¿Es SAN una propuesta viable para todos los tamaños de empresas?

18 Feb 2004 en Storage

La eterna brecha entre proveedores y clientes
Tom Clark es el autor de las obras ‘Designing Storage Area Networks’ (edición 2003) e ‘IP SANs’ (edición 2002), ambas disponibles en Amazon.com. También es autor de un artículo publicado recientemente en Datamation, donde se refiere a las posibilidades de las soluciones SAN a la luz de nuevas alternativas de menor costo en los elementos que las componen.
A veces nos preguntamos por qué algunas soluciones de tecnología aparecen primero en sus formas más complejas y costosas, para luego abrir paso a variantes más sencillas y económicas para su implementación. ¿Será para ‘descremar’ el mercado cosechando primero el dinero de quienes pueden realizar mayores inversiones y recuperar el gasto en R&D? Nunca se sabe a ciencia cierta, pero los proveedores suelen vender tecnología esperando que cubra las necesidades de aplicación de los clientes. Lamentablemente, los proveedores saben más de las características de sus productos que de las necesidades reales de sus clientes y, si bien se tiene en cuenta los negocios de dichos clientes, éstos pueden no ser capaces de alinear los requerimientos de sus operaciones con la enorme variedad de productos de IT que ofrece el mercado.
Consecuentemente, los clientes suelen comprar soluciones que no atienden a sus problemas en forma completa o bien posponen las compras aunque existan soluciones viables, pero que no han tenido un marketing exitoso que las dé a conocer.
Storage Area Networks (SANs), por ejemplo, es una clase de solución que ofrece muchos beneficios, incluyendo el de reducir los costos de administración y sus overheads, además de alcanzar una mayor disponibilidad de los datos. Pero no todos los clientes o departamentos dentro de grandes empresas pueden justificar fundadamente una solución SAN. Como ocurre frecuentemente, la clave es que la solución coincida con el problema y esto ocurre sólo cuando existe una clara definición de cuál es el problema.

Las soluciones SAN y sus ventajas
En resumen, se puede decir que las soluciones SAN se han implantado hasta ahora casi exclusivamente en grandes organizaciones con muy buenas instalaciones de redes. En esos entornos, los problemas de almacenamiento que se deben resolver son resultado de su misma evolución. Se han ido comprando en forma reactiva muchos servidores con sus correspondientes almacenamientos DAS (Direct Attached Storage) y eso resulta en costos administrativos muy altos y baja eficiencia; existe una subutilización de los recursos y los presupuestos de IT siempre se quedan cortos respecto al crecimiento de la demanda de storage. En grandes empresas existen decenas, cientos o miles de dispositivos de almacenamiento directo en servidores que, a su vez, interoperan en ciertas aplicaciones, lo que requiere mayor cantidad de gente para darles soporte y genera duplicaciones de aplicaciones y archivos, haciendo del upgrade de sistemas operativos y aplicaciones una verdadera pesadilla.
En contrapartida con lo anterior, ocurre que las soluciones con tecnología SAN representan un medio ideal para reducir tremendamente la cantidad de dispositivos de almacenamiento y sus administradores, alineando la administración de sistemas operativos y aplicaciones, reduciendo la cantidad de servidores y, como beneficio adicional, facilitando una alta disponibilidad de datos por medio de replicación de datos basada en SAN y clusters de servidores.

