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1 NAS vs SAN 1

2 NAS vs SAN 2

3 NAS & SAN NAS y SAN se utilizan habitualmente de manera combinada: 3

4 Network-Attached Storage (NAS)... Tecnología de almacenamiento dedicada a compartir la capacidad de almacenamiento de un servidor con clientes a través de una red, haciendo uso de un sistema operativo optimizado para dar acceso con CIFS, NFS, FTP o TFTP. Es un servidor o appliance especializado en almacenamiento, más que una infraestructura de almacenamiento. Optimiza el concepto de compartición de ficheros a través de la red. Cualquier usuario de cualquier S.O. puede acceder al dispositivo. Presenta una conexión compartida frente a las dedicadas de entornos Direct Attached Storage (DAS). Con respecto a estas soluciones presenta un menor coste, utilización de la misma infraestructura de red y gestión más sencilla. Por contra, presenta un menor rendimiento y menos fiabilidad por el uso compartido de la comunicaciones. 4

5 ...NAS... El cliente solicita el fichero completo al servidor y lo maneja localmente. Orientado a gran cantidad de ficheros de pequeño tamaño. Los sistemas operativos que sustentan está tecnología habitualmente son linux o Windows server modificados para eliminar funciones no necesarias en este tipo de servidores con vistas a mejorar el rendimiento y reducir el coste. Algunos NAS emplean controladoras de disco e interfaces de red muy especializadas en este tipo de protocolos (appliance). Mercado potencial: residencial y pyme ya que está limitado a las capacidades del hardware y no es actualizable en la mayoría de los casos. 5

6 ...NAS... 6

7 ...NAS... Beneficios de NAS: Compartición del almacenamiento y centralización del respaldo al integrarlo en el appliance. Facilidad de implementación sobre la red existente, con operativos conocidos y sencillos de configurar. Se separa la decisión de almacenamiento del resto de funcionalidades de un servidor y se realiza una gestión integral de todo el espacio de almacenamiento. Escalabilidad fijada por las limitaciones hardware del equipo lo que limita el impacto sobre la red. Compartición de ficheros a operativos heterogéneos. Menor coste de implantación y mantenimiento que una solución SAN. 7

8 ...NAS Otras consideraciones: Escalabilidad a base de aumentar el número de appliances, lo que termina complicando la infraestructura de almacenamiento. Sobrecarga en la red debida a las operaciones de File I/O y perdida de paquetes. No está optimizado para sistemas de bases de datos ya que estas últimas están pensadas para explotar Block I/O. Muchos fabricantes ya no soportan su utilización con BdD. 8

9 Storage Area Network (SAN) Red concebida para conectar mediante Fibre Channel e iscsi servidores, matrices de discos y librerías de respaldo consiguiendo una interconexión rápida, segura y confiable de los distintos elementos que la conforman. Permite a varios servidores acceder a diversos dispositivos de almacenamiento en una red compartida. Se distingue de otros sistemas de compartición como NFS o CIFS en que los servidores hacen peticiones de bloques (block I/O) de datos en vez de archivos (file I/O). 9

10 ...SAN... Clients Network Attached Storage Network Printers Traditional Servers w/ attached Storage LAN Application Servers Database Servers File & Print Servers Fibre Channel Switches, Hubs, etc. Fibre Channel SAN High-end Storage Arrays Mid-range Arrays & JBOD Secondary Storage (DLTs, etc.) 10

11 SAN: características Diseñadas para minimizar el tiempo de respuesta y la latencia. Permite la interconexión de un conjunto de servidores al mismo grupo de discos o librerías de cintas. Permite la creación de rutas redundantes para la conexión de un servidor --> tolerancia a fallos. La seguridad se lleva a cabo mediante un mecanismo de zonificación que consiste en agrupar conjuntos de elementos que se aislan del resto. Para esto utiliza técnicas basadas en un identificador único de dispositivo y/o un identificador del puerto del switch que conecta al dispositivo con la red SAN. 11

12 SAN: componentes... Host Bus Adaptors: Tarjeta que permite interconectar un servidor o dispositivo de red a un esquema SAN. Existen diversos tipos de interfaces: Fibra óptica Monomodo Multimodo Cable Par trenzado Coaxial 12

13 ... SAN: componentes Bridges SAN: Convierte el protocolo más utilizado (Fibre Channel) en específicos de los dispositivos como SCSI o SSA. Facilita la interconexión de equipos existentes previamente y permite superar las limitaciones (p.e. distancia) de protocolos tradicionales. Hubs de bucle arbitrario: Existen varias formas de conectar los dispositivos mediante FC, una de ellas es la de bucle arbitrario. Con esta topología todos los dispositivos comparten el ancho de banda disponible. Bajo rendimiento. Switches: permite a los dispositivos del FC interconectarse mediante un esquema Fabric. Teóricamente los dispositivos trabajan cada uno al máximo ancho de banda disponible debido a que el switch crea un enlace dedicado por cada una de las conexiones abiertas. 13

