Diseño del almacenamiento: adiós a los viejos subsistemas de almacenamiento del siglo pasado
Parece que cada pocos años surge un cambio que causa un giro fundamental en la forma en la que concebimos e implementamos los medios de almacenamiento y, generalmente, NetApp lleva la delantera. En 2002, NetApp fue pionera en el uso de unidades orientadas a la capacidad para el almacenamiento secundario en lugar de las cintas. Unos años después, en gran medida debido al aumento de la fiabilidad gracias a nuestra tecnología RAID-DP®, NetApp hizo posible por primera vez la implementación de este tipo de unidad para el almacenamiento principal. En los últimos tres años, el sector de las unidades de disco ha sufrido un cambio considerable de la interfaz de Fibre Channel a SAS. NetApp fue una de los primeros proveedores de almacenamiento importantes que adoptó SAS y fue un líder claro en el diseño de soluciones de almacenamiento con tecnologías SAS. Hoy en día, la aceptación y adopción generalizadas de la tecnología flash están dando pie a un nuevo cambio. El resultado de todos estos desarrollos es que dispone de muchas más opciones y, a pesar de que tener opciones es algo claramente positivo, también significa que hay mucho más que considerar cuando intenta elegir los «mejores» medios de almacenamiento o cómo optimizar un subsistema de almacenamiento para una carga de trabajo de aplicaciones en particular. En este artículo, examino algunas tendencias de almacenamiento a corto plazo, así como qué podría suceder un poco más adelante en este sentido. También proporciono algunas directrices con respecto a cuáles cree NetApp que son las mejores prácticas del subsistema de almacenamiento que le mantendrán a la cabeza. Tendencias de los medios a corto plazo Con la disponibilidad de flash, la puesta en funcionamiento del almacenamiento ya no trata únicamente de conseguir los discos suficientes para respaldar una carga de trabajo, cada vez más, trata de emparejar las unidades de disco adecuadas con las opciones flash adecuadas. Combinar unidades de disco duro (HDD) y flash para crear almacenamiento híbrido cambia realmente el cálculo de puesta en funcionamiento de almacenamiento. Este es uno de los motivos clave por los que NetApp ofrece una gama ampliada de opciones de unidad. Puede mezclar diversos tipos de medios en un único sistema de almacenamiento FAS o en un único clúster para ofrecer respuesta a una gran variedad de requisitos de almacenamiento. Empecemos por observar qué está sucediendo actualmente y qué sucederá a corto plazo con las cuatro clases de unidades:
HDD de alta capacidad Para poder proporcionar la máxima densidad al menor precio por gigabyte de capacidad, los HDD de alta capacidad siguen utilizando el formato de 3,5" de factor de forma grande (LFF), normalmente con una velocidad de rotación de 7200 RPM. ![]() Las unidades de disco SAS near-line que combinan la interfaz SAS con los medios y la velocidad de rotación de las unidades SATA empresariales, son cada vez más la opción preferida para las cargas de trabajo near-line y de producción. Durante el próximo año o el siguiente, deberíamos observar opciones disponibles que alcancen los puntos de capacidad de 5 TB y 6 TB. La interfaz SATA seguirá siendo la opción preferida para cargas de trabajo de backup y archivado en ese período. Opciones de alta capacidad de NetApp. A finales del año pasado, NetApp lanzó una unidad de alta capacidad de 4 TB para su uso en nuestra bandeja de discos 4 U de alta capacidad DS4486 de 48 unidades, lo cual le convirtió en el primer proveedor de almacenamiento importante en enviar HDD a esta capacidad. La combinación de unidades de 4 TB y la bandeja de discos DS4486 proporciona un nivel de capacidad y densidad que es ideal para aplicaciones near-line, de archivado y backup. En abril de 2013, NetApp también lanzó una unidad de 4 TB aparte para su uso en nuestra bandeja de discos 4 U DS4246 de 24 unidades para ofrecer respuesta