¿SAN para todo tamaño de empresa?
Ha quedado bastante claro, al menos desde la perspectiva del autor, que nosotros compartimos, que la tecnología SAN ha demostrado su valor agregado para el usuario en grandes aplicaciones de data centers. Pero queda por ver si SAN puede ofrecer un valor comparable para empresas de menor tamaño o niveles departamentales. En una instalación con unos cuantos servidores y sus correspondientes dispositivos de almacenamiento se puede alcanzar una mejor utilización de los recursos y simplificar los backups en cintas implantando una solución SAN, pero el retorno de la inversión puede no estar acorde con los altos costos de adquisición asociados con los sistemas SAN convencionales que hemos conocido hasta hoy. En casos como este último, el cliente puede actualizar y mejorar su infraestructura de storage y facilitar el trabajo de administradores, pero no tendrá economías tangibles en sus operaciones cotidianas.
Siendo que SAN puede ofrecer las ventajas operativas deseadas, parece que lo único que tendríamos que lograr en el caso de empresas de menor tamaño, es conseguir que la inversión también sea menor. Si en vez de comprar la clásica solución basada en una red de Fibre Channel podemos obtener resultados similares con otra clase de conexión, puede ser que la solución resulte más efectiva en costo.
Los proveedores han descubierto que este segmento puede ser entonces interesante y ya ofrecen soluciones menos costosas que las de Fibre Channel con alternativas de arreglos o subsistemas de discos que no son mucho más caros que los DAS. Se trata de dispositivos de almacenamiento compartidos, modulares, con discos más económicos y nuevos productos de conectividad basados en IP. Combinadas, estas nuevas tecnologías ofrecen un menor costo de acceso a SANs y permiten que el storage compartido llegue a un mercado más amplio.

Almacenamiento modular compartido
Esta clase de almacenamiento ha sido diseñado para que el umbral en la relación inversión/retorno sea menor en la implantación de una red de almacenamiento. En lugar de comprar un chasis de mayor tamaño y mucho más caro, el cliente puede comprar uno compacto para alojar los discos e integrarlo con nuevos módulos con el transcurso del tiempo. Esta sería una opción de ir pagando a medida que se crece y está permitiendo que las soluciones de almacenamiento compartido alcancen precios menores, pero sin perder muchas de las características de la avanzadas tecnologías RAID y dispositivos de alta disponibilidad que encontramos en soluciones high-end.
Los menores costos de este nivel de solución se originan en la utilización de drives de discos de menor precio utilizando interfases de conexión como SAS (Serial-attached SCSI) o SATA (Serial ATA, tecnología que incluye el controlador dentro del dispositivo de disco). La tecnología de estos discos, que antes no era tan confiable, ha mejorado significativamente y permite utilizarlos con datos de misión crítica. Aunque esta tecnología está atentando contra la supervivencia de los fabricantes que ya manejan márgenes de utilidad mínimos, está promoviendo el desarrollo de soluciones de alta capacidad, veloces, confiables y de menor precio. Ahora, algunos clientes con requerimientos relativamente sencillos y presupuestos limitados, pueden considerar la posibilidad de disponer de opciones de almacenamiento compartido disponibles en el mercado y sacarse de encima al ineludible overhead que resulta de la continua acumulación de almacenamiento directo (DAS).

