Redes de Área de Almacenamiento (SAN): Características Clave, Fabricantes, Ventajas y Desventajas

Descripción general

Una red de área de almacenamiento (SAN) es una red dedicada de alta velocidad que conecta servidores a un grupo de almacenamiento consolidado. El almacenamiento puede proporcionarse en forma de matrices de discos duros y bibliotecas de cintas.

Esta red dedicada permite el acceso al almacenamiento a nivel de bloque a través de una red independiente, lo que garantiza un rendimiento más rápido, una mejor escalabilidad y una mayor fiabilidad que el almacenamiento conectado a la red (NAS). 

La SAN difiere significativamente del NAS, que gestiona el acceso a nivel de archivo a través de Ethernet, o del almacenamiento conectado directamente (DAS), que vincula el almacenamiento a un servidor.

En cambio, una SAN mantiene el tráfico de almacenamiento fuera de la LAN. Esto crea una red detrás de los servidores que optimiza el rendimiento para las necesidades de la empresa.

• Las SAN aparecieron por primera vez a finales de la década de 1990 con las estructuras Fibre Channel, que se promocionaban como una forma de centralizar el acceso a los datos.
• Las primeras versiones eran rápidas, pero dependían de la virtualización basada en servidores y, en última instancia, no cumplieron con las expectativas.
• La tecnología maduró en varias oleadas.
• La primera etapa llegó en forma de motores de virtualización, que eran principalmente servidores basados en NT situados entre los hosts y el almacenamiento.
• Esto permitía una asignación flexible, pero había muchos cuellos de botella y puntos únicos de fallo, y las empresas tenían que invertir en costosas conexiones Fibre Channel para escalar.
• En la siguiente fase, se popularizó la virtualización fuera de la ruta de datos. Se utilizaron gestores SAN y agentes de servidor para coordinar el almacenamiento sin obstaculizar el flujo de datos.
• Esto redujo significativamente los requisitos de puertos y aumentó la escalabilidad. Plataformas posteriores, como Troika, integraron esta lógica en la propia estructura, eliminando así la necesidad de software del lado del servidor para configuraciones seguras y de baja latencia.

Hoy en día, las SAN son una parte importante de la TI empresarial. Pueden gestionar petabytes de almacenamiento, ofrecen la ventaja de las copias de seguridad automatizadas y pueden manejar cargas de trabajo elevadas, como la virtualización o la edición de vídeo.

• Las SAN utilizan conexiones dedicadas de alta velocidad, normalmente Fibre Channel (FC), iSCSI InfiniBand, y separan el tráfico de almacenamiento del uso de la LAN.
  • Este aislamiento es extremadamente útil porque resuelve los conflictos de ancho de banda que se producen con el almacenamiento conectado a la red (NAS), donde el almacenamiento compite con el tráfico de las aplicaciones.
  • Por lo tanto, en las SAN, el rendimiento del sistema es muy constante para cargas de trabajo sensibles a la latencia, como las bases de datos.

• En segundo lugar, las SAN proporcionan acceso a nivel de bloque a través de una arquitectura de tres capas. Hay una capa de host que consta de servidores con adaptadores de bus de host (HBA), luego la capa de estructura que consta de conmutadores y cableado, y finalmente la capa de almacenamiento que consta de matrices de discos duros, SSD o unidades de cinta.
  • El firmware y los controladores del HBA integran esto en el sistema operativo del servidor, optimizando los comandos de almacenamiento.
  • A diferencia de las NAS, que proporcionan abstracción a nivel de archivo, el acceso a nivel de bloque de las SAN permite un control directo y más granular, lo que elimina la ineficiencia de la sobrecarga del sistema de archivos en escenarios con un alto número de IOPS.

• En tercer lugar, la redundancia es una parte integral del diseño a nivel de estructura. Existen múltiples rutas, por ejemplo, en las SAN duales, que eliminan los puntos únicos de fallo, como suele ocurrir con el DAS. Así, si falla una conexión, el tráfico puede redirigirse, lo que supone una mejora significativa con respecto a las limitaciones del DAS, que está vinculado al servidor.
• Por último, las SAN también permiten la gestión centralizada del almacenamiento a través de LUN y protocolos como FCP (SCSI sobre canal de fibra). En las SAN, a los grupos RAID o particiones se les pueden asignar LUN únicos, lo que permite un control de acceso preciso mediante la zonificación o el enmascaramiento.

Por lo tanto, la proliferación caótica de configuraciones DAS no es un problema con las SAN. Esta centralización lógica, mejorada aún más por la virtualización, como VMware vSAN, puede superar los silos de almacenamiento físico y ofrece un nivel de escalabilidad que las NAS tienen dificultades para igualar a escala de terabytes sin cuellos de botella en la LAN.

Panorama de los fabricantes de soluciones SAN

Hay varios proveedores importantes en el mercado de las redes de área de almacenamiento. Cada uno de ellos ofrece soluciones adaptadas a diferentes necesidades empresariales. Algunos de los proveedores de SAN más importantes son:

• Cisco
• Dell Technologies
• Hewlett Packard Enterprise (HPE)
• IBM
• INFINIDAT
• Lenovo
• NetApp
• Oracle

Cuatro de estos proveedores dominan el mercado SAN empresarial debido a su amplia gama de productos y su fuerte implantación en las empresas. Se trata de Dell Technologies, Hewlett Packard Enterprise, IBM y NetApp.