14 SAN: Conectores Como cableado de los puertos de Fibre Channel se utilizan los tradicionales conectores de fibra óptica (SC, LC) y los de cable como el D-9 o el BNC. Se utilizan también conversores de señal eléctrica en óptica como los Gigabit Interface Converters (GBICs), los Gigabit Link Modules (GLMs) o los transceivers como los Small Form Factor (SFF/SFP) 14

15 Topologías SAN... Existen tres topologías básicas de SAN Fibre Channel: FC-PP (Fibre Channel Point-to-Point): dos nodos. FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop): hasta 126 dispositivos en un bus compartido. El tráfico fluye en una única dirección. FC-SF (Fibre Channel Switched Fabric): hasta 16 millones de dispositivos con total ancho de banda por puerto. Además se permiten combinaciones de FC-AL y FC-SF (Interconexión de Switches mediante ISL) pudiendo realizarse topologías en: Cascada (cascade). Anillo (ring) Malla (meshed) 15

16 ...Topologías SAN... 16

17 ...Topologías SAN 17

18 Direccionamiento Los dispositivos de un entorno FC tienen un identificador único denominado World Wide Name (WWN) y cada uno de sus puertos una dirección de puerto de 24 bits. Estas direcciones se utilizan para los algoritmos de balanceo, tolerancia a fallos y seguridad implementados. El mecanismo de Zoning permite segmentar los puertos del switch de forma que se aislan puertos entre sí formando grupos para garantizar la integridad de los datos o por motivos de prueba o mantenimiento. Se puede implementar de dos formas: Hardware: basado en los puertos de los switch. Software: Basados en direcciones lógicas que se asignan a los dispositivos como los WWN. También se permiten mecanismos de trunking o agregación de puertos. 18

19 Hardware Zoning 19

20 Software Zoning 20

21 ...SAN... 21

22 Protocolos utilizados en SAN Actualmente en este tipo de redes podemos encontrar: Fibre Channel (FC) Fibre Channel over IP (FCIP) Small Computer System Interface over IP (iscsi) 22

23 Fibre Channel... Arquitectura de red que soporta operaciones en modo bloque con direccionamiento de 24 bits. Presenta un modelo de referencia basado en cinco niveles FCO: Nivel físico, especifica tipos y características de diversos medios. FC1: Mecanismo de codificación y acceso al medio FC2: Conversión de bloques en tramas, QoS, integridad y control de flujo. FC3: Nivel de red, servicios comunes, cifrado y compresión de datos. FC4: Adaptación de otros protocolos a Fibre Channel. 23

24 ...Fibre Channel... Velocidades de 100 a 800 Mbytes/s con conexiones en cobre o fibra. Soporte para distancias de hasta 10 Km. 24

25 ...Fibre Channel... 25

26 ...Fibre Channel... Servicios Comunes (FC3): Grupos de búsqueda: agregación de varios puertos N en uno solo. Se crea un alias, reduce la latencia por ocupación de un puerto N. Difusión: entrega de una transmisión a un grupo o todos los puertos N. Mirroring de puertos Encriptación Compresión 26

27 ..Fibre Channel Transformaciones (FC4): Define la adaptación de diversos protocolos a FC. Interfaz SCSI: Interfaz de alta velocidad usada para Pcs, WS y Servidores. Admite dispositivos de alta capacidad y prestaciones. Interfaz HIPPI: usada en grandes computadores. IEEE 802: tramas MAC IEEE 802 transformadas en tramas de canal de fibra. ATM. IP. 27

28 FCIP... Fibre Channel over IP: Permite conectar punto a punto redes SAN/FC mediante una red IP. Encapsula en TCP las tramas FC (sobre un tunel TCP). Identificación de dispositivos mediante su dirección IP. 28

29 ...FCIP 29

30 iscsi... Permite el uso de SCSI sobre redes IP. Su uso en entornos de almacenamiento corporativo está desplazando a FC por su menor coste de implantación. Este protocolo tiene un menor rendimiento que FC debido a la sobrecarga del protocolo TCP/IP. Permite a un host utilizar un initiador para conectar a un target y acceder al mismo a nivel de bloque. Posibilita, a un coste razonable, las facilidades de disaster recovery, ya que permite la migración/sincronización de discos a través de redes WAN. 30

31 ...iscsi... 31

32 Aplicación de SAN... Actualmente las redes SAN están facilitando los entornos de virtualización... 32

33 ...Aplicación de SAN... Permite que varias máquinas host compartan el disco... 33

34 También en entorno VDI:...Aplicación de SAN 34

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