el temporal» hasta que se complete la migración de datos y haya recursos disponibles para abordar el cambio de la carga de trabajo. Estos mecanismos pueden también plantear una serie de problemas en una fase posterior que afecten a áreas importantes como la replicación, las restauraciones de datos, el ahorro de almacenamiento, etc.

Cluster-Mode aborda las necesidades de las aplicaciones clave

Con el lanzamiento de Data ONTAP 8 Cluster-Mode, NetApp introdujo una revolucionaria plataforma de almacenamiento diseñada para satisfacer los requisitos de cualquier carga de trabajo virtualizada puesta en marcha en un cloud privado. Cluster-Mode transforma el tradicional clúster de almacenamiento de NetApp de 2 nodos en una colosal infraestructura de almacenamiento de 24 nodos. Esta nueva función de clustering proporciona un único punto de gestión del almacenamiento y posibilita un enorme escalado de la capacidad y el rendimiento.

Data ONTAP es la primera plataforma de almacenamiento que extrae del hardware las funciones de acceso y gestión de los datos para crear una plataforma de almacenamiento con funciones de hipervisor que pueden controlarse sin interrupción a través de interfaces de software. Para ello, NetApp recurre a un mecanismo de perfiles de almacenamiento que denominamos Vserver. Este mecanismo le permite asignar de forma flexible recursos de almacenamiento bajo demanda, sin tiempos de inactividad, reconfiguraciones o cualquiera de los efectos negativos que resultan de recurrir a mecanismos de copia de «fuerza bruta» para la gestión de datos.

Cluster-Mode toma todas las funciones por las que es reconocida NetApp (reconocimiento de aplicaciones; backups y réplicas basados en Snapshot; conjunto de tecnologías de eficiencia del almacenamiento más amplio del sector, incluyendo deduplicación, thin provisioning, compresión y clones con gestión eficiente del espacio; y disponibilidad y fiabilidad contrastadas) y las traslada a un nuevo paradigma para prestar servicios de almacenamiento.

Cluster-Mode transforma su infraestructura de almacenamiento para que sea:

  • Inmortal. Los datos siempre están disponibles y accesibles en el supuesto de eventos basados en el hardware como mantenimiento, migración de datos, mejoras y actualizaciones tecnológicas.
  • Infinita. Los recursos de almacenamiento en clúster pueden escalarse de unos pocos terabytes a 50 petabytes y de miles a más de un millón de IOPS. Esta función puede residir en varios espacios de nombres o en un único espacio de nombres lógico.
  • Inteligente. La gestión de datos avanzada, diseñada específicamente para gestionar datos a escala, proporciona un nuevo conjunto de funciones no disruptivas que mejoran las operaciones.

Estas funciones trabajan junto con las funciones de hipervisores líderes para respaldar sus acciones de virtualización de aplicaciones clave.

Infraestructura inmortal

Naturalmente, las aplicaciones clave requieren un nivel de servicio ininterrumpido. Todas las aplicaciones generales que he mencionado anteriormente incorporan opciones y mecanismos de alta disponibilidad, en gran parte debido a que la infraestructura en la que se ejecutan carece de dicha función. Como primera línea de defensa frente a los tiempos de inactividad, usted debe, por supuesto, investigar cuándo resulta apropiado poner en marcha estas funciones integradas y usarlas cuando sea rentable.

Además, su infraestructura debe gozar de una alta disponibilidad. En el caso de almacenamiento de datos, esto implica más que simples rutas de I/O y componentes de hardware redundantes. NetApp ofrece una serie de tecnologías clave que proporcionan protección y amplían la disponibilidad. A partir de una plataforma basada en la fiabilidad contrastada de los pares de alta disponibilidad de NetApp® y la tecnología RAID-DP®, estas tecnologías protegen sus datos y le permiten mantener conjuntos de datos importantes online y disponibles casi eternamente.

Operaciones sin interrupciones. Debido a que un clúster de almacenamiento se compone de varios nodos y el punto de acceso es un perfil de software, usted puede mover de manera no disruptiva enormes cargas de trabajo de varios equipos virtuales entre controladoras de almacenamiento o distintos tipos de unidades de disco dentro del clúster. De este modo, se eliminan las interrupciones operativas para mantenimiento de hardware, retirada de activos, actualizaciones de hardware, etc.

