Los conceptos básicos de HPE MSA

¿Qué es HPE MSA?

MSA (del inglés Modular Storage Array, Matriz de almacenamiento modular) es una familia de sistemas de almacenamiento SAN diseñados por Hewlett Packard Enterprise y dirigidos principalmente a las PyMEs y oficinas remotas. Estas soluciones rápidamente han ganado popularidad al ofrecer funciones avanzadas de nivel empresarial a precios aceptables para organizaciones pequeñas. La arquitectura modular de las SAN MSA también se ha convertido en una ventaja significativa para las empresas que crecen, permitiéndoles comenzar con configuraciones más simples y expandir el almacenamiento a medida que crecen sus necesidades de TI, agregando gabinetes para discos duros adicionales.

Esta línea de productos se introdujo inicialmente por Compaq a principios de la década de 2000. Posteriormente, HP se hizo cargo del fabricante original, pero continuó invirtiendo en el desarrollo de esta familia de matrices de almacenamiento de datos. A lo largo de los años, se han lanzado varias generaciones de dichos sistemas, cada una de las cuales aportó mejoras de su rendimiento, capacidad, confiabilidad y funcionalidad:

• Serie 1000 de MSA: los primeros modelos de MSA presentados entre principios y mediados de la década de 2000. Proporcionaban una funcionalidad de almacenamiento de nivel básico junto con la compatibilidad con las interfaces SCSI y Fibre Channel. A diferencia de los futuros productos MSA de HPE, la tecnología de la serie 1000 de MSA fue un desarrollo propio de Compaq.

  

  Imagen 1. HPE MSA de la serie 1000.

• Serie 2000 de MSA: modelos de MSA introducidos a finales de la década de 2000, después de la adquisición del fabricante por parte de HP. Ofrecían la compatibilidad con unidades de mayores capacidades, así como las configuraciones de RAID, funciones de gestión de datos más avanzadas y la conectividad de iSCSI, lo que facilitaba su integración en entornos con redes basadas en IP. La serie fue la primera en incorporar una base tecnológica de un proveedor externo: DotHill Systems (parte de Seagate desde 2015). Este fabricante de equipos electrónicos también vendía matrices de almacenamiento bajo su propia marca denominada AssuredSAN. Además, esta misma tecnología fue renombrada e integrada en un rango de productos de otras empresas importantes como Dell (PowerVault de series MD4/ME5).

  

  Imagen 2. HPE MSA de la serie 2000.

• Serie 2040 de MSA: modelos de MSA lanzados alrededor de 2013. Esta generación de productos también se desarrolló en la base de la tecnología de DotHill, pero trajo mejoras significativas en términos de rendimiento y eficiencia, así como características extra como aprovisionamiento ligero, copias instantáneas (snapshots), etc. En esta generación, también se introdujeron sistemas híbridos en los que unidades de estado sólido se combinaban con discos duros tradicionales para conseguir una mejor productividad.

  

  Imagen 3. HPE MSA de la serie 2040.

• Serie 2050/2052 de MSA: modelos de MSA disponibles desde aproximadamente 2017. Presentaban aún más mejoras en cuanto a rendimiento, protección de datos y escalabilidad y eran compatibles con las interfaces de alta velocidad (Fibre Channel de 16/32 Gb e iSCSI de 10/25 Gb).

  

  Imagen 4. HPE MSA de la serie 2050/2052.

• Serie 2060 de MSA: la generación más reciente de la línea de productos MSA que se introdujo en la década de 2020. Estos modelos están equipados con numerosas funciones avanzadas. Entre ellas se encuentra la organización por niveles automatizada (automated tiering) que traslada datos de forma dinámica entre diferentes niveles de almacenamiento (SSD y HDD), según los patrones de uso. MSA-DP+ (del inglés Data Protection Plus, Protección de datos plus) también se ha introducido con esta generación para hacer que los arreglos MSA sean aún más resilientes y acelerar las reconstrucciones del almacenamiento.

  

  Imagen 5. HPE MSA de la serie 2060.

El sistema típico de una SAN MSA consta de los siguientes componentes:

Hardware de MSA de HPE

La mayoría de los modelos de MSA tienen una configuración de controlador dual para asegurar una alta disponibilidad del sistema. Cada controlador de MSA está equipado con un número de puertos para la conexión con red y para adjuntar gabinetes de unidades. Entre los puertos de conexión del host normalmente se encuentran los de Fibre Channel, iSCSI y SAS, mientras que los puertos SAS se utilizan para conectar gabinetes para unidades / discos.

Las SAN de MSA soportan múltiples gabinetes de discos que se pueden adjuntar cuando sea necesario para aumentar la capacidad de almacenamiento general del sistema. Los gabinetes están diseñados para instalarse en los racks estándar de centros de datos y pueden ocupar 2 o 4 unidades de rack. Un gabinete de factor de forma grande puede albergar hasta 12 discos duros SAS o SSD de 3,5 pulgadas, y uno de factor de forma pequeño, hasta 24 unidades cada uno.

Imagen 6. Gabinete para discos MSA de HPE de factor de forma grande.

Imagen 7. Gabinete para discos MSA de HPE de factor de forma pequeño.

Firmware de MSA de HPE

El firmware de MSA de HPE normalmente se almacena en los controladores, gabinetes para unidades y otras partes del hardware de la matriz de almacenamiento y puede diferir significativamente según la generación y el modelo del sistema MSA particular. Cabe señalar que las actualizaciones del firmware también son modulares, por lo que se puede aplicarlas sólo a componentes específicos sin afectar a todo el sistema.

