Información general sobre Réplica de almacenamiento

Puede usar réplica de almacenamiento en Windows Server para replicar volúmenes entre servidores o clústeres para la recuperación ante desastres. También puede usarlo para crear clústeres de conmutación por error extendidos que abarquen dos sitios y todos los nodos permanezcan sincronizados.

La Réplica de almacenamiento admite la replicación sincrónica y asincrónica:

• Synchronous replication mirrors data within a low-latency network site with crash-consistent volumes to ensure zero data loss at the file system level during a failure.
• Asynchronous replication mirrors data across sites beyond metropolitan ranges over network links with higher latencies, but without a guarantee that both sites have identical copies of the data at the time of a potential failure.

¿Por qué usar Réplica de almacenamiento?

Réplica de almacenamiento ofrece funciones de preparación y recuperación ante desastres en Windows Server. Réplica de almacenamiento en Windows Server ofrece la tranquilidad de cero pérdida de datos, con la capacidad de proteger de forma sincrónica los datos en diferentes bastidores, pisos, edificios, campus, condados y ciudades. Después de un desastre, todos los datos existen en otro lugar, sin ninguna posibilidad de pérdida. The same applies before a disaster. Réplica de almacenamiento puede ayudarle a cambiar las cargas de trabajo a ubicaciones seguras sin pérdida de datos antes de una catástrofe cuando tenga unos instantes de advertencia.

Utiliza Storage Replica para un uso más eficiente de varios centros de datos. Al ampliar o replicar clústeres, puede ejecutar cargas de trabajo en varios centros de datos para un acceso más rápido a los datos mediante usuarios y aplicaciones de proximidad. También obtendrá una mejor distribución de carga y el uso de recursos de proceso. Si un desastre deja sin conexión un centro de datos, puede mover temporalmente sus cargas de trabajo típicas al otro sitio.

Al implementar Storage Replica, es posible que pueda retirar los sistemas de replicación de archivos existentes, como la replicación DFS, que se utilizaron como soluciones de recuperación ante desastres de escasa sofisticación. Aunque la replicación DFS funciona bien con redes de ancho de banda bajo, su latencia es alta. La latencia en ese escenario suele medirse en horas o días. La alta latencia se debe a su requisito de que los archivos se cierren y a sus limitaciones artificiales, que están diseñadas para evitar la congestión de la red. Con estas características de diseño, los archivos más recientes y más utilizados de una Replicación DFS son los que cuentan con menos probabilidades de replicarse.

Réplica de almacenamiento funciona por debajo del nivel de archivo y no tiene ninguna de estas restricciones.

Réplica de almacenamiento también admite la replicación asincrónica para intervalos más largos y redes de mayor latencia. Dado que no se basa en puntos de comprobación y, en su lugar, se replica continuamente, la diferencia de los cambios tiende a ser mucho menor que los productos basados en instantáneas.

Réplica de almacenamiento funciona en la capa de partición y, por tanto, replica todas las instantáneas del Servicio de instantáneas de volumen (VSS) que crea Windows Server o el software de copia de seguridad. Mediante el uso de instantáneas de VSS, puede obtener instantáneas de datos coherentes con la aplicación para la recuperación en un momento específico, especialmente para los datos no estructurados de usuarios que se replican de forma asincrónica.

Supported configurations

Puede implementar Réplicas de almacenamiento en un clúster extendido, de clúster a clúster y en una configuración de servidor-a-servidor.

Replicación de clústeres extendida

Utilice la replicación de clúster extendido para replicar datos entre equipos y almacenamiento en un solo clúster. En este escenario, algunos nodos comparten un conjunto de almacenamiento asimétrico y algunos nodos comparten otro conjunto de almacenamiento. A continuación, se replican de forma sincrónica o asincrónica con conocimiento del sitio.

En replicación del clúster extendido de réplica de almacenamiento, puede usar espacios de almacenamiento con almacenamiento SCSI (SAS) conectado compartido, números de unidad lógica (LUN) de red de área de almacenamiento (SAN) y LUN conectados a iSCSI.

Puede administrar una configuración de clúster extendido mediante PowerShell y la herramienta gráfica Administrador de clústeres de conmutación por error. El escenario admite la conmutación por error de carga de trabajo automatizada.