Replicación integrada con aplicaciones críticas. La tecnología de replicación de NetApp proporciona una estrecha integración con Exchange, SQL Server, SharePoint, Oracle y SAP, de tal modo que los datos replicados en un centro de recuperación ante desastres sean coherentes para que los servicios puedan restaurarse con rapidez.

Capacidad y rendimiento infinitos

Las necesidades de capacidad de las aplicaciones clave pueden aumentar rápidamente; por su parte, los requisitos de rendimiento pueden variar de manera espectacular entre períodos pico y períodos normales. Cluster-Mode le proporciona las herramientas necesarias para satisfacer sus requisitos de capacidad y rendimiento sin desperdiciar recursos o dejar inactivo costoso hardware.

Escalado dinámico. Gracias a la flexibilidad que ofrece la extracción de los perfiles de almacenamiento, usted puede asignar recursos de forma flexible para satisfacer los requisitos de cada carga de trabajo específica y reasignar dichos recursos a otro lugar cuando ya no sean necesarios.

La capacidad para cambiar de manera flexible los recursos de almacenamiento (capacidad e IOPS) asignados a una aplicación clave hace que resulte más fácil crecer con una aplicación a lo largo de su ciclo de vida. Puede mover una aplicación del entorno de desarrollo y pruebas al de producción, en períodos pico, y en última instancia retirarla.

La capacidad para aumentar y reducir los recursos de almacenamiento bajo demanda posibilita nuevas maneras de trabajar. La capacidad para reasignar recursos de informática y almacenamiento al unísono sin necesidad de reconfigurar el entorno crea una infraestructura cloud más dinámica y eficiente.

Adaptación instantánea a cambios de las cargas de trabajo. Los entornos cloud deben adaptarse a cambios no previstos de las cargas de trabajo de aplicaciones. NetApp desarrolló Virtual Storage Tiering para ofrecer una respuesta mejor y más dinámica a dichos eventos. Flash Cache es una caché de controladora ampliable de forma modular para datos activos de lecturas aleatorias. Flash Pool combina SSD con discos giratorios, lo que da como resultado una cabina de FAS híbrida idónea para lecturas y escrituras aleatorias. Flash Accel amplía el valor de VST al hipervisor vSphere® para proporcionar las I/O más rápidas para aplicaciones sensibles a la latencia.

Juntas, estas tecnologías crean un nivel de rendimiento bajo demanda que protege la capacidad de respuesta de aplicaciones críticas ante picos inesperados de actividad.

Gestión inteligente

La movilidad de la información sin parangón proporcionada por Cluster-Mode dota a su infraestructura de almacenamiento de transparencia. Los datos pueden moverse por el clúster con total libertad en función de las exigencias del cliente, sean clave o no. A medida que aumentan los recursos consumidos por una aplicación, las funciones de gestión clave como migración, backup y replicación se escalan con ella.

En las migraciones de datos de hipervisores (sin intervención del almacenamiento), el movimiento de datos se produce en el nivel del servidor. Los datos se leen bloque a bloque desde la ubicación original en el servidor y, posteriormente, se escriben en la nueva ubicación. En comparación, el movimiento de datos en un clúster de NetApp se realiza a velocidades de almacenamiento en una interconexión de clúster de alta velocidad específica. A medida que crece su clúster, el ancho de banda disponible para acomodar actividades de movimiento de datos crece con él. Los resultados hablan por sí solos.

En VMworld 2012, Dave Hitz, fundador de NetApp, y Luke Norris de PeakColo explicaron cómo Cluster-Mode proporciona a la empresa la agilidad necesaria para mover en masa equipos virtuales de clientes. En un caso, un cliente de PeakColo con un entorno Oracle de 30 equipos virtuales sospechaba que estaba experimentando un problema con el rendimiento del almacenamiento.

PeakColo migró de forma transparente y casi instantánea la carga de trabajo de SATA a un SSD. Como resultado, el cliente pudo determinar que el problema de rendimiento era un problema de código y que el motivo no estaba en la capa de almacenamiento. La capacidad para descartar el almacenamiento como causa del problema en un margen de tiempo tan corto permitió al cliente centrarse rápidamente en los desarrolladores de la aplicación.

