¿Qué es una red de área de almacenamiento (SAN) y cómo funciona?

¿Qué es una red de área de almacenamiento (SAN) y cómo funciona?

Una red de área de almacenamiento (SAN) es una red dedicada de dispositivos de almacenamiento que se utiliza para proporcionar un grupo de almacenamiento compartido al que pueden acceder varios ordenadores y servidores. El almacenamiento de datos en una arquitectura de almacenamiento compartido centralizado, como SAN, permite a las organizaciones administrar el almacenamiento desde un lugar colectivo y aplicar políticas coherentes para la seguridad, la protección de datos y la recuperación ante desastres.

¿Para qué sirve una SAN?

Las SAN se utilizan para proporcionar acceso a un grupo de almacenamiento compartido a varios ordenadores y servidores. El almacenamiento aparece en los equipos de la red como almacenamiento adjunto directo.

Una SAN elimina la responsabilidad del almacenamiento de los servidores individuales y la recopila en un punto central donde se puede acceder, administrar y proteger. La conexión del almacenamiento a los servidores a través de una red separada de la LAN tradicional optimiza el rendimiento del tráfico de almacenamiento, ya que el tráfico no tiene que competir por el ancho de banda de la LAN con los servidores y las cargas de trabajo.

¿Por qué se llama SAN?

SAN es un acrónimo de red de área de almacenamiento en inglés. Las SAN consolidan el almacenamiento en una sola área de almacenamiento separada de la red de área local (LAN). Los ordenadores y los dispositivos conectados a SAN tienen acceso a dispositivos de almacenamiento como bibliotecas de cintas y arreglos de discos disponibles en los servidores SAN como si se tratara de almacenamiento local.

¿Cómo funciona el almacenamiento SAN?

Los componentes de SAN incluyen el cableado, los adaptadores de bus de host y los conmutadores SAN conectados a matrices de almacenamiento y servidores. Las SAN usan almacenamiento basado en bloques y arquitectura de alta velocidad para conectar servidores a unidades de disco lógico (LUN), un rango de almacenamiento en bloque de un grupo de almacenamiento compartido, y aparecen en el servidor como un disco lógico. 

Una SAN consta de tres capas distintas: host, estructura y almacenamiento.

Capa de Host

La capa de host está formada por los servidores conectados a la SAN, que ejecutan cargas de trabajo empresariales que requieren acceso al almacenamiento, p. ej. bases de datos. 

Los hosts de SAN utilizan adaptadores de bus de host (HBA), adaptadores de red separados dedicados al acceso a SAN, para interactuar con el sistema operativo de un servidor. Esto permite que una carga de trabajo comunique comandos y datos de almacenamiento a la SAN y sus recursos de almacenamiento mediante el sistema operativo.

Capa de Estructura

La capa de estructura comprende el cableado y los dispositivos de red que forman la estructura de red que interconecta los hosts SAN y el almacenamiento. Los dispositivos de red SAN pueden incluir conmutadores SAN, gateways, routers y bridges de protocolo.

La capa de estructura ofrece una mayor redundancia en una red normal, ya que proporciona varias rutas alternativas desde los hosts hasta el almacenamiento en toda la estructura. Esto significa que si hay una interrupción en una ruta, la SAN puede usar una ruta alternativa para la comunicación.

Capa de Almacenamiento

La capa de almacenamiento comprende varios dispositivos de almacenamiento, que suelen ser unidades de disco duro (HDD), pero pueden incluir SSD, CD, DVD y unidades de cinta. Los dispositivos de almacenamiento dentro de una SAN se pueden organizar en grupos RAID para aumentar la capacidad de almacenamiento y mejorar la fiabilidad.

Las tecnologías SAN admiten varios protocolos que permiten que las capas, las aplicaciones y los sistemas operativos se comuniquen. El protocolo más común utilizado es el Protocolo de Canal de Fibra (FCP), que se basa en la tecnología de Canal de Fibra(FC). La Interfaz de Sistema Informático Pequeño de Internet (iSCSI), una alternativa menos cara que FC, se utiliza habitualmente en organizaciones pequeñas y medianas. 