A continuación se ofrece una descripción general de sus líneas de productos SAN, los protocolos que admiten y los casos de uso típicos.

Ofertas de productos SAN de los principales proveedores

Ventajas clave de SAN

1. Alta disponibilidad y fiabilidad

Las SAN están equipadas con rutas de datos redundantes. Esto garantiza que el acceso al almacenamiento siga siendo posible incluso si falla un servidor, una matriz de discos duros o una conexión de red. De este modo, se eliminan los riesgos de puntos únicos de fallo que suelen producirse en entornos DAS. 

Además, las SAN también admiten mecanismos de agrupación de servidores y conmutación por error, de modo que si un servidor falla, otro puede asumir inmediatamente sus tareas. Este diseño contribuye de manera significativa a la continuidad del negocio y mejora la resiliencia empresarial.

2. Rendimiento superior

Las SAN utilizan protocolos de alta velocidad como Fibre Channel, iSCSI y NVMe-oF. Esto las distingue claramente de las NAS, que transfieren los datos de almacenamiento a través de Ethernet y TCP/IP estándar. Gracias a la red dedicada de las SAN, se evitan los problemas de congestión y latencia de la red, y son habituales velocidades de hasta 32 Gbit/s o más. Por este motivo, las SAN son la opción ideal para aplicaciones que requieren un alto rendimiento, como bases de datos, virtualización y computación de alto rendimiento.

3. Almacenamiento centralizado y gestión simplificada

Las SAN pueden consolidar el almacenamiento en una única infraestructura gestionada de forma centralizada. Esto evita los silos de almacenamiento, que suelen ser un problema en las configuraciones DAS. Varios servidores, independientemente de su sistema operativo, pueden acceder a un grupo de almacenamiento compartido, lo que facilita a los administradores la asignación, ampliación y supervisión de los recursos de almacenamiento.

4. Escalabilidad y virtualización del almacenamiento

En una arquitectura de almacenamiento tradicional, los administradores deben añadir discos duros a los servidores individuales para ampliar el almacenamiento, lo que provoca tiempo de inactividad. Por el contrario, las SAN permiten escalar el almacenamiento de forma independiente, lo que permite añadir nuevos discos duros o matrices de almacenamiento sin interrumpir las operaciones. 

Las SAN admiten la virtualización del almacenamiento, que combina múltiples dispositivos de almacenamiento físico en grupos de almacenamiento lógicos. Este enfoque simplifica la gestión del almacenamiento, mejora la utilización de los recursos y ofrece a los administradores más flexibilidad a la hora de gestionar diferentes cargas de trabajo.

5. Transferencias de datos más rápidas y reducción de la carga del servidor

En una configuración SAN, los datos se transfieren directamente entre dispositivos de almacenamiento sin necesidad de un servidor. Por ejemplo, las copias de seguridad de disco a cinta se pueden realizar directamente a través de una SAN. Esto evita que los ciclos de la CPU del servidor se desperdicien en tareas relacionadas con el almacenamiento. Este alivio libera potencia de cálculo para las aplicaciones empresariales.

6. Recuperación ante desastres y replicación remota de datos

Las SAN operan una red de almacenamiento dedicada. Por esta razón, pueden admitir estrategias de replicación de datos remota y recuperación ante desastres. Una empresa puede duplicar los datos en varias ubicaciones y garantizar que siempre haya una copia de seguridad disponible en caso de fallos de hardware, ciberataques o desastres naturales. Esto convierte a las SAN en un componente clave de los planes de recuperación ante desastres (Recuperación de Datos SAN) de las empresas.

Limitaciones de las SAN

Cualquiera que incurra en gastos relacionados con las decisiones sobre la arquitectura de almacenamiento también debe comprender las limitaciones de las SAN.

• Los costes pueden ser muy elevados, incluso para las grandes empresas. 
  • A diferencia del almacenamiento conectado directamente o del almacenamiento conectado a la red, las SAN requieren hardware altamente especializado. Esto incluye conmutadores de canal de fibra, adaptadores de bus host y matrices de discos de clase empresarial. 
  • Además, los cables de fibra óptica y una infraestructura de red dedicada pueden aumentar el coste total. 
• Muchas pequeñas empresas consideran que esta inversión inicial es prohibitiva, a pesar de que los costes operativos a largo plazo de las SAN son inferiores a los de las DAS.

• Las SAN son complejas de configurar y mantener.
  • Las empresas suelen necesitar administradores de almacenamiento para gestionar aspectos como la zonificación, el enmascaramiento de LUN, las rutas múltiples y las configuraciones de estructura en las SAN.
  • Por lo tanto, las empresas deben invertir en personal de TI cualificado o tener acceso al soporte técnico del proveedor para resolver problemas como configuraciones incorrectas que pueden provocar problemas de acceso a los datos o cuellos de botella en la red.

Quizá no sea adecuado referirse a ellos como limitaciones, ya que se trata más bien de una característica de las SAN, que representan una arquitectura de almacenamiento muy sofisticada.