Las arquitecturas de almacenamiento podemos clasificarlas en dos tipos atendiendo al acceso requerido, ya sea directamente a fichero o a disco duro. Veamos ambos tipos

  • Acceso a disco duro: También llamado acceso a bloques, este tipo de acceso se da cuando el cliente requiere acceder directamente al disco. El sistema de ficheros del ordenador cliente gestionara los accesos a disco. Entonces, pueden darse tres situaciones:

1.- Disco interno: El cliente este accediendo al disco interno de su ordenador. Lo haría empleando los buses internos del ordenador, si se trata de un ordenador personal probablemente utilizaría ATA o SATA, y si es un servidor seguramente emplearía SCSI.

Esta opción la conocemos de Arquitectura de Sistemas y he dejado al comienzo de este post unos cuantos links a las explicaciones de entonces, por lo que en este caso no voy a explicarla de nuevo.

2.- DAS (Direct attached storage): El cliente accede a una cabina de discos duros directamente conectada a su ordenador.

3.- SAN (Storage Area Network): En este caso el cliente también accede a una cabina de discos duros pero esta vez no está directamente conectada al ordenador, sino que está en red.

  • Acceso a fichero: El cliente trabaja a nivel de fichero, que solicita a un servidor NAS (Network attached storage) que se ocupa de todas las gestiones.

En la siguiente figura pueden apreciarse las cuatro arquitecturas de almacenamiento comentadas:

Arquitecturas de almacenamiento

DAS (Direct attached storage)

Con una arquitectura de almacenamiento DAS, tendremos conectado nuestro servidor a una cabina de discos directamente a través de un cable.

Lo más habitual, en este tipo de conexiones, es que usemos el protocolo SAS, es decir, SCSI serie. Y al tratarse de un servidor, la conexión con el disco interno será también SCSI (paralelo). Esto hace que el almacenamiento interno y externo sean manejados de la misma manera por el servidor.

El uso de cabinas de discos va a mejorar la escalabilidad y  tolerancia a fallos. Son estructuras fácilmente ampliables en las que podemos añadir y quitar discos en caliente, además de tener mucha más capacidad que el almacenamiento interno. Por otra parte, proporcionan alta disponibilidad y tolerancia a fallos, mediante redundancia, niveles RAID o software para replicar los datos a otra cabina en tiempo real.

No obstante, en no pocas ocasiones estaremos infrautilizando la capacidad de estas cabinas. Aunque pueden conectarse a varios servidores, el número de los mismos que podemos conectar es muy reducido, limitado por la capacidad física de conexiones.

SAN (Storage Area Network)

La arquitectura de almacenamiento SAN viene a solucionar el problema de infrautilización de la capacidad de almacenamiento de las arquitecturas DAS. Si conectamos las cabinas de discos directamente a los servidores, vamos a tener un número limitado de conexiones y, por ende, vamos a poder usarla con pocos servidores. Para hacer disponible la cabina de discos a más servidores, parece lógico pensar en una solución que cambie la conexión directa por la conexión en red. De esta forma, cualquier servidor conectado a la misma red que la cabina de discos podría hacer uso de la capacidad de almacenamiento de esta.

Pues bien, la diferencia entre la estructura DAS y la estructura SAN, es que en la primera conectamos la cabina directamente a los servidores, mientras que en la segunda conectamos cabina y servidores a la misma red.

Esta red a la que conectamos servidores y cabinas de discos, es una red dedicada al almacenamiento de datos, en la que no están los ordenadores clientes. No se trata de una red IP, sino de una red SAN, con sus protocolos y reglas. Por ello, los servidores utilizaran distintos interfaces para conectarse a la red IP donde están los ordenadores clientes y a la red SAN donde están las cabinas de los discos duros. En la figura siguiente se pueden apreciar estas conexiones:

Esquema de red SAN

NAS (Network attached storage)

En este caso, el cliente trabaja directamente con ficheros y no tiene ni idea ni le preocupa en que discos duros están dichos ficheros. En estos entornos, dispondremos de un servidor NAS (Network attached storage) que será quien monte el Sistema de ficheros. El ordenador del cliente sencillamente se conectara al servidor NAS y delegará en el Sistema de Ficheros de dicho servidor.

NOTA:

Este post es parte de la colección “Arquitectura de Datos” que reproduce los apuntes de la clase que imparto sobre el tema en ESIC. Puedes ver el índice de esta colección aquí.