Virtualización del almacenamiento
¿Qué es la virtualización del almacenamiento y cómo se utiliza?
En el mundo del almacenamiento empresarial, la virtualización del almacenamiento es una técnica para agrupar dispositivos de almacenamiento físicos de modo que la TI pueda abordar un solo dispositivo de almacenamiento «virtual». Aunque ahora está siendo eclipsada en gran medida por el modelo de nube, la virtualización del almacenamiento ofreció importantes eficiencias operativas y económicas en comparación con el almacenamiento «en hardware» (en el que se abordan los dispositivos de almacenamiento físico directamente). Con el almacenamiento virtualizado, las organizaciones pudieron reducir los problemas de compatibilidad y aumentar el rendimiento y la seguridad de sus entornos de almacenamiento.
Al usar un almacenamiento virtualizado, los administradores tienen que tener en cuenta varias cuestiones:
- Compatibilidad e interoperatividad: los entornos de virtualización del almacenamiento deben ser compatibles con la infraestructura de hardware, los componentes de red, los servidores, los sistemas operativos, las herramientas de gestión y los hipervisores subyacentes. Es esencial que exista compatibilidad con protocolos como los de NFS y canal de fibra para garantizar una integración perfecta, así como con diferentes API para permitir la integración con las herramientas de automatización y proporcionar capacidades de organización e integración.
- Rendimiento y latencia: el entorno de almacenamiento virtualizado debe satisfacer los requisitos de rendimiento de las aplicaciones cruciales. Los administradores deben evaluar las capacidades del controlador de almacenamiento, el ancho de banda de la red, la capacidad de E/S del disco y los mecanismos de almacenamiento en caché para comprender cómo inciden en el rendimiento y la latencia.
- Seguridad e integridad de los datos: los entornos de almacenamiento virtualizado deberían admitir el cifrado de datos para garantizar la seguridad de los datos en tránsito o en reposo, y proporcionar controles de autenticación y acceso a nivel granular a fin de bloquear el acceso no autorizado. Para garantizar una protección de datos sólida para el almacenamiento virtualizado, se requieren unas soluciones de copia de seguridad y recuperación ante desastres fiables.
¿Cómo encaja la virtualización del almacenamiento dentro del modelo de almacenamiento en la nube?
La técnica de la virtualización del almacenamiento ha existido durante décadas, y fue la que sentó las bases para el almacenamiento basado en la nube (en el que cantidades masivas de dispositivos de almacenamiento individuales se virtualizan en enormes grupos de almacenamiento virtual). En los últimos años, la virtualización del almacenamiento ha dado paso en gran medida al modelo de almacenamiento en la nube, ya que la TI empresarial se ha percatado de los beneficios que supone delegar los desafíos mencionados anteriormente de implementar y gestionar el almacenamiento virtualizado al proveedor de nube.
En el modelo de computación en la nube, los administradores de las aplicaciones y las máquinas virtuales definen el almacenamiento que necesitan en función de algunos parámetros: el tipo de almacenamiento (es decir, de bloques, de archivos o de objetos), la capacidad, el rendimiento o el ancho de banda, y el proveedor de nube inmediatamente pone a su disposición el almacenamiento deseado desde sus propios grupos de almacenamiento virtualizado. Mientras tanto, la arquitectura de nube maneja todas las tareas de aprovisionamiento, configuración y protección de las que antes se encargaba el administrador del almacenamiento en el centro de datos.
Las ventajas operativas del modelo de nube son obvias: la TI empresarial ya no necesita preocuparse por administrar unos entornos de almacenamiento virtualizados cada vez más complejos, y las líneas de negocio se benefician de unos tiempos de aprovisionamiento mucho más cortos. El almacenamiento en la nube permite un acceso bajo demanda a los recursos de almacenamiento y simplifica drásticamente los flujos de trabajo de gestión de datos. Esto fomenta un tiempo de obtención de beneficios más rápido, y acelera la transformación digital.
Desde una perspectiva financiera, el modelo de nube ofrece a las empresas flexibilidad y muchas más opciones para consumir recursos de almacenamiento. Por lo general, los proveedores de nube ofrecen OPEX, facturación de pago por consumo para el almacenamiento en la nube, pero recientemente las ofertas de nube más avanzadas han empezado a incluir también una opción CAPEX que permite a las empresas combinar la soberanía de datos y las ventajas de seguridad del almacenamiento local con una experiencia operativa de nube.
