Almacenamiento

¿Qué es el almacenamiento conectado a la red?

El almacenamiento conectado a la red (NAS) es una arquitectura de almacenamiento a nivel de archivos en la que uno o más servidores almacenan datos en discos dedicados y los comparten con muchos clientes conectados a la red. El NAS es una de las tres arquitecturas de almacenamiento principales, junto con las redes de área de almacenamiento (SAN) y el almacenamiento directamente conectado (DAS), es el único que está conectado a la red de forma inherente y es también responsable totalmente de un almacenamiento completamente de red.

Compare el NAS con volúmenes de almacenamiento más conocidos, como el disco rígido de su PC, el disco externo, un CD o una unidad de memoria flash USB. Una arquitectura NAS le permite almacenar y compartir datos basados en archivos, más parecidos a cualquier volumen de almacenamiento. Pero mientras su disco rígido, su disco externo, CD o memoria flash solo pueden conectarse a un dispositivo a la vez, NAS se conecta a la red para dar soporte a muchos dispositivos simultáneamente.

Las unidades NAS están diseñadas para suministrar los datos como archivos. Si bien están técnicamente capacitadas para completar también tareas generales del servidor, las unidades de NAS ejecutan software que protege los datos y administra permisos, eso es todo. Este es el motivo por el que las unidades NAS no necesitan un sistema operativo de funciones completas. La mayoría de las unidades NAS contienen un sistema operativo incrustado y ligero, adaptado especialmente al almacenamiento y presentación de datos.

Para presentar estos archivos, la unidad de NAS utiliza protocolos basados en archivos estándar, como Sistema de archivos de red (NFS), Bloque de mensajes del servidor (SMB), Sistema de archivos de Internet comunes (CIFS) y Protocolo para archivos Apple (AFP), que son los protocolos usados para comunicar con Linux® y UNIX, Microsoft Windows y los dispositivos Apple, respectivamente.

Los principales beneficios de NAS incluyen:

  • Capacidad de escalabilidad horizontal: añadir más capacidad de almacenamiento a NAS es tan fácil como añadir más discos rígidos. No necesita actualizar o reemplazar los servidores existentes, y el nuevo almacenamiento puede estar disponible sin necesidad de cerrar la red.
  • Rendimiento: debido a que el NAS está dedicado al servicio de archivos, elimina la responsabilidad del servicio de archivos de otros dispositivos de red. Y ya que el NAS está adaptado a casos prácticos específicos (como big data o almacenamiento multimedia), los clientes pueden esperar un mejor rendimiento.
  • Fácil configuración: las arquitecturas NAS se proporcionan generalmente con scripts simplificados e incluso, como aplicaciones preinstaladas con un sistema operativo optimizado, con una gran reducción del tiempo que implica configurar y administrar el sistema.
  • Accesibilidad: cada dispositivo conectado a la red tiene acceso al NAS.
  • Tolerancia a los errores: el NAS se puede formatear para dar soporte a discos replicados, una matriz redundante de discos independientes o codificación de borrado para garantizar la integridad de los datos.

¿Cómo funciona el almacenamiento conectado a la red?

Sencillamente, el NAS es un enfoque para hacer que los datos almacenados sean más accesibles entre los dispositivos de una red. Mediante la instalación de software especializado en hardware dedicado, las empresas se pueden beneficiar del acceso compartido y de un punto único con seguridad incorporada, administración y capacidades de tolerancia a fallos. El NAS se comunica con otros dispositivos mediante el uso de protocolos basados en archivos, que constituyen uno de los formatos más fáciles de navegar (comparados con el almacenamiento de bloques u objetos).

Hardware

Podemos referirnos al hardware del NAS como a una caja de NAS, unidad de NAS, servidor de NAS o cabezal de NAS (según a quién le pregunte). El mismo servidor está esencialmente configurado con discos o unidades de almacenamiento, procesadores y memoria de acceso aleatorio (RAM), muy parecido a cualquier otro servidor. Una unidad NAS puede estar configurada con más RAM, y los tipos de unidad y capacidad pueden estar configurados de forma similar para satisfacer las necesidades de un uso específico. Pero las diferencias principales entre el NAS y el almacenamiento en servidor con propósitos generales están en el software.