¿Es el almacenamiento SAN una buena opción de copia de seguridad?

Las redes de área de almacenamiento son buenas opciones de copia de seguridad por varias razones:

  • Las SAN le permiten fusionar copias de seguridad de varios servidores en una sola ubicación y ofrecen la flexibilidad de ampliar la capacidad de almacenamiento según sea necesario. 

  • Una solución SAN también admite copias de seguridad más rápidas. Dado que los servidores pueden realizar copias de seguridad directamente en la SAN, las que se envían a la SAN no tienen que viajar a través de la LAN y no se ven afectadas por el tráfico en la red local. 

  • Si un servidor en un clúster SAN deja de funcionar, la carga de trabajo de ese servidor se conmutará automáticamente a uno de los otros servidores en la SAN. También puede replicar datos en una SAN externa para admitir la recuperación ante desastres. 

  • Debido a que una SAN se basa en una estructura de red de dispositivos de almacenamiento y ordenadores interconectados, si se produce una interrupción en una ruta de red, se puede habilitar una ruta alternativa. Esto reduce la probabilidad de que un fallo en un solo dispositivo provoque que el almacenamiento sea inaccesible.

¿Cuáles son las ventajas del almacenamiento en una SAN?

Las soluciones SAN ofrecen varias ventajas para las cargas de trabajo empresariales, entre ellas:

Mayor Rendimiento

Una SAN mueve el procesamiento de almacenamiento de los servidores a una red separada dedicada a las tareas de almacenamiento. Como la SAN se dedica únicamente al almacenamiento, el rendimiento del tráfico no se ve afectado por el tráfico de la LAN. Una solución SAN también aumenta el rendimiento en la LAN al eliminar el tráfico de almacenamiento y liberar ancho de banda. 

Mayor Escalabilidad

Las SAN pueden estar compuestas por miles de servidores host SAN y dispositivos de almacenamiento que se pueden adaptar añadiendo nuevos hosts y capacidad de almacenamiento para satisfacer las cambiantes necesidades comerciales. 

Disponibilidad Mejorada

En una SAN, el almacenamiento se mantiene independiente de las aplicaciones y es accesible a través de múltiples rutas. Si se produce un fallo de comunicación, la estructura de la red puede usar una ruta alternativa para mantener la disponibilidad del almacenamiento.

Gestión Centralizada

Las SAN simplifican la gestión del almacenamiento con funciones centralizadas que se pueden aplicar a todos los recursos de almacenamiento en la SAN. Las funciones pueden incluir el cifrado de datos, la deduplicación de datos y la replicación de almacenamiento.

Seguridad de Datos Mejorada

Con una SAN, los algoritmos de protección de datos se implementan en un solo lugar. Esto garantiza que las configuraciones de seguridad y cumplimiento se apliquen de forma coherente a todos los servidores de la SAN.

Cómo acceder a una SAN: Hay 3 maneras habituales de acceder

Existen varios protocolos que puede utilizar para acceder a una SAN. FCP, iSCSI y FCoE son los tres más comunes. 

El protocolo de canal de fibra (FCP) es el protocolo SAN más utilizado. FCP utiliza comandos SCSI con una conexión de canal de fibra (FC) subyacente para transmitir datos entre almacenamiento, servidores, conmutadores y centros de datos.

FC es una tecnología de red de alta velocidad que ofrece un rendimiento de hasta 16 gigabits por segundo y admite medios ópticos y de cobre a distancias de hasta 10 km. El protocolo FC se considera un protocolo más seguro que TCP/IP y menos susceptible a software malicioso y errores humanos. 

La interfaz de sistema informático pequeño de Internet (iSCSI) es un protocolo de bloque que permite que los paquetes SCSI se transporten a través de una red TCP/IP. Ofrece el mismo acceso de almacenamiento a nivel de bloque que FCP, pero utiliza redes Ethernet convencionales. iSCSI funciona sobre el Protocolo de Control de Transporte (TCP) para permitir que los comandos SCSI se envíen a través de Internet, LAN y WAN (redes de área amplia). 

