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Uso de instantáneas para el respaldo empresarial

Tecnologías de instantáneas de almacenamiento para respaldo y recuperación de datos

La tecnología de instantáneas de almacenamiento se diseñó originalmente para resolver varios problemas de copias de seguridad de datos. Aprenda sobre los diferentes tipos de instantáneas en este consejo.

En el lenguaje de las copias de seguridad, o respaldo, y la recuperación de datos, una instantánea de almacenamiento es una copia de un conjunto de archivos, directorios y/o volúmenes tal como estaban en un punto específico en el tiempo.

La tecnología de instantáneas, o snapshots, fue originalmente diseñada para resolver varios problemas de copia de seguridad de datos, que incluyen:

  • Respaldo de datos que son demasiado grandes para completar en el tiempo asignado
  • Imposibilidad de realizar copias de seguridad de los datos porque se movieron de un directorio que no se ha respaldado a uno que ya fue respaldado
  • Corrupción de datos respaldados que pueden ocurrir cuando se escribe mientras se está copiando
  • El efecto en el rendimiento de la aplicación mientras una copia de seguridad está en proceso

Cómo crear una instantánea

Se requieren una serie de pasos para iniciar una instantánea:

  • Comienza con un comando de que una copia de seguridad está a punto de ocurrir
  • Este comando le dice al sistema que suspenda el sistema de archivos y las aplicaciones que se ejecutan en ese momento
  • El sistema de archivos se vacía para que se completen las transacciones de archivos pendientes
  • Luego se crea la instantánea
  • Posteriormente, el sistema de archivos y las aplicaciones se liberan para reanudar las operaciones normales

La tecnología de instantáneas también ha ido más allá de la protección de datos. Las instantáneas son una forma eficiente y no disruptiva de probar el software de la aplicación con datos reales sin poner en peligro los datos de producción en vivo. También son ideales para la minería de datos y el descubrimiento electrónico. Las instantáneas también se han convertido en una metodología de recuperación de desastres muy efectiva, incluso preferida, que protege contra el malware, los errores humanos y la corrupción de datos.

Dónde reside la tecnología de instantáneas

La percepción común puede ser que la captura de imágenes es una característica del sistema de almacenamiento, pero ese es solo un lugar donde puede residir la tecnología. Las tecnologías de instantáneas generalmente están disponibles en siete tipos diferentes de implementaciones:

  • Sistemas de archivos de servidores, computadoras de escritorio y computadoras portátiles
  • Administradores de volúmenes lógicos (LVM)
  • Almacenamiento conectado a la red (NAS)
  • Matrices de almacenamiento
  • Dispositivos de virtualización de almacenamiento
  • Hipervisores de virtualización de servidor
  • Bases de datos SQL

Instantáneas basadas en el sistema de archivos

Las instantáneas basadas en el sistema de archivos están disponibles en Windows NTFS de Microsoft Corp. a través de los Servicios de Volume Shadow Copy (Shadow Copy en Vista); Servicios de almacenamiento Novell (NSS) en NetWare 4.11 o superior; OES-Linux de Novell en SUSE Linux; y el sistema de archivos Zettabyte (ZFS) en Solaris de Sun Microsystems Inc. y Apple Mac OS X 10.6 (Snow Leopard).

Una de las ventajas de la instantánea basada en el sistema de archivos es que tiende a ser "gratuita" porque viene con el sistema de archivos. También funciona bien y los últimos sistemas de archivos lo hacen bastante fácil de usar.

En el lado negativo, cada sistema de archivos debe administrarse por separado, lo que puede ser oneroso a medida que prolifera la cantidad de sistemas. También significa que si se requiere la replicación de instantáneas, cada sistema de archivos debe configurarse para replicar sus propias instantáneas. Además, los diferentes sistemas de archivos probablemente variarán en los tipos de instantáneas que brindan; frecuencia de instantánea; la cantidad de capacidad que debe reservarse (si la capacidad debe reservarse); así como la configuración de instantáneas, las operaciones y la capacidad de administración. La complejidad aumenta a medida que se deben administrar más servidores y sistemas de archivos.

