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Cómo determinar la escalabilidad de un sistema NAS

Limitaciones de escalabilidad de un sistema NAS, incluyendo los límites de máximo de archivos gestionados, los límites IOPS y de productividad, y los límites de capacidad.

Por su diseño, NAS es un sistema de almacenamiento en red increíblemente sencillo. Es fácil de configurar: sólo hay que encenderlo, configurar el sistema de archivos, asignarlo en los servidores o equipos de sobremesa que lo van a utilizar y ya está listo. NAS se puede manejar sin apenas esfuerzo, proporciona una forma sencilla de protección de datos mediante las copias de seguridad instantánea (snapshots) y copias en espejo (mirroring), y se puede manejar sin dificultades teniendo en cuenta algunas advertencias. Estas advertencias se refieren a la gestión de múltiples sistemas NAS, ya que hay limitaciones en la escalabilidad de una matriz NAS única.

A medida que aumenta el número de sistemas NAS que hay que gestionar, se intensifica también su administración. Desafortunadamente, esta correlación no es lineal. Las tareas de administración aumentan a un ritmo considerablemente mayor que el número de sistemas NAS gestionados, porque el administrador debe equilibrar constantemente la carga en cada sistema, así como migrar datos entre sistemas. La carga de gestión se puede aligerar con una solución de espacio global o GNS (global name space, también llamada virtualización de archivos) como los ofrecidos por F5, Attune, AutoVirt, Brocade y EMC. Pero implementar el GNS requiere un profundo conocimiento y comprensión de los límites de escalabilidad de cada sistema NAS.

Hay tres aspectos principales de la escalabilidad de un sistema NAS que están relacionados entre sí. Éstos incluyen el número máximo de archivos que pueden ser gestionados por el sistema de archivos y por el sistema NAS (que no es lo mismo) antes de que disminuya el rendimiento del sistema, la capacidad máxima (nominal), y la capacidad disponible (cantidad de almacenamiento disponible después de formatear, RAID, protección de datos, etc); el rendimiento sostenible máximo medido en IOPS y la productividad. Es muy probable que las limitaciones relacionadas con el número de archivos gestionados se alcancen mucho antes que los límites de capacidad y rendimiento. Y los límites de rendimiento tienden a ser alcanzados mucho antes que los límites de capacidad.

No se debe cometer el error de planificar sólo una configuración de NAS para satisfacer las necesidades a corto plazo. Si no se consideran también las necesidades futuras, es probable que se termine gastando más dinero y los problemas de gestión aumenten. Conocer las limitaciones del sistema hace que sea más fácil adaptar el sistema adecuado al crecimiento futuro de la organización. También permite la planificación de la capacidad para determinar cuándo será necesario otro sistema o uno de mayor capacidad. La planificación ayudará además a evitar las interrupciones de las aplicaciones causadas cuando las limitaciones de un sistema de almacenamiento estén próximas a alcanzarse o ya se hayan alcanzado.

Límites del máximo de archivos gestionados

Las limitaciones relativas a los archivos gestionados tienen una importancia crucial para los sistemas NAS. Pocas organizaciones llegan a plantear esta cuestión porque es poco importante para el almacenamiento SAN o DAS. Se sabe que algunos sistemas NAS se degradan rápidamente o llegan a una paralización completa cuando se alcanza o supera el número máximo de archivos gestionados.

Determinar las limitaciones de archivos puede ser difícil. Depende bastante del tamaño del archivo, del tamaño del sistema de archivos y del número de sistemas de archivos. Los proveedores de sistemas NAS deberían ser capaces de proporcionar la métrica del sistema. Otra cuestión a considerar es si se va a utilizar el sistema NAS en una configuración de almacenamiento multiprotocolo para alojar también almacenamiento de bloques. Muchos sistemas NAS proporcionan un Canal de Fibra o una interfaz de almacenamiento de bloques SAN iSCSI. La mayoría de los sistemas convierten estos bloques de almacenamiento (normalmente de 512 bytes cada uno) en archivos separados. Esto hará que aumente rápidamente el número de archivos gestionados que, a su vez, aumenta la probabilidad de alcanzar los límites de ese sistema NAS.

Límites IOPS y de productividad

Para los sistemas NAS que soportan NFS y/o CIFS, el rendimiento se mide en IOPS (Operaciones de Entrada y Salida por segundo) y/o en productividad global. Conocer las limitaciones del rendimiento permite la alineación de las necesidades actuales y las futuras, y ayuda a garantizar que el sistema NAS ofrecerá un rendimiento adecuado no sólo con su carga de trabajo actual sino también con las cargas de trabajo futuras. Las métricas clave de limitación del rendimiento se basan en los valores máximos por cada sistema NAS y en los valores máximos de los puertos Ethernet de 1 Gbps y de 10 Gbps.

Límites de capacidad

Las limitaciones de la capacidad pueden resultar un poco más complicadas de lo que cabría esperar. La clave es la capacidad disponible no la nominal. En todos los sistemas NAS, los proveedores indican los límites de la capacidad nominal y no la capacidad que en última instancia se podrá utilizar. Si bien una definición exacta de la capacidad disponible es difícil de alcanzar, la definición pragmática que debe utilizarse es la cantidad de almacenamiento utilizable para los datos una vez definidas las configuraciones RAID y configuradas las copias instantáneas (snapshots). Esto varía en función de la capacidad de la unidad de disco, y también por la relación inversa entre la capacidad del disco y el rendimiento. Las unidades de mayor capacidad giran a una velocidad mucho menor que las unidades de menor capacidad, lo cual reduce notablemente su rendimiento. Las unidades de mayor capacidad ofrecen además menor fiabilidad. Es importante asegurarse de que los límites de capacidad disponible de los discos seleccionados cumplirán con las exigencias actuales y futuras de la empresa.

Se necesita un poco de preparación y planificación para determinar la escalabilidad de un sistema NAS, pero conocer de antemano las limitaciones de un sistema NAS simplificará notablemente su gestión ahora y en el futuro.

Sobre el autor: Marc Staimer es el fundador y Director de Dragon Slayer (Chief DS), cuenta con 11 años de experiencia en el análisis de mercado y consultoría a través de la empresa Dragon Slayer Consulting. Es colaborador habitual de SearchStorage.com.

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