a las necesidades de alta capacidad de las cargas de trabajo de producción. Nuestra cartera completa de unidades de alta capacidad actualmente incluye opciones de 1, 2, 3 y 4 TB. HDD de alto rendimiento El mercado de HDD de alto rendimiento se ha alejado de las HDD LFF de 3,5" en favor de opciones de 2,5" de factor de forma pequeño (SFF). Los principales proveedores de HDD han señalado que las unidades LFF de 3,5" a 15 000 RPM se retirarán de la producción en un futuro próximo. NetApp presentó su bandeja de discos 2 U DS2246 de 24 discos hace cierto tiempo como preparación para esta transición. En el pasado, NetApp se preocupaba principalmente de ofrecer puntos de capacidad baja para este tipo de unidad para que se pudiera poner en funcionamiento el número de discos necesario para cumplir con los requisitos de rendimiento, a la vez que se minimizaba el aprovisionamiento excesivo de capacidad. Sin embargo, ahora que cada vez es más común utilizar una combinación de discos de alto rendimiento y flash, tanto Flash Cache™ como el almacenamiento en caché inteligente de Flash Pool™ de NetApp®, para ofrecer respuesta al rendimiento, hemos empezado a poner a disposición mayores capacidades. Con más puntos de capacidad, puede combinar el almacenamiento en caché de servidor de Flash Cache, Flash Pool y/o Flash Accel™ con el número óptimo de discos para ofrecer respuesta a las necesidades de capacidad y rendimiento de sus cargas de trabajo. Por ejemplo, supongamos que una aplicación en concreto necesita 20 TB de capacidad y 10 000 IOPS y cuenta con una tasa de aciertos en caché del 80 % con Flash Cache. Las unidades de 1,2 TB proporcionarán discos más que suficientes para cumplir con las faltas de caché con un buen rendimiento. Para cargas de trabajo existentes ejecutándose en NetApp, puede utilizar las estadísticas de caché predictivas para determinar cuál será su tasa de aciertos en caché para una determinada cantidad de flash. Esto ayuda a determinar la cantidad adecuada de flash y HDD antes de invertir en medios nuevos. Opciones de unidad de rendimiento de NetApp. Recientemente, hemos lanzado un nuevo HDD de 1,2 TB a 10 000 RPM que amplía la gama de unidades de disco duro SFF que ofrecemos. La cartera al completo ahora incluye 450 GB, 600 GB, 900 GB y 1,2 TB de capacidad. Es posible que surjan capacidades aún mayores en el futuro, ya que se espera que fabricantes de unidades proporcionen SFF con 1,8 TB de capacidad en el próximo año aproximadamente. Con el tiempo, algunos de los puntos de capacidad inferiores quedarán desfasados. También hay en el mercado opciones de unidades de SFF de 15 000 RPM. Sin embargo, NetApp no los ofrece porque cuestan dos o tres veces más que las unidades SFF de 10 000 RPM. Como los SDD ofrecen una mejor densidad de I/O, creemos que son una mejor opción que los HDD SFF de 15 000 RPM, y es posible que los reemplacen. ![]() Unidades de cifrado automático Con las noticias recientes acerca de espionaje corporativo y gubernamental, ha aumentado de manera notable el interés en las soluciones de seguridad y cifrado. El cifrado de almacenamiento de NetApp (NSE) es la implementación del cifrado de disco completo (FDE) de NetApp mediante unidades de cifrado automático de los principales proveedores de unidades. Como el cifrado y el descifrado se dan en la unidad en sí una vez que los datos se han escrito con Data ONTAP o como parte de la lectura del disco, NSE funciona perfectamente con funciones como la deduplicación y la compresión. Todos los datos de una unidad se cifran automáticamente, de modo que utilizar NSE es una forma sencilla de proteger los datos inactivos a la vez que se optimiza el retorno de la inversión de su almacenamiento de NetApp. Como puede esperar, esta tecnología es primordial y necesaria para organizaciones gubernamentales, de sanidad y financieras. Las unidades físicas en sí están protegidas contra manipulaciones, y NSE evita el acceso no autorizado a los datos cifrados