El papel del nuevo estándar iSCSI
Si bien los sistemas de almacenamiento propiamente dichos representan la mayor parte del dinero de la inversión en un dispositivo SAN, la reducción de costos en la conectividad con servidores y en la infraestructura de la red de almacenamiento son dos elementos que mejoran el costo total de propiedad para los SAN. La llegada de iSCSI y los switches IP para storage que son más accesibles en cuanto a que los usuarios puedan utilizar sus redes IP existentes y su personal de soporte en aplicaciones de storage. El estándar iSCSI esta disponible sin costo como driver de dispositivos que puede ser cargado en tarjetas de redes Ethernet y Gigabit Ethernet existentes. También están disponibles tarjetas especializadas iSCSI con chips off-load TCP a un precio equivalente a la mitad del de los adaptadores para bus de hosts Fibre Channel. Si bien actualmente iSCSI no ha sido probada como tecnología para aplicaciones importantes de centros de datos, puede soportar adecuadamente las aplicaciones normales de storage como backups en cintas (en bloques) y aplicaciones departamentales de datos con una performance moderada.
Además de las tarjetas adaptadoras de menor costo, iSCSI ofrece otros ahorros mediante la potenciación de los switches convencionales Ethernet o Gigabit Ethernet como centros de la solución SAN. En lugar de ligar los servidores a switches para ‘fabrics’ o entrelazados de Fibre Channel, los servidores pueden ser instalados en cualquier punto de la red utilizando routing IP con un costo por cada puerto de switch cercano al 50% de aquél. El beneficio de esta economía, sin embargo, reside en no perder de vista el ancho de banda que consumen las aplicaciones para evitar una sobreutilización de los puertos dedicados a storage y la consiguiente degradación del rendimiento.
Para las instalaciones de menor porte, los productos iSCSI-to-SCSI representan una forma accesible para disfrutar de los beneficios del almacenamiento compartido a un costo mínimo. Los bridges (puentes) iSCSI-to-SCSI permiten el acceso a los dispositivos SCSI DAS (acoplados directamente a servidores) desde servidores que utilizan iSCSI. Algunos productos de esta categoría también proveen una capacidad rudimentaria de pooling de storage como forma de simplificación para la adjudicación y administración del recurso. Si el usuario ya utiliza drives SCSI y se utilizan drivers de dispositivos iSCSI en los hosts, se puede decir que es posible configurar una solución SAN casi sin costo una vez que el bridge iSCSI-to-SCSI ha sido instalado.
No es de esperar que iSCSI desplace al Fibre Channel tradicional en un futuro inmediato, pero sí juega un papel importante al extender el alcance de las soluciones SAN en general. Los arreglos de almacenamiento SAN, por ejemplo, todavía utilizan conexiones Fibre Channel y requieren de switches de almacenamiento IP para proveer conversión de protocolos entre iSCSI y Fibre Channel. Pero dado que iSCSI reduce tanto el costo de acoplamiento de nuevos servidores, puede facilitar el agregado de mayor población de dispositivos a un SAN. Por el momento, los adaptadores de bus de hosts Fibre Channel seguirán siendo los preferidos en aplicaciones con mayores caudales y requerimientos de velocidad.
Finalmente, podemos decir que, teniendo en cuenta la amplísima presencia de la tecnología Ethernet en las empresas de rango medio, no cabe duda de que su aprovechamiento en las configuraciones de almacenamiento compartido en red o SAN, facilita el acceso a esta tecnología y derriba algunas barreras de costo. Pero no olvidar algo: primero debe definirse el problema y los objetivos del cambio.

Glosario

Internet SCSI o iSCSI: estándar basado en IP para la conexión de dispositivos de storage sobre una red. Realiza la transferencia de datos transportando comandos SCSI sobre redes IP. Este estándar soporta la interfase Gigabit Ethernet en la capa física, lo que permite a los sistemas que soportan iSCSI, conectarse directamente a switches Gigabit Ehternet y/o a routers estándar IP. Cuando el sistema operativo recibe un requerimiento, genera el comando SCSI y luego envía un paquete IP sobre la conexión Ehternet. En el extremo receptor, los comandos SCSI son separados del requerimiento y estos comandos y los datos se mandan al controlador SCSI y luego al dispositivo de almacenamiento SCSI. iSCSI se encargará de devolver la respuesta al requerimiento utilizando el mismo protocolo. iSCSI es importante para la tecnología SAN porque permite implantarla en una LAN, WAN o MAN (Metropolitan Area Network).

Serial ATA o SATA: es una evolución de la interfase física de almacenamiento Parallel ATA (Advanced Technology Attachment), la implementación de discos en la que se integra el controlador en el mismo disco. Las más conocidas formas de ATA son IDE, ATA-2 y ATA-3; ATA/66, ATA/100 y Ultra-ATA. La interfase ATA utiliza al procesador central de la computadora para programar su actividad de entrada/salida.
Serial ATA es una conexión serial, como su nombre lo dice, utilizando un solo cable con un mínimo de cuatro alambres para crear una conexión punto a punto entre dispositivos. Las tasas de transferencia para Serial ATA arrancan en los 150MB por segundo. Esta interfase permite diseños de chasis más eficientes y pequeños gracias a la baja disipación de calor de sus delgados cables. En contraste, los cables IDE que se utilizan en los sistemas de interfase ATA paralela (los más comunes en las PCs), son más abultados y sólo pueden alcanzar una longitud de 40 cm, mientras que los cables Serial ATA pueden hacerlo hasta un metro. Serial ATA soporta interfases ATAPI (AT Attachment Packet Interface), extensión de ATA-2 o Extended IDE (EIDE) para CD-ROMs y drives de cintas.