Instantáneas del administrador de volúmenes lógicos

La tecnología de instantáneas del administrador de volúmenes lógicos está disponible con el Administrador de volúmenes lógicos HP-UX de Hewlett-Packard (HP) Co., el Administrador de volúmenes lógicos de Linux y el Sistema de administración de volúmenes empresariales de Linux; el Administrador de discos lógicos de Microsoft para Windows 2000 y posterior; Sun Solaris 10 ZFS; y Veritas Volume Manager de Symantec Corp. (parte de Symantec Veritas Storage Foundation).

La tecnología de instantáneas del administrador de volúmenes lógicos a veces se puede ejecutar en varios sistemas de archivos; por ejemplo, Veritas Volume Manager de Symantec puede funcionar con la mayoría de los sistemas operativos comunes. Los LVM también suelen incluir funciones de virtualización de almacenamiento y múltiples rutas.

Cuando se utilizan LVM, normalmente hay costos adicionales por servidor para las tarifas de licencia y/o mantenimiento. También puede enfrentar los mismos problemas de coordinación y las implementaciones complicadas que se encuentran con las instantáneas basadas en el sistema de archivos.

Instantáneas NAS

El almacenamiento conectado a la red (NAS) es esencialmente un sistema de archivos optimizado o especializado que se ejecuta en un dispositivo o un dispositivo integrado con almacenamiento. La mayoría de los sistemas NAS de rango medio y clase empresarial ofrecen capacidades de instantáneas, incluidas aquellas con sistemas operativos propietarios y la amplia variedad de sistemas NAS basados en el servidor de almacenamiento Microsoft Windows.

Hay mucho que me gusta de las instantáneas basadas en NAS, que incluyen un estándar común para todos los servidores físicos y virtuales, computadoras de escritorio y portátiles que se conectan al dispositivo NAS. También es muy fácil de implementar, operar y administrar. La tecnología de instantáneas basada en NAS tiende a integrarse con los servicios de copia sombra de volúmenes (VSS) de Windows, así como con los servidores de respaldo y sus agentes. Algunos vendedores de NAS tienen sus propios agentes para aplicaciones de datos estructurados que no son de Windows. Otras ofertas de instantáneas NAS incluyen deduplicación de datos (EMC Corp., FalconStor Software Inc. y NetApp), y algunos incluso ofrecen aprovisionamiento de instantáneas delgadas que minimizan la cantidad de almacenamiento reservado para las instantáneas.

Pero hay un precio a pagar por la conveniencia y las características adicionales: licencias de software y cargos de mantenimiento bastante fuertes que a menudo se basan en el sistema o la capacidad. Los sistemas NAS tienden a proliferar en la mayoría de las empresas y, a medida que lo hacen, la cantidad de puntos de contacto requeridos para las instantáneas también aumentará, haciendo que las operaciones y la administración sean más complejas.

Instantáneas basadas en arreglos de almacenamiento

Las instantáneas basadas en arreglos de almacenamiento se incluyen con la mayoría de los sistemas operativos de matrices de almacenamiento en bloque.

Las ventajas de utilizar la captura de imágenes que viene con el sistema operativo de la matriz de almacenamiento son similares a las de las instantáneas basadas en NAS. Proporcionan un estándar común y un punto de contacto para todos los servidores físicos y virtuales, computadoras de escritorio y computadoras portátiles conectadas a la matriz, y son fáciles de implementar, operar y administrar. Y, al igual que NAS, muchos arreglos de almacenamiento integran su tecnología de instantáneas con Windows VSS, así como con los servidores de respaldo y sus agentes. Algunos proveedores incluso proporcionan sus propios agentes para aplicaciones de datos estructurados que no son de Windows.

Los inconvenientes incluyen altas tarifas de licencia y mantenimiento, falta de integración con aplicaciones de datos estructurados no basadas en Windows y una complejidad creciente a medida que aumenta la cantidad de sistemas de almacenamiento.

Instantáneas con dispositivos de virtualización de almacenamiento

Los dispositivos de virtualización de almacenamiento se basan principalmente en SAN, con la excepción de Acopia ARX de F5 Network Inc., que está basado en archivos (NFS). Otros ejemplos de dispositivos de virtualización (o sistemas de almacenamiento que incorporan virtualización) incluyen el sistema de redes de almacenamiento inteligente (iSN) de Cloverleaf Communication Inc., SANsymphony y SANmelody de DataCore Software Corp., los blades Celerra Gateway de EMC, IPStor de FalconStor, la serie XP de Hewlett-Packard, la plataforma Universal Storage Platform V/VM de Hitachi Data Systems, el controlador de volúmenes SAN de IBM, el gestor de virtualización StoreAge Storage Virtualization Manager (SVM) de LSI Corp. y los controladores de almacenamiento V-Series de NetApp.