inactivos. Evita que alguien pueda retirar una unidad o una bandeja de unidades, y montarla y acceder a ella desde cualquier otro lugar. Además, evita el acceso no autorizado cuando las unidades se devuelven tras un fallo de unidad y simplifica la eliminación de las unidades. Todas las unidades FDE que vende NetApp cumplen con el estándar de cifrado Trusted Computing Group AES-256. También requieren la certificación FIPS 140-2, la cual es un requisito estándar para el sector público. NSE añade cierto coste a la puesta en funcionamiento de almacenamiento. No puede mezclar unidades de cifrado y que no tienen cifrado en la misma plataforma, y las unidades tienen un coste adicional debido a los componentes adicionales y a la necesidad de que las unidades físicas se mantengan a prueba de manipulaciones. Además, la gestión de claves, proporcionada por un dispositivo externo, añade más costes. La gestión de claves para NSE la proporciona una solución externa. NetApp se ha asociado con SafeNet para ofrecer el KeySecure Key Manager de SafeNet, que puede conseguirse a través de NetApp y de nuestros partners. Opciones de NSE. Nuestra cartera de unidades NSE incluye una unidad de rendimiento de 600 y de 900 GB y opciones de alta capacidad de LFF de 3 y 4 TB. Tenemos previsto ofrecer un SDD de cifrado automático en los próximos meses, así que en conclusión, aunque todavía no se ha fijado una fecha de lanzamiento, tenemos previsto dar cabida a los pools de flash que están completamente cifrados una vez que tengamos un SDD de cifrado automático en nuestra cartera. Unidades de estado sólido (SSD) La capacidad de las SSD ha tenido un rápido credimiento en los últimos años. A pesar de que este crecimiento continuará, la memoria flash utilizada en SSD se tropieza contra los mismos límites litográficos que otros tipos de semiconductores. La vía para una mayor capacidad para flash era reducir el tamaño de la función en cada chip para proporcionar más capacidad por chip. Los dispositivos flash NAND actuales utilizan un proceso de clase 2X nm (tamaño de función de 20 a 29 nm) y se están cambiando rápidamente a un proceso de 1X nm (tamaño de función de 10 a 19 nm). Al mismo tiempo, las SSD empresariales han realizado la transición de componentes flash de células de un único nivel a dispositivos de células de diversos niveles. ![]() Hoy en día, puede utilizar las SSD como almacenamiento persistente, al igual que cualquier otro tipo de unidad, o como parte de Flash Pool que combina HDD y SSD para acelerar las lecturas y escrituras aleatorias. A continuación, verá algunos puntos a tener en cuenta en cada tipo de puesta en funcionamiento.
A NetApp le gusta decir que Flash Pool combina la capacidad de una HDD con el rendimiento de flash, pero es mucho más que eso. Las SSD proporcionan la mayoría de sus ventajas en cargas de trabajo de transacciones aleatorias. Las HDD son bastante buenas con las cargas de trabajo secuenciales, especialmente en función de los costes. El hecho de combinar los dos tipos de medios en un único agregado le permite beneficiarse del rendimiento en las transacciones de las SSD y del rendimiento secuencial de las HDD sin necesidad de conocer el comportamiento de I/O exacto de cada carga de trabajo cuando diseña el almacenamiento. Para obtener más información acerca de Flash Pool y todas las opciones flash de NetApp, incluida la cabina EF540, consulte el libro publicado recientemente Flash for Dummies. Opciones SSD de NetApp. Al igual que con las HDD, NetApp presenta nuevas SSD con un calendario agresivo. Actualmente ofrecemos las capacidades de 200 y 800 GB y añadiremos más opciones en los próximos meses para proporcionar un abanico más amplio para una optimización del almacenamiento aún mayor. Centro de mantenimiento Para ayudarle a obtener la mejor fiabilidad de cada HDD, Data ONTAP incluye el centro de mantenimiento, el cual realiza una supervisión del estado de las unidades proactiva, distingue entre