¿Cómo funciona la virtualización del almacenamiento?
En virtualización del almacenamiento, el hardware de almacenamiento físico se duplica en un volumen virtual. Para construir un entorno de almacenamiento virtual sencillo, se combinan varios discos físicos en una agrupación que utiliza un solo servidor. El almacenamiento virtual o los bloques de almacenamiento lógico se asignan al mismo servidor y ayudan a redirigir el tráfico de entrada/salida (E/S).
Los discos físicos están separados del volumen virtual por una capa de virtualización que permite que los sistemas operativos y las aplicaciones accedan al almacenamiento y lo utilicen. El software de almacenamiento virtual toma las solicitudes de E/S y las envía a través del grupo general de almacenamiento a los dispositivos de almacenamiento apropiados.
Los propios discos físicos se dividen en pequeños bloques de datos u objetos conocidos como números de unidad lógica (LUN), volumen lógico (LV) o grupos RAID. Estos bloques se presentan a los servidores remotos como un disco virtual. Para el servidor son como un disco físico, en lugar de la colección de dispositivos de almacenamiento que conforman el grupo general de almacenamiento en el entorno virtualizado.
En un entorno más complicado, las cabinas RAID también pueden funcionar como almacenamiento virtual. Aquí, varias unidades físicas imitan un solo dispositivo de almacenamiento que fragmenta y replica datos en varios discos en segundo plano. Este proceso mejora el rendimiento de E/S y protege los datos de fallos en cualquier unidad individual.
La forma en que se accede a los datos desde las unidades físicas requiere un paso adicional para el software de virtualización. Además de crear una barrera entre los dispositivos de almacenamiento físico y virtual, el software de virtualización crea un mapa con metadatos para ubicar rápidamente los datos almacenados. En algunos casos, el software crea un algoritmo para encontrar los datos aún más rápido.
La creación de un almacenamiento virtual se puede lograr tanto en entornos de almacenamiento a nivel de bloque como a nivel de archivo. Virtualizar una red de área de almacenamiento (SAN) implica agregar una capa de traducción entre los hosts y las cabinas de almacenamiento. En este tipo de virtualización del almacenamiento, los servidores se redirigen a los LUN virtualizados en lugar de a los LUN en la cabina de almacenamiento individual. Estos LUN virtualizados permanecen en el dispositivo virtualizado. Virtualizar una NAS implica eliminar las dependencias entre los datos a los que se accede a nivel de archivo y la ubicación donde se almacenan físicamente los archivos.
¿Cuáles son los diferentes tipos de virtualización del almacenamiento?
Existen varias formas de aplicar el almacenamiento a un entorno virtual: basada en host, basada en cabina y basada en red.
Basada en host
La virtualización basada en host, que se usa con mayor frecuencia en sistemas HCI y en almacenamiento en la nube, depende del software para dirigir el tráfico. En este método, el almacenamiento físico se puede atribuir a casi cualquier dispositivo o cabina. El host, o un sistema hiperconvergente compuesto por varios hosts, presenta unidades virtuales a máquinas invitadas de cualquier configuración, como máquinas virtuales de una empresa, ordenadores que acceden a archivos compartidos o servidores que acceden a los datos a través de la nube.
Basada en cabina
En la virtualización del almacenamiento basada en cabina, los servidores están ubicados físicamente y la cabina a la que se accede no es visible para los servidores o usuarios que acceden al almacenamiento. En este caso, una cabina de almacenamiento sirve como controlador del almacenamiento primario y utiliza software de virtualización para agrupar los recursos de almacenamiento de otras cabinas. La cabina también puede presentar diferentes tipos de almacenamiento físico, como niveles, en lugar de una colección dispar de dispositivos. Dichos niveles pueden estar formados por unidades de estado sólido (SSD) o unidades de disco duro (HDD) en las distintas cabinas.
Basada en red
La forma más común de virtualización del almacenamiento es la basada en red. Aquí, todos los dispositivos de almacenamiento están conectados a un canal de fibra o a una SAN ISCSI mediante un dispositivo de red. Estos dispositivos interconectados se presentan como un solo grupo virtual dentro de su red de almacenamiento.