Los enfoques de virtualización de almacenamiento para instantáneas tienen las mismas ventajas que las instantáneas basadas en matrices de almacenamiento y NAS, pero también ofrecen otras. Brindan un estándar común y un punto de administración para sistemas de almacenamiento múltiples de un solo proveedor o de varios proveedores, agregándolos en menos imágenes o solo en una. Esto simplifica enormemente la administración de instantáneas, operaciones y capacitación.

Los aspectos negativos relacionados con las instantáneas basadas en la virtualización del almacenamiento son un poco diferentes. Estos dispositivos agregarán cierta latencia de transacción, incluso aquellos que tienen arquitecturas de ruta dividida, lo que finalmente afecta el tiempo de respuesta de la aplicación. También complica la solución de problemas y tiene el potencial de exacerbar el señalamiento de varios proveedores. Y aunque el hardware o software adicional tiene un precio, puede ser compensado por una licencia de software más baja o tarifas de mantenimiento para el almacenamiento virtualizado.

Instantáneas con hipervisores de virtualización de servidor

La supremacía de la virtualización de servidores ha hecho progresivamente más popular la tecnología de instantáneas basada en hipervisores. Esta tecnología está disponible con software de virtualización como XenServer de Citrix Systems Inc., Hyper-V de Microsoft, Sun XVM Ops Center y VMware ESX y vSphere4.

Las ventajas de usar instantáneas basadas en hipervisor son sencillas. La tecnología viene incluida con el hipervisor; proporciona la misma metodología de instantáneas para todas las máquinas virtuales (VM); está integrado con VSS de Microsoft; y es fácil de implementar, usar y administrar.

¿Qué habría de desagradable en este enfoque? Las instantáneas deben administrarse por separado para cada hipervisor, y cuando se usan instantáneas para cualquier sistema operativo que no sea Windows, solo se realizará una imagen de la VM completa. Eso significa que las restauraciones son de grano grueso y consumen mucho tiempo, y las instantáneas no están estructuradas, son conscientes de los datos fuera de Windows y pueden producir imágenes no consistentes.

Instantáneas con bases de datos SQL

En las bases de datos SQL, la creación de instantáneas se denomina "aislamiento de instantáneas". El aislamiento de instantáneas es necesario para bases de datos como Oracle y PostgreSQL para garantizar que todas las transacciones sean seriadas y parezcan aisladas y ejecutadas en serie. Otras bases de datos SQL también admiten el aislamiento de instantáneas pero no lo requieren para la serialización. En general, las funciones de copia de seguridad de las bases de datos SQL aprovechan el aislamiento de instantáneas para proporcionar volcados coherentes de tablas.

La principal ventaja de utilizar la tecnología de instantáneas de bases de datos SQL es que las instantáneas de la base de datos y cualquier aplicación basada en la base de datos serán coherentes.

Pero hay algunas desventajas significativas. La tecnología de instantáneas es muy limitada y solo funciona con esa base de datos en particular y las aplicaciones vinculadas a ella. No funciona con el sistema de archivos, ninguna otra aplicación en el servidor o con otras bases de datos o servidores. Por lo tanto, necesitará otras tecnologías de instantáneas o protección de datos, lo que complicará el funcionamiento y la administración.

Sobre el autor: Marc Staimer es el fundador, analista sénior y CDS de Dragon Slayer Consulting en Beaverton, Oregón. Con 11 años de experiencia en la práctica de consultoría se ha centrado en las áreas de planificación estratégica, desarrollo de productos y desarrollo de mercado. Con más de 28 años de experiencia en marketing, ventas y negocios en infraestructura, almacenamiento, servidores, software y virtualización, es considerado uno de los expertos líderes de la industria. Marc puede ser contactado en marcstaimer@comcast.net.

Este artículo se actualizó por última vez en febrero 2018

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