eventos pasajeros y problemas subyacentes reales a partir del diagnóstico de las unidades e intenta llevar a cabo un mantenimiento preventivo cuando es necesario. El centro de mantenimiento gestiona automáticamente los fallos de disco a través de un proceso de verificación de fallos sistemático en el disco fallido sin tener que retirarlo del sistema de almacenamiento. Cuando se identifica un disco como fallo potencial, el centro de mantenimiento se hace cargo. Los datos se migran del disco a un repuesto a través de la recuperación o reconstrucción de Rapid RAID (copia los datos directamente del disco antes de que se dé el fallo). El proceso se realiza sin intervención del usuario. Si se pueden reparar los errores pasajeros, el disco se devuelve al pool de reserva. Las funciones del centro de mantenimiento no se aplican a las SSD, ya que estas no experimentan los mismos tipos de fallos pasajeros que las HDD. Sin embargo, Data ONTAP realiza un seguimiento del uso de las SSD y marca cualquier unidad que esté llegando al final de su vida útil. Bandejas de discos NetApp actualmente ofrece una línea de cuatro bandejas de discos para sistemas FAS. Todas estas bandejas son accesibles desde la parte delantera para facilitar las tareas de servicio, sin importar su ubicación en el rack, y todas han sido diseñadas para ser muy fiables sin ningún punto de fallo. En todas las bandejas, las actualizaciones de firmware de la bandeja resultan disruptivas, y las rutas de control alternativas proporcionan una gestión fuera de banda. Opciones de bandejas de discos DS2246. DS2246 es nuestra bandeja de rendimiento optimizado, que reúne 24 unidades en un espacio de rack de tan solo 2 U gracias al uso de unidades SFF. En comparación con la bandeja de discos DS4243, la DS2246 duplica la densidad de almacenamiento, aumenta la densidad del rendimiento en un 60 % (IOPS por unidad de rack) y reduce el consumo energético entre un 30 % y un 50 %. DS4246. La DS4246 proporciona el equilibrio ideal entre rendimiento y capacidad. Tiene una altura de 4U y es compatible con conexiones SAS de 6 Gb/segundo. Puede configurarse con 24 unidades de disco de alta capacidad de LFF o con una combinación de SSD y unidades de disco de alta capacidad para ofrecer compatibilidad con configuraciones de Flash Pool. DS4243. DS4243 de NetApp tiene una altura de 4 U y admite hasta 24 unidades de disco duro (alta capacidad o alto rendimiento) con conexión SAS de 3 Gb/segundo. DS4486. La DS4486 está optimizada para la capacidad, albergando 48 unidades de disco de alta capacidad. Esta bandeja de discos se parece a la DS4246 en el frente, pero es ligeramente más larga y utiliza un portador de discos tándem para albergar el doble de unidades de disco LFF que en un espacio de rack de 4U. A diferencia de muchas de las bandejas de discos optimizadas para la capacidad, se puede acceder a la DS4486 desde el frente, y las 10 bandejas DS4486 en un rack de 42U pesan menos de 910 kg. El rack puede instalarse en un suelo elevado en un centro de datos tradicional. La DS4243 se retirará en favor de la DS4246 próximamente, ya que el rendimiento de las HDD LFF compatibles está desfasado. Por lo demás, estamos bastante satisfechos de esta línea de bandejas de discos y no prevemos cambios importantes en los próximos años. Tabla 1) Comparativa de las bandejas de discos de NetApp para los sistemas de almacenamiento FAS/V-Series. 1Las unidades de disco duro de cifrado automático cumplen con estándares como AES-128, AES-256 y FIPS 140-2. 2Una bandeja de unidades de estado sólido «pura» solo contiene unidades SSD, y una bandeja «mixta» contiene una combinación de SSD y HDD para su uso en Flash Pool. Flash Pool también funciona en configuraciones de «bandeja a bandeja» en las que las unidades de estado sólido de una bandeja SSD pura están combinadas en un agregado con HDD de otras bandejas. 