Canal de Fibra sobre Ethernet (FCoE). En lugar de enlaces TCP/IP y Ethernet de alta velocidad, FCoE utiliza enlaces de canal de fibra entre dispositivos SAN. FCoE funciona enviando paquetes de canal de fibra dentro de paquetes Ethernet a través de una red Ethernet. Esto requiere conmutadores y adaptadores especiales habilitados para FCoE que combinen la funcionalidad de un adaptador de bus host FC con un adaptador de red Ethernet. FCoE es una excelente alternativa al canal de fibra estándar cuando se utilizan redes de mayor rendimiento.

¿En qué casos sería recomendable usar el almacenamiento SAN?

Hay dos casos de uso específicos en los que el almacenamiento SAN está especialmente indicado:

Gestión de Base de Datos  

Las SAN proporcionan las altas velocidades de procesamiento de E/S y la baja latencia necesarias para las bases de datos de grandes empresas en entornos transaccionales de alta velocidad. Estas bases de datos a menudo contienen datos de misión crítica que requieren un alto rendimiento y disponibilidad. 

Con la tecnología de canal de fibra que puede admitir velocidades de hasta 128 Gbps, las SAN pueden cumplir con los requisitos de rendimiento y latencia de las bases de datos empresariales. Las SAN también ofrecen procesamiento paralelo y soporte para RAID y unidades intercambiables en caliente para mejorar la gestión de datos.

Virtualización

Las SAN son adecuadas para implementaciones de virtualización de alto rendimiento a gran escala que ejecutan una amplia gama de sistemas operativos y aplicaciones. Una SAN puede transferir rápidamente múltiples flujos de E/S entre máquinas virtuales y hosts de virtualización y proporcionar la escalabilidad y flexibilidad para admitir la naturaleza dinámica de un entorno virtual. 

Una SAN puede admitir una amplia gama de sistemas operativos, aplicaciones y tecnologías de virtualización y proporcionar la fiabilidad de infraestructura necesaria en entornos virtualizados para evitar fallos que provoquen múltiples interrupciones de aplicaciones.

¿Cuánto cuesta el almacenamiento SAN?

El coste exacto de SAN dependerá de la carga de trabajo y las necesidades de almacenamiento de la organización. 

Por lo general, una SAN requiere adaptadores de bus de host FC (HBS), cables de fibra, conmutadores y discos FC, cabinas de discos y cintas conectadas a FC. Las SAN más pequeñas con hasta 10 servidores y medio terabyte de almacenamiento pueden costar alrededor de 100 000 USD. Las soluciones SAN más avanzadas pueden costar más de un millón de dólares.

Los factores que afectarán el coste de una implementación de SAN son, entre otros, el tipo de SAN (FC o iSCSI); el fabricante y modelo; el tipo de disco, velocidad y capacidad; la capacidad del controlador; las licencias de funcionalidad y capacidad, y los requisitos de mantenimiento y soporte.

Aprovechar las mayores velocidades de transferencia con soluciones Pure NVMe

Dados estas ventajas, cada vez más organizaciones modernas están implementando soluciones SAN utilizando almacenamiento all-flash por su alto rendimiento, baja latencia y menor coste total.

Si bien los protocolos FCP, iSCSI y FCoE funcionan bien con HDD y SAN basados ​​en cinta, pueden causar cuellos de botella en el rendimiento con soluciones all-flash.

NVMe (memoria rápida no volátil) es un protocolo de transferencia para acceder rápidamente al almacenamiento de memoria flash mediante un bus PCI Express (PCIe) de alta velocidad. Los beneficios del almacenamiento NVMe incluyen velocidades de transferencia más rápidas, mayor rendimiento de datos y paralelismo masivo con más de 64 000 colas para operaciones de E/S.

Aproveche las mayores velocidades de transferencia con soluciones Pure diseñadas desde abajo para maximizar el potencial del almacenamiento NVME, que incluyen:

  • DirectFlash® Fabric: Aproveche los beneficios de rendimiento de una SAN diseñada para SSD.
  • FlashArray//X: una cabina all-flash de rendimiento optimizado para aplicaciones de almacenamiento en bloque de nivel 0 y nivel 1.
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