Hay dos tipos de información digital: datos de entrada y de salida. Los usuarios proporcionan los datos de entrada. Los ordenadores proporcionan datos de salida. Pero la CPU de un ordenador, no puede calcular nada ni producir datos de salida sin la entrada del usuario.
Los usuarios pueden introducir los datos de entrada directamente en un ordenador. Pronto se descubrió que el introducir datos continuamente, de forma manual, era prohibitivo en términos de tiempo y energía. Una solución a corto plazo es la memoria del ordenador, también conocida como memoria de acceso aleatorio, RAM. Pero su capacidad de almacenamiento y retención son limitadas. La memoria solo-lectura, ROM, consiste, como su nombre indica, en datos que sólo se pueden leer pero no necesariamente editar. Ellas controlan la funcionalidad básica de un ordenador.
Aunque se han realizado avances en la memoria de los ordenadores, con RAM dinámica (DRAM) y DRAM síncrona (SDRAM), todavía están limitados por el coste, el espacio y la retención de memoria. Cuando un ordenador se apaga, también lo hace la capacidad de la RAM para retener datos. ¿La solución? El almacenamiento de datos.
Con espacio de almacenamiento de datos, los usuarios pueden guardar datos en un dispositivo. Y si el ordenador se apaga, los datos se conservan. En lugar de ingresar datos manualmente en un ordenador, los usuarios pueden indicarle a éste que extraiga datos de los dispositivos de almacenamiento. Los ordenadores pueden leer datos de entrada de varias fuentes, según sea necesario, y luego crear y guardar la salida, en las mismas fuentes o en otras ubicaciones. Los usuarios también pueden compartir el almacenamiento de datos con otras personas.
Hoy en día, las organizaciones y los usuarios requieren almacenamiento de datos que satisfagan las necesidades computacionales de alto nivel actuales, como proyectos de big data, inteligencia artificial (IA), aprendizaje automático e Internet de las cosas (IoT). Por otro lado, requerir grandes cantidades de almacenamiento de datos hace necesario protegerlos contra la pérdida debido a desastres, fallos o fraudes. Así, para evitar la pérdida de datos, las organizaciones pueden utilizar soluciones como la copia de seguridad.
Cómo funciona el almacenamiento de datos
En términos simples, los ordenadores o terminales modernos se conectan a dispositivos de almacenamiento, ya sea directamente o a través de una red. Los usuarios indican a los ordenadores que accedan a los datos y los almacenen en estos dispositivos de almacenamiento. A un nivel básico, los pilares básicos del almacenamiento de datos son dos: la forma que toman los datos y los dispositivos en los que se registran y almacenan.
Para almacenar datos, independientemente de su forma, los usuarios necesitan dispositivos de almacenamiento. Los dispositivos de almacenamiento de datos se dividen en dos categorías principales: almacenamiento de conexión directa y almacenamiento en red.
El almacenamiento de conexión directa o DAS, funciona como su propio nombre indica. Este almacenamiento suele estar en una zona cercana y directamente conectado a la máquina que accede a él, que a menudo es la única máquina conectada. DAS también proporciona servicios de copia de seguridad locales , pero el uso compartido es limitado. Los dispositivos DAS incluyen disquetes, discos ópticos como los discos compactos (CD) y los discos de video digital (DVD), unidades de disco duro (HDD), unidades flash y unidades de estado sólido (SSD).
El almacenamiento en red permite que más de un ordenador acceda a él a través de una red, lo que es mejor para compartir datos y colaborar. Su capacidad de almacenamiento externo también lo hace más adecuado para copias de seguridad y protección de datos. Dos configuraciones comunes de almacenamiento basadas en red, son el almacenamiento conectado a la red (NAS) y la red de área de almacenamiento (SAN).