3 Para más información sobre MetroCluster, consulte http://www.netapp.com/us/media/ds-2893-metrocluster-solnbrief.pdf. Interconexiones NetApp fue uno de los primeros proveedores de almacenamiento que realizó la transición de Fibre Channel a SAS como una interconexión de disco, y creemos que SAS ofrece ventajas significativas en este sentido en un futuro predecible. Las conexiones SAS-2 de 6 Gb/segundo que utilizamos actualmente todavía proporcionan un ancho de banda más que adecuado, y pronto aparecerá SAS-3 (12 Gb/segundo). ![]() La única limitación de SAS es la distancia relativamente corta de los cables de cobre estándar. NetApp anunció recientemente una familia de productos SAS ópticos para ofrecer respuesta a este problema, la primera empresa en el sector del almacenamiento que lo hace. El cableado óptico resolverá dos problemas principales:
Asegúrese de comprobar las Preguntas frecuentes de infraestructura y cableado de almacenamiento SAS si desea más información. Tendencias a largo plazo A largo plazo, NetApp está realizando el seguimiento de diversas tendencias de medios adicionales. Ciertas clases de unidades de disco están alcanzando el coste por GB de las unidades de cinta, lo cual abre la puerta al backup y archivado basados exclusivamente en disco.
En el sector del estado sólido, a pesar de que no hay dudas de que las SSD están cambiando las reglas del juego en cuanto al diseño del subsistema de almacenamiento, la memoria flash tiene ciertas limitaciones. Las células flash solo admiten un número limitado de ciclos de escritura antes de desgastarse. Recientes tecnologías como la memoria de cambio de fase y RAM resistiva se están considerando como una forma de superar estas limitaciones, pero todavía es demasiado pronto para decir si alguna de estas tecnologías emergerá. Está claro que el almacenamiento de estado sólido de algún tipo seguirá desempeñando un papel cada vez más importante en el mercado del almacenamiento en general, especialmente a medida que mejoren las condiciones económicas. Directrices para la puesta en funcionamiento del subsistema de almacenamiento Con toda la atención reciente en el almacenamiento flash, sería fácil concluir que las HDD se van a ver eclipsadas en breve. Ciertamente, existen casos de uso para las cabinas All Flash dedicadas, motivo por el cual NetApp lanzó la cabina EF540 el año pasado y trabaja intensamente en la cabina de almacenamiento FlashRay™, nuestra oferta de próxima generación de escalado horizontal All Flash. Sin embargo, las HDD, especialmente en combinación con flash, no van a desaparecer en un futuro próximo. La rentabilidad de las soluciones HDD y HDD/flash en relación a las soluciones All Flash, todavía les convierte en la solución preferida para muchas cargas de trabajo de almacenamiento. Esto es lo que sugiere NetApp.
La bandeja de discos DS2246 es la mejor opción para este tipo de puesta en funcionamiento porque puede albergar HDD de rendimiento, SSD o una combinación de ambos (para puestas en funcionamiento de Flash Pool) y porque ofrece una densidad de rendimiento superior.
He aquí algunas mejores prácticas que deben tenerse en cuenta.
Un poco de planificación previa y las directrices que he indicado en esta publicación y en otras anteriores le ayudarán a elegir el almacenamiento que mejor se adapta a sus necesidades y cargas de trabajo específicas. Como seguramente habrá observado, hay muchas opciones a tener en cuenta: HDD o SSD, SSD puesta en funcionamiento como almacenamiento persistente o en caché, distintos puntos de capacidad y demás. Por supuesto, los expertos de NetApp y nuestra red de partners en todo el mundo están a su disposición para ayudarle en la toma de decisiones. ![]() Formule preguntas, intercambie ideas y comparta sus opiniones en las comunidades en línea de NetApp. Tech OnTap Visite Tech OnTap en la comunidad de NetApp y suscríbase hoy mismo. |
![]() ![]() ![]() |
![]() |
![]() |
Póngase en contacto con nosotros | Cómo comprar | Comentarios | Empleo | Suscripciones | Política de privacidad | © 2013 NetApp |