¿Cuál es la diferencia entre la virtualización del almacenamiento y la de servidores?
Las organizaciones pueden elegir varias tecnologías de virtualización entre las que elegir, y las necesidades empresariales determinarán cuál es la mejor opción. La mayoría de empresas tienen escritorios virtuales en su entorno de trabajo, ya que parece que el trabajo remoto ha llegado para quedarse. Parte de este entorno de trabajo remoto incluye la virtualización de aplicaciones, ya que permite usar menos recursos a los escritorios para llevar a cabo el trabajo sin que los sistemas operativos de las aplicaciones tengan que residir físicamente en este.
Sin embargo, hay más. Cuando se virtualiza un servidor, las empresas pueden apreciar una mayor disponibilidad y una recuperación ante desastres más eficiente. Esto se debe a que el sistema operativo está separado del hardware, y las máquinas que acceden a él pueden tratarse como un archivo. Como archivo, estos servidores se pueden almacenar en la SAN, lo que permite un alto grado de movilidad para el acceso a los datos. Dado que todos los servidores virtuales se almacenan en la SAN, si un servidor falla, se puede llamar a otro servidor para que aloje la actividad en su lugar.
La virtualización de servidores también permite ajustar el hardware bajo demanda, lo que crea un sistema más elástico. A medida que se reducen las cargas de trabajo, los servidores se pueden desactivar y, al contrario, a medida que aumentan las cargas de trabajo, se pueden volver a activar. Por lo tanto, con menos servidores en todo momento, una organización puede ahorrar dinero en electricidad, refrigeración y hardware redundantes que permanecen sin usar la mayor parte del tiempo.
La virtualización del almacenamiento también ayuda a aumentar la disponibilidad, especialmente cuando se usa junto con la virtualización de servidores. Cuando el almacenamiento está virtualizado, este no está emparejado con ningún servidor en particular. Por lo tanto, el almacenamiento puede gestionarse desde múltiples fuentes y usarse como un único repositorio. Además, muchos servidores pueden acceder a los datos almacenados en la SAN, lo que hace que el uso de la SAN sea mucho más sencillo.
¿Cuáles son los beneficios de la virtualización del almacenamiento?
- Menos costes: dado que el almacenamiento virtual no requiere las típicas redundancias de hardware necesarias en las arquitecturas de almacenamiento empresarial tradicionales para la recuperación ante desastres, no se tienen que comprar tantos dispositivos o licencias de software. Esto ahorra a la empresa el coste significativo de realizar inversiones iniciales.
- Ahorro de tiempo: el almacenamiento virtualizado no solo reduce el tiempo de inactividad (planificado y no planificado), sino que también hace que las actualizaciones requieran mucho menos tiempo y sean menos disruptivas.
- Escalabilidad: con el almacenamiento virtual, las organizaciones ya no necesitan prever sus necesidades de almacenamiento futuras a largo plazo ni pagar por toda esa capacidad por adelantado. En su lugar, la TI puede aprovechar un aprovisionamiento dinámico que responda a las necesidades cambiantes bajo demanda.
- Facilidad de gestión: el almacenamiento virtual simplifica y mejora el uso de los recursos, lo que proporciona una fácil adición/eliminación de almacenamiento sin interrumpir las aplicaciones. También permite migrar los datos sin problemas y agilizar la aplicación de funciones avanzadas en todo el grupo de almacenamiento.
- Menos riesgos: si una unidad de disco, un controlador de almacenamiento o una fuente de alimentación fallan no importa, ya que cada uno de ellos ya estará duplicado en la cabina virtual, por lo que el riesgo de disrupción se reduce considerablemente. Esta redundancia virtual limita la lentitud del rendimiento y aumenta la eficiencia y la flexibilidad del almacenamiento.
- Mayor productividad: el almacenamiento virtual no solo ofrece una disponibilidad del 100 %, sino que también tiene el potencial de acelerar la implementación de aplicaciones y servicios para generar valor más rápidamente.
- Eficiencia mejorada: el mayor beneficio es obtener un almacenamiento más rápido con un mejor uso de la capacidad. También proporciona más estabilidad al acceso a los datos y a su procesamiento. Además, el almacenamiento virtual garantiza un uso del 100 % y pocas posibilidades de quedarse sin capacidad.
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