En la ilustración siguiente se muestra la replicación de almacenamiento en un clúster extendido mediante réplica de almacenamiento:

Cluster-to-cluster replication

In cluster-to-cluster replication, one cluster synchronously or asynchronously replicates with another cluster.

En la replicación de clúster a clúster de réplica de almacenamiento, puede usar Espacios de almacenamiento directo, espacios de almacenamiento con almacenamiento SAS compartido, LUN de SAN y LUN conectados a iSCSI.

Puede administrar una configuración de clúster a clúster mediante Windows Admin Center y PowerShell. La configuración requiere intervención manual para la conmutación por error.

En la ilustración siguiente se muestra la replicación de almacenamiento de clúster a clúster mediante réplica de almacenamiento:

Server-to-server replication

Server-to-server replication is synchronous and asynchronous replication between two standalone servers.

En este escenario, puede usar espacios de almacenamiento con almacenamiento SAS compartido, LUN de SAN, LUN conectados a iSCSI y unidades locales.

Puede administrar una configuración de servidor a servidor mediante Windows Admin Center y PowerShell. La configuración requiere intervención manual para la conmutación por error.

En la ilustración siguiente se muestra la replicación de almacenamiento de servidor a servidor mediante réplica de almacenamiento:

Note

También puede configurar la replicación de servidor a servidor mediante cuatro volúmenes independientes en una sola computadora. Sin embargo, este artículo no trata este escenario.

Características de Réplica de almacenamiento

La réplica de almacenamiento en Windows Server ofrece las siguientes características:

• Pérdida de datos cero y replicación de nivel de bloque. Con Replicación sincrónica, no hay ninguna posibilidad de pérdida de datos. Con la replicación a nivel de bloque, no existe la posibilidad de que se bloquee el archivo.

• Implementación y administración sencillas. Réplica de almacenamiento tiene un mandato de diseño de uso sencillo. Puede usar Windows Admin Center para crear una asociación de replicación entre dos servidores. Use un asistente intuitivo en la conocida herramienta Administrador de clústeres de conmutación por error para implementar clústeres extendidos.

• Invitado y host. Todas las funcionalidades de Réplica de almacenamiento se exponen en implementaciones virtualizadas basadas en host y en invitado. Los invitados pueden replicar sus volúmenes de datos incluso si se ejecutan en plataformas de virtualización que no son de Windows o en nubes públicas si Windows Server está en el entorno invitado.

• SMB 3-based. Réplica de almacenamiento usa la tecnología probada y madura de SMB (Server Message Block) 3, que se lanzó inicialmente en Windows Server 2012. Todas las características avanzadas de SMB, incluida la compatibilidad con multicanal y el soporte directo de SMB en las tarjetas de red RoCE, iWARP e InfiniBand RDMA, están disponibles para Storage Replica.

• Security. A diferencia de muchos productos de proveedores, Storage Replica incluye tecnología de seguridad líder en el sector. Incluye la firma de paquetes, el cifrado de datos completo AES-128-GCM, la compatibilidad con la aceleración de cifrado Intel AES-NI y la prevención de integridad de autenticación previa en el medio. Réplica de almacenamiento usa Kerberos AES256 para toda la autenticación entre nodos.

• Sincronización inicial de alto rendimiento. Réplica de almacenamiento admite una primera sincronización inicializada, donde un subconjunto de datos ya existe en un destino procedente de copias más antiguas, copias de seguridad o unidades enviadas. La replicación inicial solo copia los bloques diferentes, lo que podría acortar el tiempo de sincronización inicial e impedir que los datos usen un ancho de banda limitado. Bloquear el cálculo y la agregación de suma de comprobación en la réplica de almacenamiento significa que el rendimiento de la sincronización inicial solo está limitado por la velocidad del almacenamiento y la red.

• Consistency groups. La ordenación de escritura garantiza que las aplicaciones como SQL Server puedan escribir en varios volúmenes replicados y los datos se escriben en el servidor de destino secuencialmente.

• User delegation. A los usuarios se les pueden conceder permisos para administrar la replicación sin ser miembro del grupo administradores integrado en los nodos replicados. La ventaja es que su acceso a áreas no relacionadas está limitada.