Software

Una caja de NAS incluye software que está implementado en un sistema operativo reducido, generalmente incrustado en el hardware. Compare esto con un servidor de propósitos generales que utiliza un sistema operativo totalmente desarrollado, que envía y recibe cientos o miles de solicitudes pequeñas y únicas por segundo. En comparación, un sistema operativo NAS se responsabiliza de solo dos cosas: el almacenamiento de los datos y los archivos compartidos.

Protocolos

Una caja NAS está formateada con protocolos de transferencia de datos, que son maneras estándares de enviar datos entre dispositivos. Los clientes pueden acceder a estos protocolos mediante un estándar existente, que es un servidor central que se conecta con todo y las rutas requeridas. Los protocolos de transferencia de datos, básicamente, le permiten acceder a otros archivos de informática como si fueran de su propiedad.

Las redes pueden ejecutar múltiples protocolos de transferencia de datos, pero dos son fundamentales para la mayoría de las redes: el protocolo de Internet (IP) y el protocolo de control de transmisión (TCP). TCP combina datos en paquetes antes de enviarlos a través de una IP. Considere los paquetes de TCP como archivos comprimidos y el IP como direcciones de correo electrónico. Si sus abuelos no están en las redes sociales y no tienen acceso a su nube personal, tiene que enviarles las fotos de las vacaciones por correo electrónico. En vez de enviarle esas fotos una por una, puede agruparlas en archivos comprimidos y enviarlas todas juntas en un solo momento. De igual manera, TCP combina los archivos en paquetes antes de enviarlos por red a través de IP.

Los archivos transferidos en estos protocolos se pueden formatear como:

  • Sistemas de archivo de red (NFS): Este protocolo se usa regularmente con los sistemas Linux y UNIX. Como un protocolo agnóstico de proveedor, NFS funciona en cualquier hardware, sistema operativo o arquitectura de red.
  • Bloque de mensajes del servidor (SMB): La mayoría de los sistemas que usan SMB ejecutan Microsoft Windows, donde es conocido como "Red Windows de Microsoft". Los SMB se desarrollan a partir del protocolo de archivos compartidos de Internet comunes (CIFS), por lo que es posible que se refieran a los mismos como protocolo CIFS/SMB.
  • Protocolo para archivos Apple (AFP): Un protocolo propietario para los dispositivos Apple que ejecutan macOS.

Una historia breve del almacenamiento conectado a la red

En 1980, Brian Randell, un científico informático británico, desarrolló software conectado a múltiples sistemas UNIX, de tal manera que eran funcionalmente independientes unos de otros. Coloquialmente conocido como la conexión de Newcastle, esto llevó al desarrollo de protocolos de transferencia de datos (como NFS) que las compañías comenzaron a usar para almacenar datos en las ubicaciones centrales.

A medida que evolucionaban las conexiones en red, más protocolos permitieron a los clientes consumir y compartir archivos fácilmente. Y las soluciones diseñadas para administrar situaciones de almacenamiento específicas fueron desarrolladas poco tiempo después, y eso impulsó el desarrollo de NAS. Incluso en la actualidad, la tecnología subyacente continúa evolucionando. Antes era el dominio de los discos magnéticos rotativos, ahora NAS incorpora unidades de estado sólido más rápidas e incluso memoria no volátilde unidades de estado sólido para acelerar el rendimiento de los datos a los que se accede con frecuencia. Los procesadores de núcleos múltiples son cada vez más veloces, y la RAM cada vez más asequible permite que NAS tenga un mejor rendimiento y pueda escalar.

El software de NAS se convirtió rápidamente en la solución de almacenamiento empresarial estándar, y los comienzos consistieron en optimizar las formas de almacenar, organizar y acceder a los datos conectados en red. Uno de esos comienzos fue particularmente capaz de agrupar los archivos NAS en clústeres para realizar tareas que demandan alta capacidad, como hacer copias de seguridad y archivado, y para realizar tareas de alto rendimiento de análisis y virtualización, y este comienzo terminó evolucionando en Red Hat® Gluster Storage.


