¿Qué es almacenamiento definido por software (SDS)?

Durante mucho tiempo, la arquitectura de la memoria estuvo determinada exclusivamente por los parámetros del hardware. Al menos en cuanto a tamaño, velocidad de acceso y caché. Los volúmenes dinámicos y los grupos RAID fueron un primer paso hacia una mayor flexibilidad. El almacenamiento definido por software (SDS) es el desarrollo posterior lógico de este enfoque. El espacio de almacenamiento se abstrae del hardware. Esto permite la máxima flexibilidad y escalabilidad.

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¿Cómo funciona el almacenamiento clásico de archivos?

Antes de que la memoria física se ofrezca al usuario para almacenar sus datos, pasa por varios procesos de procesamiento lógico. Esto comienza con el controlador del disco duro clásico. Esto resume áreas de memoria y las ofrece al sistema de archivos en un direccionamiento lógico. La memoria flash también tiene una capa de abstracción integrada, la capa de traducción flash (FTL). Éste asume el direccionamiento de la memoria gestionada por el controlador.

Las redes pueden ser creadas tanto por el sistema operativo como a nivel de hardware. Por ejemplo, con un controlador RAID que combina de forma transparente el almacenamiento de dos o más discos duros en un área grande. Esto también es posible a nivel de software, por ejemplo, creando una unidad dinámica a partir de varios discos duros en Windows.

El sistema de archivos accede a la memoria disponible de esta manera y se hace cargo de la partición y el almacenamiento de los archivos.

Con estos métodos, siempre se reduce al «eslabón más débil» de la red en términos de velocidad de escritura y lectura. Los archivos se almacenan aleatoriamente. Tampoco siempre es posible reemplazar o expandir los componentes sin reconstruir toda la red. Las excepciones a esto son, por supuesto, las matrices RAID, que están especialmente diseñadas para la redundancia, pero requieren hardware homogéneo para esto.

¿Cómo funciona el almacenamiento definido por software?

El almacenamiento definido por software (SDS) asume varias tareas que anteriormente eran manejadas por diferentes componentes. Comienza en el punto en el que el controlador pone lógicamente a disposición la memoria. Resume los componentes integrados y los utiliza dinámicamente.

Aquí se puede usar hardware heterogéneo sin afectar el rendimiento general. En cambio, por ejemplo, las memorias rápidas se utilizan para el almacenamiento temporal. Luego, los datos se distribuyen a otras áreas en momentos de menor carga. Además, el sistema de archivos es una parte integral del sistema. Esto asegura que los datos no se almacenen dos veces. Si los archivos contienen varios contenidos, el sistema de archivos los guarda solo una vez y crea enlaces al contenido. Este proceso se denomina deduplicación.

La creación de instantáneas y copias de seguridad también está garantizada por el almacenamiento definido por software (SDS). Los datos se almacenan en matrices redundantes. De esta manera, la pérdida de datos se puede prevenir o reducir si fallan los componentes individuales.

Una gran ventaja es la escalabilidad ya mencionada. Es posible agregar memoria en cualquier momento. También es posible reemplazar o quitar componentes durante el funcionamiento.

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Casos de uso para el almacenamiento definido por software

El almacenamiento definido por software (SDS) ofrece la base flexible para el espacio de almacenamiento compartido en grupos de redes locales. Esto debería ser de interés principalmente para las redes de empresas. El almacenamiento definido por software (SDS) se puede formar a partir de todos los servidores existentes. Los servicios necesarios pueden entonces ser ofrecidos en este.

Una posibilidad, por ejemplo, es utilizar el espacio de almacenamiento como servidor de archivos. Cualquier servicio de servidor también se puede ejecutar en él. Estos también pueden ejecutarse en un entorno virtualizado. Todo el sistema se puede administrar de forma centralizada una vez que se ha configurado.

¿Qué es el Ceph?

Ceph es una variante gratuita de almacenamiento definido por software (SDS). Se ofrece bajo la Licencia pública general reducida de GNU (LGPL). Ceph se ejecuta en Linux y está siendo desarrollado por un consorcio de diferentes fabricantes de hardware y software. Entre las empresas se encuentran Canonical (desarrollador de Ubuntu-Linux), Cisco, Fujitsu, Intel, Red Hat, SanDisk y SuSE-Linux.

El software se ejecuta en hardware estándar. Se utiliza un algoritmo llamado CRUSH para el almacenamiento. Esto significa Controlled Replication Under scalable Hashing e implementa la distribución de datos en el sistema. Los componentes del sistema se denominan nodos de almacenamiento de objetos (OSD). Se proporciona redundancia de datos, lo que garantiza que los componentes defectuosos se puedan reemplazar sin pérdida de datos. El software viene con su propio sistema de archivos, CephFS.

¿Qué es Storage Spaces Direct?

Storage Spaces Direct (S2D) es el nombre del almacenamiento definido por software (SDS) de Microsoft. El sistema ya está integrado en las versiones de centro de datos de Windows Server 2016 y 2019. Por lo que se puede utilizar con relativa facilidad si la infraestructura se basa en estos sistemas operativos. Sin embargo, la flexibilidad está limitada porque se requiere una licencia para cada dispositivo conectado.

S2D se configura mediante PowerShell. Como sistema de archivos se puede utilizar el conocido NTFS o el ReFS optimizado para este fin. Con componentes suficientemente integrados, la eficiencia de almacenamiento es de hasta un 80 por ciento. S2D también ofrece recuperación de archivos perdidos. Esto está garantizado con la tecnología de Códigos de Reconstrucción Local (LRC).

Otros proveedores de almacenamiento definido por software

VMWare, el especialista en virtualización, utiliza almacenamiento definido por software (SDS) para su software vSAN, el software de recuperación Site Recovery Manager y el marco Virtual Volumes. Esta es una oferta pagada. Una alternativa gratuita a Ceph es el sistema de archivos de red GlusterFS.

OpenStack Swift es otro sistema para entregar almacenamiento en red desde sistemas distribuidos. Este es un software de código abierto, lo que significa que se puede utilizar de forma gratuita.

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¿Es el almacenamiento definido por software el futuro?

Se ve de momento que el almacenamiento definido por software (SDS) es el concepto del futuro. En particular, en comparación con las soluciones NAS y SAN existentes, impresiona por su flexibilidad. Puede integrar hardware. También es posible aumentar el rendimiento con pequeñas inversiones. Además, el enfoque integrador parece ser una gran ventaja en la administración.

Por ejemplo, las estrategias de copia de seguridad no tienen que diseñarse por separado. La administración central es una parte fundamental de la tecnología. Además, no existen restricciones sobre el tipo de uso del espacio de almacenamiento del almacenamiento definido por software (SDS).