Puntos de recuperación en el disco. Con el impacto que el enorme crecimiento de los datos está teniendo en las aplicaciones clave, ya no solo basta con evolucionar hacia métodos cada vez más rápidos para satisfacer los plazos de backup. La clave es disponer de puntos de recuperación locales en el disco primario y dejar que la cabina de almacenamiento replique automáticamente los datos en otro destino de almacenamiento. Cluster-Mode lo hace posible mediante copias Snapshot™ y tecnología de replicación SnapMirror® de NetApp, que proporcionan un método de protección de datos integrado diseñado para escalarse y basado en eficiencias del almacenamiento contrastadas. En la actualidad, los equipos virtuales de 1 TB pueden crecer hasta convertirse en equipos virtuales de 10 TB sin necesidad de cambiar el plazo de backup o de ampliar el tiempo necesario para la replicación. La gama de productos SnapManager® de NetApp integra estas tecnologías a la perfección con Exchange, SQL Server, SharePoint, Oracle y SAP de tal modo que el backup y la replicación no solo sean rápidos, sino que también sean coherentes con la aplicación.

Crecimiento transparente. La plataforma de almacenamiento Cluster-Mode se amplía, sin necesidad de cambios en los hosts, simplemente agregando nodos adicionales al clúster. La expansión no requiere que los nuevos nodos sigan el mismo modelo de hardware que los existentes. Usted puede mezclar las últimas plataformas de NetApp con el hardware ya existente en el clúster y retirar plataformas más antiguas sin que los datos dejen de estar disponibles en ningún momento. Esta capacidad para realizar estos cambios sin interrupciones viene integrada en Cluster-Mode.

Identifique y corrija equipos virtuales mal alineados. Un problema común que afecta a todas las plataformas de almacenamiento es la mala alineación de las particiones dentro de los equipos virtuales. El complemento de Virtual Storage Console (VSC) de NetApp para VMware vCenter™ proporciona una función de optimización y migración que identifica y corrige los problemas de alineación de forma no disruptiva.

Delegue el control en los propietarios de las aplicaciones. Cluster-Mode le ofrece la posibilidad de delegar el control de una parte o de la totalidad de las funciones de cada perfil de almacenamiento en los propietarios de las aplicaciones. Los propietarios obtienen agilidad y están en mejor posición para abordar con rapidez las demandas del día a día.

Conclusión

Una infraestructura virtual para aplicaciones críticas requiere un nivel superior de disponibilidad, rendimiento y capacidad de gestión. La combinación de hipervisores modernos y Data ONTAP 8 Cluster-Mode le permite estandarizar su método con relación a las operaciones y crear un centro de datos definido mediante software que sea más fiable, escalable de forma flexible, fácil de gestionar y eficiente que una infraestructura tradicional. Como resultado, un entorno de aplicación virtualizado con esta tecnología supera la disponibilidad de los entornos físicos y proporciona el mismo o mejor rendimiento (sin dejar inactivos valiosos recursos en períodos de menor actividad) y una capacidad de gestión que, simplemente, no se puede conseguir en entornos no virtualizados.

El revolucionario diseño de Data ONTAP 8 Cluster-Mode de NetApp proporciona ventajas similares a las de un hipervisor de servidor para satisfacer las necesidades de la virtualización avanzada y cloud computing. La capacidad para extraer el acceso y la gestión de datos del hardware proporciona un rendimiento, una capacidad y una agilidad sin igual para sus aplicaciones críticas.

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De Vaughn Stewart, Director de Cloud Computing y Experto en Virtualización

Vaughn es director de cloud computing y experto en virtualización de NetApp. Representa a NetApp en la Open Virtualization Alliance, publica el blog «The Virtual Storage Guy» y es coautor del libro de reciente publicación Virtualization Changes Everything. Tiene una patente pendiente de aprobación, está reconocido por VMware como vExpert y es poseedor de varias certificaciones del sector.

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Este nuevo libro de Vaughn Stewart y Mike Slisinger de NetApp tiene como objetivo proporcionar orientación precisa sobre alta disponibilidad, eficiencia, integración y rendimiento para su almacenamiento cloud. Incluye una introducción del Dr. Stephen Herrod, Director de Asuntos Técnicos de VMware, y un prólogo de Duncan Epping, de YellowBricks y VMware.

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Más sobre Cluster-Mode

A continuación figuran una serie de artículos de Tech OnTap® adicionales sobre Cluster-Mode.

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