• Network constraint. Puede limitar la réplica de almacenamiento a redes individuales por servidor y por volúmenes replicados para proporcionar ancho de banda para software de aplicación, copia de seguridad y administración.

• Thin provisioning. Se admite el aprovisionamiento fino en espacios de almacenamiento y dispositivos SAN para proporcionar tiempos de replicación inicial casi instantáneos en muchas circunstancias. Una vez iniciada la replicación inicial, no se puede reducir ni recortar el volumen.

• Compression. Storage Replica ofrece compresión para los datos que se transfieren por la red entre los servidores de origen y destino. The Storage Replica Compression for Data Transfer feature is supported only in Windows Server Datacenter: Azure Edition beginning with OS build 20348.1070 and later (KB5017381).

Réplica de almacenamiento incluye las características siguientes:

Feature	Details
Type	Host-based
Synchronous	Yes
Asynchronous	Yes
Storage hardware-agnostic	Yes
Replication unit	Volume (Partition)
Creación de un clúster extendido de Windows Server	Yes
Replicación de servidor a servidor	Yes
Replicación de clúster a clúster	Yes
Transport	SMB3
Network	TCP/IP o RDMA
Compatibilidad con restricción de red	Yes
Network compression	Yes**
RDMA*	iWARP, InfiniBand, RoCE v2
Requisitos de firewall de puertos de red de replicación	Puerto único de IANA (TCP 445 o 5445)
Multipath/Multichannel	Sí (SMB 3)
Kerberos support	Sí (SMB 3)
Cifrado y firma por cable	Sí (SMB 3)
Conmutaciones por error permitidas por cada volumen	Yes
Compatibilidad con almacenamiento de aprovisionamiento fino	Yes
Interfaz de usuario de administración incluida	PowerShell, Administrador de clústeres de conmutación por error

* Puede requerir equipos y cableados adicionales de larga distancia.

** Al usar Windows Server Datacenter: Azure Edition a partir de la compilación del sistema operativo 20348.1070.

Requisitos previos de Réplica de almacenamiento

• Bosque de Active Directory Domain Services.

• Espacios de almacenamiento con SCSI conectados en serie (SAS) "solo un montón de contenedores de disco" (JBOD), Espacios de almacenamiento directo, una red de área de almacenamiento de canal de fibra (FC SAN), un disco duro virtual compartido v2 (VHDX), un destino de interfaz de sistemas informáticos pequeños (iSCSI) de Internet o SAS local, SCSI o almacenamiento de datos adjuntos de tecnología avanzada serie (SATA). Se recomienda una unidad de estado sólido (SSD) o más rápida para las unidades de registro de replicación. Se recomienda usar el almacenamiento de registros más rápido que el almacenamiento de datos. Los volúmenes de registro nunca se deben usar para otras cargas de trabajo.

• Al menos una conexión Ethernet/TCP en cada servidor para la replicación sincrónica, pero se prefiere el acceso directo a memoria remota (RDMA).

• Al menos 2 GB de RAM y dos núcleos por servidor.

• Una red entre servidores con suficiente ancho de banda para contener la carga de trabajo de escritura de entrada y salida (E/S) y un promedio de latencia de ida y vuelta de 5 ms o menos para la replicación sincrónica. Este tipo de replicación no tiene una recomendación de latencia.

• Windows Server Datacenter o Windows Server Standard. La réplica de almacenamiento que se ejecuta en Windows Server Standard tiene las siguientes limitaciones:

  • Debe usar Windows Server 2019 o posterior.
  • Réplica de almacenamiento replica un solo volumen, en lugar de un número ilimitado de volúmenes.
  • Los volúmenes pueden tener un tamaño de hasta 2 TB en lugar de un tamaño ilimitado.

Background

Esta sección incluye información sobre los términos de la industria de alto nivel, la replicación sincrónica y asincrónica y los comportamientos principales.

