Esta serie de blogs sobre almacenamiento conectado a red (NAS) analiza los entresijos de la última tecnología en servicios y almacenamiento de archivos y analiza cómo las empresas pueden aumentar enormemente la eficiencia con NAS.
¿NAS o SAN?
El almacenamiento conectado a red (NAS) y la red de área de almacenamiento (SAN) son los tipos más comunes de arquitecturas de almacenamiento en red, y es natural preguntarse cuáles son las principales ventajas que tiene NAS sobre SAN.
NAS permite compartir datos de archivos de manera más eficiente, es más adecuado para manejar datos no estructurados, como archivos de código e imágenes, y proporciona un mejor acceso porque generalmente se ejecuta a través de Ethernet estándar.
Dado que SAN utiliza una conexión de canal de fibra de alta velocidad, suele ser más rápida que las conexiones TCP/IP que se utilizan en NAS. Además de la velocidad de conexión, los sistemas de archivos NAS guardan los datos en estructuras de árbol, lo que provoca una latencia adicional en la recuperación de archivos.
Y aunque Ethernet de alta velocidad puede solucionar los problemas relacionados con la transmisión de red, existe una necesidad urgente de una capa de sistema de archivos acelerada para las empresas. Aquí, exploramos esta posibilidad y las mejores prácticas para lograr un sistema de archivos NAS mejor y más rápido.
¿Cómo organiza un sistema de almacenamiento NAS los sistemas de archivos?
Los sistemas de archivos NAS convencionales se ejecutan en una arquitectura activa-pasiva, en la que un controlador o nodo específico, también conocido como el controlador propietario, procesa todas las cargas de trabajo de archivos en un sistema de archivos. Cuando prepara servicios para ejecutarse en un sistema NAS, primero debe planificar qué controlador es el propietario de cada sistema de archivos para poder equilibrar el rendimiento y la carga de trabajo entre los diferentes controladores.
Sin embargo, como los sistemas de archivos son propiedad de controladores específicos, un sistema de archivos solo puede utilizar los recursos de su controlador propietario, lo que da como resultado un rendimiento limitado. Para aplicaciones que requieren un alto rendimiento, esto puede ser un punto débil en un entorno.
Esta arquitectura claramente no admite un espacio de nombres global y, por lo tanto, cuando tienes varios sistemas de archivos, generalmente transportan diferentes cargas de servicio, lo que dificulta equilibrar las cargas globales.
Afortunadamente, existe una manera de superar estos desafíos.
Sistema de archivos distribuido
Los sistemas NAS que se ejecutan en el almacenamiento flash de Huawei utilizan sistemas de archivos distribuidos, que pueden ser compartidos globalmente por todos los controladores de un clúster.
“Distribuido” se refiere tanto al front-end como al back-end de un sistema de almacenamiento. En el front-end, un cliente autorizado puede acceder a todos los archivos del clúster desde cualquier controlador, lo que simplifica la red.
En el back-end, los sistemas de archivos ya no son propiedad de ningún controlador. En su lugar, un algoritmo de equilibrio distribuye de manera uniforme los directorios y archivos de cada sistema de archivos a todos los controladores del clúster, que es como funciona la función de equilibrio de carga entre controladores exclusiva de Huawei. Esto permite que un solo sistema de archivos utilice por completo los controladores de todo el clúster de almacenamiento y garantice un rendimiento y una capacidad óptimos.
Los sistemas de archivos distribuidos le ahorran la necesidad de planificar meticulosamente cada controlador propietario. En cambio, puede implementar un solo sistema de archivos o varios sistemas de archivos cuando y donde quiera, y el sistema NAS asignará automáticamente las cargas de trabajo de archivos por usted.
¿Cómo asigna directorios y archivos el sistema de archivos distribuido?
Los directorios y archivos de un sistema de archivos se almacenan en particiones de servicio de archivos (FSP), que son unidades lógicas en las CPU. Cada CPU de los controladores de almacenamiento tiene la misma cantidad de FSP y la cuestión principal es cómo distribuir los directorios y archivos a las FSP.
La solución NAS de Huawei puede controlar cómo se maneja la distribución de carga, ya sea por equilibrio de carga o rendimiento, y puede seleccionarse a pedido para adaptarse a sus necesidades.
En el modo de equilibrio de carga, el sistema de almacenamiento ofrece un mejor resultado de equilibrio de carga global, en el que los dos primeros niveles de directorios de un sistema de archivos se distribuyen de manera uniforme entre cada FSP en todas las CPU. Esto permite que cada controlador lleve a cabo cargas de trabajo similares.
Los directorios y archivos de tercer nivel o de niveles más profundos son transportados por las mismas CPU de sus directorios principales. Cuando un cliente necesita un archivo de un nivel más profundo de los árboles de directorios, el sistema de almacenamiento no pierde tiempo en reenviar la solicitud entre controladores y CPU en el tercer nivel o en niveles más profundos y, al hacerlo, reduce drásticamente la latencia de acceso a los archivos.
Como era de esperar, el modo de rendimiento tiene como objetivo obtener el máximo rendimiento del sistema de almacenamiento. A diferencia del modo de equilibrio de carga, que distribuye los dos primeros niveles de directorios, el modo de rendimiento coloca el primer directorio y todos los subdirectorios y archivos en un controlador, que solo procesa las solicitudes de acceso de un cliente. Esto evita el reenvío entre controladores, lo que a su vez ayuda a reducir la latencia.
El controlador asigna directorios y archivos recién creados a todas sus CPU y FSP en una configuración round-robin, lo que garantiza un diseño de equilibrio de carga dentro de ese controlador.
Balance de carga o modo de rendimiento: ¿cuál es mejor para mi entorno?
En la mayoría de los casos, el modo de equilibrio de carga es adecuado para los casos de uso de NAS, ya que ofrece un equilibrio y una latencia excelentes para cargas globales. El modo de rendimiento permite altas velocidades cuando se debe priorizar el rendimiento. El software de gestión de Huawei puede ayudarlo a aplicar las mejores prácticas a su configuración.
Esperamos que esta publicación sobre los conceptos básicos de NAS te haya resultado útil. Mantente atento a más artículos de esta serie, en los que revelaremos los secretos detrás del almacenamiento NAS.