NAS suele tratarse de un dispositivo único, compuesto por contenedores de almacenamiento redundantes o una matriz redundante de discos independientes (RAID). El almacenamiento SAN puede ser una red de varios dispositivos de diferentes tipos, incluido el almacenamiento SSD y flash, el almacenamiento híbrido, el almacenamiento en el cloud híbrido, el software y los dispositivos de copia de seguridad y el almacenamiento en el cloud. Así es como se diferencian NAS y SAN:
NAS
- Dispositivo de almacenamiento único o RAI
- Sistema de almacenamiento de archivos
- Red Ethernet TCP/IP
- Usuarios limitados
- Límite de velocidad
- Opciones de expansión limitadas
- Menor coste y fácil configuración
SAN
- Red de múltiples dispositivos
- Sistema de almacenamiento en bloque
- Red de canal de fibra
- Optimizado para múltiples usuarios
- Rendimiento más rápido
- Altamente expandible
- Mayor coste y configuración compleja
El almacenamiento flash, es una tecnología de estado sólido que utiliza chips de memoria flash para escribir y almacenar datos. Una unidad flash de disco de estado sólido (SSD) almacena datos mediante la memoria flash. En comparación con los HDD, un sistema de estado sólido no tiene partes móviles y, por lo tanto, tiene menos latencia, por lo que se necesitan menos SSD. Dado que la mayoría de los SSD modernos están basados en flash, el almacenamiento flash es sinónimo de un sistema de estado sólido.
Las unidades SSD y flash ofrecen un mayor rendimiento que las unidades de disco duro, pero las matrices all-flash pueden ser más caras. Muchas organizaciones adoptan un enfoque híbrido, combinando la velocidad del flash con la capacidad de almacenamiento de los discos duros. Una infraestructura de almacenamiento equilibrada permite a las empresas aplicar la tecnología adecuada para diferentes necesidades de almacenamiento. Ofrece una forma económica de hacer la transición desde los discos duros tradicionales, sin tener que pasar por completo a flash.
El almacenamiento en el cloud ofrece una alternativa escalable y rentable para almacenar archivos, en discos duros o redes de almacenamiento locales. Los proveedores de servicios en el cloud, permiten guardar datos y archivos en una ubicación externa a la que se accede a través de la internet pública o una conexión de red privada específica. El proveedor aloja, protege, administra y mantiene los servidores y la infraestructura asociada, garantizando que tenga acceso a los datos siempre que los necesite.
El almacenamiento en el cloud híbrido combina elementos del cloud público y privado. Con el cloud híbrido, las organizaciones pueden elegir en qué cloud almacenar los datos. Por ejemplo, para datos altamente regulados sujetos a estrictos requisitos de archivado y replicación, es más adecuados un entorno de cloud privado, mientras que los datos menos sensibles, se pueden almacenar en el cloud público. Algunas organizaciones, utilizan clouds híbridos para complementar sus redes de almacenamiento interno con almacenamiento en el cloud público.
Los dispositivos y el almacenamiento de copia de seguridad, protegen de la pérdida de datos en desastres, fallos o fraudes. Realizan copias periódicas de datos y aplicaciones en un dispositivo secundario y luego usan esas copias para la recuperación en caso de desastre. Los dispositivos de copia de seguridad van desde discos duros y SSD, hasta unidades de cinta y servidores. Este almacenamiento también puede ser ofrecido como servicio, conocido como Copia de Seguridad como Servicio (BaaS). Como la mayoría de las soluciones como servicio, BaaS proporciona una opción de bajo coste para proteger los datos, guardándolos en una ubicación remota con escalabilidad.
Los datos se pueden registrar y almacenar de tres formas principales: En archivos, en bloques y en objetos.
El llamado almacenamiento a nivel de archivo o basado en archivos, es una metodología de almacenamiento jerárquica que se utiliza para organizar y almacenar datos. En otras palabras, los datos se almacenan en archivos, los archivos se organizan en carpetas y las carpetas se organizan bajo una jerarquía de directorios y subdirectorios.
