Visión general de espacios de almacenamiento en Windows Server

Espacios de almacenamiento en Windows Server es una sólida tecnología de virtualización de almacenamiento que permite administrar, proteger y escalar eficazmente la infraestructura de almacenamiento. Permite agregar varias unidades físicas a un único grupo de almacenamiento lógico, desde el que puede crear discos virtuales conocidos como Espacios de almacenamiento. Estos discos virtuales se pueden aprovisionar con varias opciones de resistencia, lo que proporciona redundancia, tolerancia a errores y flexibilidad para satisfacer diversos requisitos de almacenamiento. Conceptualmente es similar a la matriz redundante de discos independientes (RAID)

En este artículo se explica cómo Espacios de almacenamiento le permite agregar varias unidades físicas en un único grupo de almacenamiento lógico, crear discos virtuales y elegir opciones de resistencia para redundancia y flexibilidad.

Descripción de los espacios de almacenamiento

Espacios de almacenamiento abstrae el hardware de almacenamiento físico en grupos de almacenamiento lógicos, lo que simplifica la administración de almacenamiento y permite a los administradores asignar recursos de almacenamiento dinámicamente. Una vez creado un grupo de almacenamiento, puede extraer discos virtuales (espacios de almacenamiento) de este grupo, cada uno configurado con características específicas de resistencia y rendimiento adaptadas a sus requisitos de carga de trabajo.

En la ilustración siguiente se muestra el flujo de trabajo de Espacios de almacenamiento:

Espacios de almacenamiento admite tres configuraciones de resistencia principales: simple, reflejo y paridad. Cada tipo ofrece ventajas y desventajas distintas en términos de rendimiento, utilización de la capacidad y tolerancia a errores.

Espacios simples

Los espacios simples no proporcionan resistencia ni redundancia. Los datos se distribuyen entre varias unidades, maximizando el rendimiento y la utilización de la capacidad de almacenamiento. Sin embargo, dado que no hay redundancia, el fallo de un solo disco produce una pérdida de datos. Los espacios simples son adecuados para los datos temporales, los discos temporales o las cargas de trabajo en las que la protección de datos no es fundamental.

Estas son algunas características clave de los espacios simples:

• Los datos se distribuyen entre varios discos para maximizar el rendimiento.
• Uso máximo de la capacidad de almacenamiento.
• Sin tolerancia a errores; un único fallo de disco produce una pérdida de datos.
• Ideal para cargas de trabajo no críticas o almacenamiento temporal.

Espacios reflejados

Los espacios reflejados proporcionan redundancia duplicando los datos en dos o tres copias, conocidas como reflejo bidireccional o de tres vías. Esta configuración garantiza la disponibilidad y la protección de los datos frente a fallos del disco. Si se produce un error en una unidad, los datos permanecen accesibles desde las copias reflejadas en otras unidades. Los espacios reflejados ofrecen un excelente rendimiento de lectura y escritura, por lo que son adecuados para cargas de trabajo sensibles al rendimiento y almacenamiento de datos críticos.

Estas son algunas características clave de los espacios reflejados:

• Los datos se duplican en dos o más unidades para la redundancia.
• La duplicación bidireccional tolera el fallo de una unidad; la duplicación tridireccional tolera dos fallos de unidad simultáneos.
• Excelente rendimiento de lectura y escritura.
• Sobrecarga de almacenamiento superior debido a la duplicación de datos (50% de sobrecarga para el espejado bidireccional, aproximadamente 66% de sobrecarga para el espejado triple).
• Ideal para cargas de trabajo, bases de datos y almacenamiento de máquinas virtuales críticas.

Espacios de paridad

Los espacios de paridad proporcionan tolerancia a errores a través de la distribución de información de paridad entre varios discos. Esta información de paridad permite a los espacios de almacenamiento reconstruir los datos si se produce un error en una sola unidad (paridad única) o se produce un error de dos unidades (paridad dual). Los espacios de paridad ofrecen un uso de almacenamiento más eficaz en comparación con los espacios reflejados, pero tienen un rendimiento de escritura inferior debido a la sobrecarga de calcular y escribir datos de paridad. Los espacios de paridad son adecuados para el almacenamiento de archivado, los repositorios de copia de seguridad y las cargas de trabajo con operaciones de lectura principalmente secuenciales.

Estas son algunas características clave de los espacios de paridad:

• Los datos se fragmentan en varias unidades con información de paridad para la tolerancia a errores.
• La información de paridad permite la reconstrucción de datos si se produce un error en una unidad.
• Uso de almacenamiento más eficaz en comparación con los espacios reflejados.
• Menor rendimiento de escritura debido a los cálculos de paridad.
• Buen rendimiento de lectura, especialmente para cargas de trabajo secuenciales.
• Ideal para el almacenamiento de archivado, las copias de seguridad y las cargas de trabajo con requisitos de rendimiento de escritura más bajos.