Términos de la industria de alto nivel

Disaster recovery refers to a contingency plan for recovering from site catastrophes so that the business continues to operate. La recuperación ante desastres de datos significa que varias copias de los datos de producción se almacenan en una ubicación física independiente. Un ejemplo es un clúster extendido, donde la mitad de los nodos se encuentran en un sitio y la mitad están en otro. La preparación ante desastres hace referencia a un plan de contingencia para mover cargas de trabajo de forma preventiva a una ubicación diferente antes de un desastre de comentario, como un huracán.

Los acuerdos de nivel de servicio (SLA) definen la disponibilidad de las aplicaciones de una organización y su tolerancia al tiempo de inactividad y la pérdida de datos durante interrupciones planeadas y no planeadas. Objetivo de tiempo de recuperación (RTO) define cuánto tiempo la empresa puede tolerar la inaccesibilidad total de los datos. Objetivo de punto de recuperación (RPO) define la cantidad de datos que la empresa puede permitirse perder.

Synchronous replication

Synchronous replication guarantees that the application writes data to two locations at once before it completes the I/O operation. Esta replicación es más adecuada para los datos críticos porque requiere inversiones en red y almacenamiento, y corre el riesgo de degradar el rendimiento de las aplicaciones mediante la realización de escrituras en dos ubicaciones.

Cuando se producen escrituras de aplicación en la copia de datos de origen, el almacenamiento de origen no reconoce inmediatamente la E/S. En su lugar, estos cambios de datos se replican en la copia de destino remota y devuelven una confirmación. Solo entonces la aplicación recibe la confirmación de E/S. Esta secuencia garantiza la sincronización constante del sitio remoto con el sitio de origen, en efecto ampliando las E/S de almacenamiento a través de la red. Si se produce un error en un sitio de origen, las aplicaciones pueden conmutar por error al sitio remoto y reanudar sus operaciones con garantía de pérdida de datos cero.

Mode	Diagram	Steps
Synchronous Pérdida de datos cero RPO		1. La aplicación escribe datos. 2. Los datos de registro se escriben y los datos se replican en el sitio remoto. 3. Los datos de registro se escriben en el sitio remoto. 4. La confirmación se recibe desde el sitio remoto. 5. Se confirma la escritura de la aplicación. t & t1: Datos vaciados en el volumen, los registros siempre se escriben a través.

Asynchronous replication

Asynchronous replication means that when the application writes data, the data replicates to the remote site without immediate acknowledgment guarantees. Este modo permite un tiempo de respuesta más rápido a la aplicación y una solución de recuperación ante desastres que funciona geográficamente.

Cuando la aplicación escribe datos, el motor de replicación captura la escritura y la reconoce inmediatamente en la aplicación. Los datos capturados se replican entonces a la ubicación remota. El nodo remoto procesa la copia de los datos y confirma gradualmente la recepción en la copia de origen. Dado que el rendimiento de la replicación ya no está en la ruta de acceso de E/S de la aplicación, la capacidad de respuesta y la distancia del sitio remoto son factores menos importantes. Existe el riesgo de pérdida de datos si se pierden los datos de origen y la copia de destino de los datos todavía estaba en modo de búfer sin salir del origen.

Con su RPO superior a cero, la replicación asincrónica es menos adecuada para soluciones de alta disponibilidad, como los clústeres de conmutación por error, ya que están diseñados para operaciones continuas con redundancia y sin pérdida de datos.

Mode	Diagram	Steps
Asynchronous Pérdida de datos de casi cero (depende de varios factores) RPO		1. La aplicación escribe datos. 2. Se escriben los datos de registro. 3. Se confirma la escritura de la aplicación. 4. Los datos se replican en el sitio remoto. 5. Los datos de registro se escriben en el sitio remoto. 6. La confirmación se recibe desde el sitio remoto. t & t1: Datos vaciados en el volumen, los registros siempre se escriben a través.

Comportamientos y puntos clave de la evaluación

• Ancho de banda de la red y latencia con almacenamiento más rápido. Existen limitaciones físicas en la replicación sincrónica. Dado que Storage Replica implementa un mecanismo de filtrado de E/S mediante registros y requiere interacciones de ida y vuelta en la red, es probable que la replicación sincrónica haga que las escrituras de la aplicación sean más lentas. Mediante el uso de redes de ancho de banda alto y de baja latencia y subsistemas de disco de alto rendimiento para los registros, se minimiza la sobrecarga de rendimiento.