A veces denominado "almacenamiento a nivel de bloque", es una tecnología que se utiliza para almacenar datos en bloques. Luego, estos bloques se almacenan como piezas separadas, cada una con su identificador único. Los desarrolladores prefieren el almacenamiento en bloques para situaciones que requieren una transferencia de datos rápida, eficiente y fiable.
A menudo denominado "almacenamiento basado en objetos", es una arquitectura de almacenamiento de datos para manejar grandes cantidades de datos no estructurados. Estos datos no se pueden organizar fácilmente en una base de datos relacional, tradicional con filas y columnas. Algunos ejemplos: correo electrónico, vídeos, fotos, páginas web, archivos de audio, datos de sensores, y otros tipos de medios y contenido web, textual o no textual.
La memoria del ordenador y el almacenamiento local pueden no ofrecer suficiente almacenamiento, protección, acceso a múltiples usuarios, velocidad y rendimiento para las aplicaciones empresariales. Así, la mayoría de las organizaciones emplean algún tipo de SAN además de un sistema de almacenamiento NAS.
SAN
La red detrás de los servidores, una SAN es una red especializada de alta velocidad que conecta servidores y dispositivos de almacenamiento. Es una infraestructura de comunicación que proporciona conexiones físicas, permitiendo que cualquier dispositivo pueda hacer un puente a través de la red, utilizando elementos interconectados, como conmutadores y directores. La SAN también puede verse como una extensión del concepto de bus de almacenamiento. Esto permite que los dispositivos de almacenamiento y los servidores se interconecten mediante el uso de elementos similares, como las redes de área local (LAN) y las redes de área amplia (WAN). Una SAN también incluye una capa de gestión que organiza las conexiones, los elementos de almacenamiento y los sistemas informáticos. Esta capa garantiza transferencias de datos seguras y sólidas.
Tradicionalmente, sólo se podía conectar un número limitado de dispositivos de almacenamiento a un servidor. En cambio, una SAN introduce la flexibilidad en la red, permitiendo que un servidor o muchos servidores heterogéneos en múltiples centros de datos, compartan una unidad de almacenamiento común. La SAN también elimina la conexión tradicional entre un servidor y el almacenamiento, y el concepto de que el servidor posee y administra de manera efectiva los dispositivos de almacenamiento. Por lo tanto, una red puede incluir muchos dispositivos de almacenamiento, incluidos discos, cintas magnéticas y almacenamiento óptico. Además, la unidad de almacenamiento puede estar ubicada lejos de los servidores que utiliza.
Componentes SAN
La infraestructura de almacenamiento es la base sobre la que se apoya la información. Por lo tanto, la infraestructura de almacenamiento debe respaldar los objetivos comerciales y el modelo comercial de la empresa. Una infraestructura SAN proporciona disponibilidad de red mejorada, accesibilidad de datos y capacidad de administración del sistema. En este entorno, no basta con implementar más dispositivos de almacenamiento más rápidos. Una buena SAN comienza con un buen diseño.
Los componentes centrales de una SAN son el canal de fibra, servidores, dispositivos de almacenamiento, y hardware y software de red.
El primer elemento a tener en cuenta en cualquier implementación de SAN, es la conectividad de los componentes de almacenamiento y del servidor, que normalmente es canal de fibra. Las SAN, como las LAN, interconectan las interfaces de almacenamiento en muchas configuraciones de red y en distancias más largas.
La infraestructura del servidor es la razón de todas las soluciones SAN, incluyendo una combinación de plataformas de servidores. Con iniciativas como la consolidación de servidores y el comercio electrónico, aumenta la necesidad de SAN, aumentando a su vez la importancia del almacenamiento en red.
Un sistema de almacenamiento puede constar de sistemas de disco y sistemas de cinta. El sistema de disco puede incluir discos duros, SSD o unidades flash. El sistema de cinta puede incluir unidades de cinta, cargadores automáticos de cintas y bibliotecas de cintas.
La conectividad SAN consta de componentes de hardware y software que interconectan servidores y dispositivos de almacenamiento. El hardware puede incluir hubs, conmutadores, directores y routers.
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