Caché del bus de almacenamiento

La caché del bus de almacenamiento es una característica que mejora el rendimiento de espacios de almacenamiento mediante medios de almacenamiento más rápidos, como unidades NVMe o SSD, como una capa de almacenamiento en caché para dispositivos de almacenamiento más lentos, como HDD. Al colocar datos a los que se accede con frecuencia en unidades de caché de alta velocidad, storage Bus Cache mejora significativamente el rendimiento de lectura y escritura, reduce la latencia y optimiza la eficacia general del almacenamiento.

La caché de Storage Bus proporciona las siguientes ventajas:

• Acelera las operaciones de lectura y escritura mediante el almacenamiento en caché de datos activos en medios de almacenamiento más rápidos.
• Reduce la latencia y mejora la capacidad de respuesta de las cargas de trabajo con patrones de E/S mixtos o aleatorios.
• Optimiza el rendimiento del almacenamiento sin necesidad de actualizaciones de hardware extensas.
• Se integra perfectamente con las implementaciones existentes de Espacios de almacenamiento, lo que simplifica la implementación y la administración.

Discos virtuales

Los discos virtuales en espacios de almacenamiento proporcionan una administración de almacenamiento flexible y eficaz mediante la abstracción de recursos de almacenamiento físicos en unidades lógicas. Los administradores pueden crear varios discos virtuales a partir de un único grupo de almacenamiento, cada uno configurado de forma independiente con opciones de resistencia específicas, capacidades de almacenamiento y características de rendimiento. Esta flexibilidad permite a las organizaciones adaptar soluciones de almacenamiento precisamente a sus requisitos de carga de trabajo, optimizando tanto el rendimiento como el uso de recursos.

Además, los discos virtuales admiten el aprovisionamiento fino, lo que permite a los administradores asignar la capacidad de almacenamiento dinámicamente a medida que crecen los datos, en lugar de asignar previamente toda la capacidad por adelantado. Este enfoque maximiza la eficiencia del almacenamiento y reduce la inversión inicial de hardware. Los discos virtuales también se pueden cambiar de tamaño dinámicamente, lo que permite a los administradores expandir la capacidad de almacenamiento sin problemas sin tiempo de inactividad, lo que garantiza la disponibilidad continua y la escalabilidad de las cargas de trabajo críticas.

Diferencias entre espacios de almacenamiento y espacios de almacenamiento directo

Aunque espacios de almacenamiento y espacios de almacenamiento directo comparten conceptos similares, difieren significativamente en escenarios de implementación, requisitos de hardware, escalabilidad y complejidad de administración. Los espacios de almacenamiento se suelen usar con servidores independientes o clústeres conectados a contenedores JBOD externos a través de SAS, que admiten hardware básico y proporcionan una administración sencilla adecuada para implementaciones a menor escala. En cambio, Espacios de almacenamiento directo está diseñado para clústeres hiperconvergidos o desagregados, mediante unidades de almacenamiento internas interconectadas a través de redes Ethernet de alta velocidad con hardware especializado, como adaptadores compatibles con RDMA, lo que lo convierte en ideal para entornos de alto rendimiento a mayor escala.

En términos de escalabilidad y rendimiento, Espacios de almacenamiento ofrece un rendimiento confiable para cargas de trabajo de uso general, pero puede ser conectividad de almacenamiento externo y recuento de unidades. Espacios de almacenamiento directo, sin embargo, ofrece una escalabilidad, un rendimiento e IOPS significativamente mayores mediante el uso del protocolo SMB3 y las redes RDMA, lo que hace que sea adecuado para cargas de trabajo exigentes, como la virtualización, las bases de datos y las aplicaciones empresariales.

Ambas tecnologías admiten configuraciones de resiliencia (simple, reflejo, paridad), pero Storage Spaces Direct ofrece otras características de resiliencia para todo el clúster, como la sustitución automática de unidades y la ubicación inteligente de datos. Los espacios de almacenamiento se centran principalmente en la resistencia dentro de un único servidor o contenedor externo. Además, ambos pueden beneficiarse de la caché de Storage Bus, lo que mejora el rendimiento mediante el almacenamiento en caché de datos a los que se accede con frecuencia en medios de almacenamiento más rápidos.

Para obtener más información sobre Espacios de almacenamiento directo, consulte Introducción a Espacios de almacenamiento directo.

Paso siguiente

Obtenga información sobre cómo implementar espacios de almacenamiento en un servidor independiente.