• No se puede acceder al volumen de destino mientras se replica en Windows Server 2016. Al configurar la replicación, el volumen de destino se desmonta y, así, queda inaccesible para cualquier lectura o escritura de los usuarios. Es posible que su letra de controlador sea visible en interfaces de usuario comunes como el Explorador de archivos, pero una aplicación no puede acceder realmente al volumen. Las tecnologías de replicación de nivel de bloque son incompatibles con el permiso de acceso al sistema de archivos montado en un volumen del objetivo de destino. El nuevo sistema de archivos tecnológicos (NTFS) y el sistema de archivos resistente (ReFS) no admiten que los usuarios escriban datos en el volumen mientras los bloques cambian debajo de ellos.

  El Test-Failover cmdlet debutó en Windows Server versión 1709 y también se incluyó en Windows Server 2019. El cmdlet ahora admite el montaje temporal de una instantánea de lectura y escritura del volumen de destino para copias de seguridad, pruebas, etc. Para más información, consulte la FAQ de Storage Replica.

• La implementación de Microsoft de la replicación asincrónica es diferente a la de la mayoría. La mayoría de las implementaciones del sector de la replicación asincrónica se basan en la replicación basada en instantáneas, en la que las transferencias diferenciales periódicas se mueven al otro nodo y se combinan. La replicación asincrónica de Storage Replica funciona como la replicación sincrónica, salvo que elimina el requisito de una confirmación sincrónica serializada del destino. La réplica de almacenamiento teóricamente tiene un RPO inferior porque se replica continuamente. Sin embargo, también significa que se basa en garantías de coherencia de aplicaciones internas en lugar de usar instantáneas para forzar la coherencia en los archivos de aplicación. Réplica de almacenamiento garantiza la coherencia de bloqueos en todos los modos de replicación.

• Muchos clientes usan replicación DFS como solución de recuperación ante desastres, aunque a menudo no es práctico para ese escenario. La replicación DFS no puede replicar archivos abiertos y está diseñada para minimizar el uso del ancho de banda a costa del rendimiento, lo que conduce a deltas grandes en los puntos de recuperación. Réplica de almacenamiento puede permitirle retirar la replicación DFS de algunos de estos tipos de tareas de recuperación ante desastres.

• Réplica de almacenamiento no es una solución de copia de seguridad. Algunos entornos de TI implementan sistemas de replicación como soluciones de copia de seguridad debido a sus opciones de pérdida de datos cero en comparación con las copias de seguridad diarias. Réplica de almacenamiento replica todos los cambios en todos los bloques de datos en el volumen, independientemente del tipo de cambio. Si un usuario elimina todos los datos de un volumen, Réplica de almacenamiento replica la eliminación al instante en el otro volumen, lo que quita los datos de ambos servidores de forma definitiva. No use Réplica de almacenamiento para sustituir una solución de copia de seguridad a un momento dado.

• Réplica de almacenamiento no es réplica de Hyper-V ni grupos de disponibilidad Always On de SQL Server. Réplica de almacenamiento es un motor independiente del almacenamiento de uso general. Por definición, no puede ajustar su comportamiento tan idealmente como la replicación a nivel de aplicación. El diseño y el propósito de la réplica de almacenamiento pueden provocar brechas de características específicas que le animan a implementar o seguir usando tecnologías de replicación de aplicaciones específicas.

Note

You can view a list of known issues and expected behaviors and review the Storage Replica FAQ.

Terminología de Réplica de almacenamiento

Los artículos réplica de almacenamiento usan con frecuencia los siguientes términos:

• The source is a computer's volume that allows local writes and replicates outbound. Also known as primary.

• The destination is a computer's volume that doesn't allow local writes and replicates inbound. Also known as secondary.

• A replication partnership is the synchronization relationship between a source and destination computer for one or more volumes and uses a single log.

• A replication group is the organization of volumes and their replication configuration within a partnership, on a per-server basis. Un grupo puede contener uno o varios volúmenes.

Novedades en Storage Replica

Para obtener una lista de las nuevas características de réplica de almacenamiento en Windows Server 2019, consulte Novedades del almacenamiento.

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