Entonces, ¿El NAS es una nube?

No. El NAS por sí solo no es una nube. Las nubes son grupos de recursos virtuales (sí, como el almacenamiento) orquestados por software de administración y automatización para que los usuarios puedan acceder a estos a pedido, a través de los portales de autoservicio a los que dan soporte el escalado automático y la asignación dinámica de recursos. Para que un NAS pudiera llamarse nube, habría que virtualizarlo en grupos de recursos, y esos grupos deberían orquestrarse por software de administración y automatización antes de considerarse como cloud computing.

Si usted colocara a un lado el almacenamiento local y al otro, al almacenamiento en la nube, un NAS se ubicaría en un punto intermedio. NAS tiene algunas funciones de almacenamiento local (in situ, conexiones programadas) y algunas funciones de almacenamiento en la nube (autoservicio, acceso conectado a la red), pero no incluye el software de administración y automatización necesario para escalar rápidamente y proporcionar servicios de medición. NAS no es una nube, pero puede proporcionar un rol fundamental en la informática de la nube.


El almacenamiento conectado a la red comparado con otros tipos de almacenamiento

Redes de área de almacenamiento

Una red de área de almacenamiento proporciona lo que se conoce como almacenamiento de bloques. El almacenamiento de bloques separa los volúmenes de almacenamiento (como los discos duros, los nodos de almacenamiento virtualizado o los grupos de recursos de almacenamiento basado en la nube) en volúmenes más pequeños conocidos como bloques, cada uno de los cuales puede ser formateado con protocolos diferentes. Por ejemplo, un bloque se puede formatear para NFS, otro para AFP y un tercero, para SMB. Esto proporciona a los usuarios más flexibilidad, pero también significa que estos deben navegar todo manualmente, ya que el almacenamiento en bloques reúne los datos según clasificaciones arbitrarias.

Almacenamiento conectado de forma directa

El almacenamiento conectado de forma directa es almacenamiento que se conecta directamente a una computadora individual. No está conectado a una red, y por eso se puede acceder con otros dispositivos. DAS fue el precursor de NAS, y cada dispositivo DAS debe administrarse por separado (comparado con un NAS, que puede controlar todo). El ejemplo más común de DAS es el disco duro de una sola computadora. Para que otra computadora acceda a los archivos en ese disco, debe eliminarse físicamente de la computadora original y anexarse a la nueva, o un usuario debe configurar la conexión entre los dos dispositivos.

Almacenamiento definido por software

El almacenamiento definido por software (SDS) es software de administración de almacenamiento que funciona de forma independiente del hardware subyacente. Esto significa que es posible instalar SDS en una caja NAS para adaptar el hardware a cargas de trabajo específicas. Con SDS instalado, el hardware de almacenamiento se puede agrupar en clústeres para que servidores múltiples puedan operar como un sistema individual para un propósito específico. Por ejemplo, se puede configurar un clúster de servidores para mantener los directorios de usuarios y las carpetas de NFS/CIFS mientras que se configura otro servidor para almacenamiento en bloques para fotos y multimedia. Algunas soluciones NAS/SDS incluso pueden consolidar y proporcionar más de un petabyte de datos en 30 minutos o menos.

Todas las piezas que necesita para configurar una red de almacenamiento

Una plataforma de almacenamiento de archivos definida por software para realizar tareas que requieren alta capacidad, como hacer copias de seguridad y archivado, y para realizar tareas de alto rendimiento de análisis y virtualización. Funciona particularmente bien con contenedores y reproducción de archivos multimedia.

Una plataforma de almacenamiento de objetos definida por software que también proporciona interfaces para almacenamiento en bloque y de archivos. Es compatible con infraestructura de nube, repositorios multimedia, copias de seguridad, y restauración de sistemas y lagunas de datos. Funciona particularmente bien con Red Hat OpenStack®Platform.

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