Software de MSA de HPE

HPE proporciona un conjunto extenso de herramientas de software, aplicaciones y utilidades que permiten a los administradores gestionar, monitorear y optimizar un sistema de almacenamiento HPE MSA. Entre los componentes clave de este paquete de software se encuentran:

Storage Management Utility (SMU, Utilidad de gestión de almacenamiento) es una interfaz gráfica de usuario basada en la web que sirve para la gestión, la configuración y el monitoreo centralizados de sistemas HPE MSA. Proporciona información sobre el estado operativo de la matriz de almacenamiento en tiempo real, recopila las métricas de su rendimiento y notifica de cualquier evento que requiere la atención del administrador.

Command Line Interface (CLI, Interfaz de línea de comandos) es una interfaz basada en texto que sirve para realizar tareas avanzadas de configuración y administración, más allá de las que se pueden llevar a cabo a través de la interfaz gráfica de usuario.

Performance Auto-tiering (PAT, Nivelación automática del rendimiento) es un software de organización automatizada de datos en niveles que realiza un seguimiento de patrones de acceso a datos y traslada datos entre los niveles de alto rendimiento (SSD) y los de alta capacidad (HDD) para optimizar su ubicación.

Remote Snap Software (Software de copias instantáneas remotas) es un software de creación de instantáneas y de replicación en remoto para realizar la recuperación ante desastres. Permite crear copias instantáneas de volúmenes en un momento dado que luego se pueden utilizar con fines de copia de seguridad y restauración.

HPE Smart SAN (SAN inteligente de HPE) es una utilidad que proporciona herramientas y asistentes para facilitar la administración de la SAN. Automatiza muchas operaciones administrativas, reduciendo el tiempo y el esfuerzo necesarios para llevar a cabo la configuración y el mantenimiento de la SAN.

Peculiaridades de la organización de datos

Como cualquier almacenamiento de esta clase, los productos HPE MSA tienen una organización de datos bastante compleja. Examinemos más de cerca las peculiaridades de su estructura:

Unidades físicas: en el nivel más bajo, un almacenamiento HPE MSA consta de discos físicos (HDD o SSD) que proporcionan una capacidad de almacenamiento sin formato (raw). El sistema puede ser compatible con una cantidad significativa de gabinetes para unidades: hasta diez, según el modelo y la generación del almacenamiento.

Grupos de discos: un número de unidades físicas del mismo tipo (unidades de disco duro o SSD) se agrupan para proporcionar una capacidad a un grupo de almacenamiento (pool). Las unidades se agrupan utilizando un esquema de RAID específico con fines de protección de datos. En cuanto a los grupos de discos, los niveles de protección soportados pueden incluir RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10 y MSA-DP+. Si se selecciona RAID 10, el grupo debe tener al menos dos subgrupos. El número máximo de unidades varía según el nivel de RAID elegido: dos unidades para RAID 1, dieciséis unidades para RAID 5, RAID 6 o RAID 10 y más de dieciséis unidades para MSA-DP+.

Grupos de almacenamiento (pools): los grupos de discos se fusionan para crear un contenedor unificado para volúmenes que se llama grupo de almacenamiento. Un único grupo de almacenamiento puede comprender al menos uno y hasta 16 grupos de discos.

Volúmenes: los volúmenes presentados a servidores o hosts específicos sirven como unidades principales para almacenar datos en una SAN MSA. El sistema puede soportar volúmenes tanto tradicionales (lineales) como virtuales. Los volúmenes lineales se crean directamente en los grupos de discos físicos y tienen una capacidad de almacenamiento fija que se asigna por adelantado. Los volúmenes virtuales, por el contrario, son partes lógicas del grupo de almacenamiento que pueden distribuirse por todo el almacenamiento físico subyacente y consumir recursos del mismo a medida que se escriben datos. En este caso, los bloques lógicos se mapean dinámicamente a bloques físicos.

Almacenamiento en niveles y caché: algunos modelos SAN de MSA ofrecen funciones de almacenamiento en caché y almacenamiento por niveles (tiering) para maximizar el rendimiento del sistema. La organización en niveles ajusta la ubicación de datos según los patrones de uso: los datos a los que se accede con frecuencia se pasan a los niveles de mayor rendimiento de los discos SSD y el resto se almacena en los niveles de menor rendimiento y de mayor capacidad de los HDD. El sistema también puede utilizar los SSD como caché de alta velocidad para los datos a los que se accede comúnmente.

Copias instantáneas (snapshots): los sistemas MSA de HPE ofrecen la función de creación de instantáneas que permite hacer copias exactas de un volumen tal como está en un momento específico y realizar su recuperación posterior a ese estado. Cuando se crea una instantánea, sólo se copian los metadatos y luego sólo los bloques modificados se escriben en el área de la instantánea, por lo que ella ocupa una cantidad mínima de espacio de almacenamiento.

Problemas comunes de pérdida de datos

A pesar de su resiliencia, en diversas circunstancias, las SAN MSA de HPE pueden sufrir problemas de pérdida de datos. A continuación, se presentan algunos problemas típicos asociados con dichos almacenamientos:

Errores de configuración de SAN: los cambios inadecuados en la configuración de la SAN a menudo afectan a la accesibilidad del almacenamiento y, en el peor de los casos, pueden provocar la corrupción de sus datos o su pérdida.

Fallos de componentes de SAN: los fallos de los componentes de hardware de la infraestructura de la SAN, incluidos controladores, conmutadores, cables, etc., pueden deberse a factores ambientales, defectos de fabricación o incluso al desgaste natural y provocar una pérdida o inaccesibilidad de datos.

Fallos de una o varias unidades: dependiendo del nivel de RAID empleado, el sistema puede tolerar un fallo de una o dos unidades; sin embargo, el fallo de un disco más antes de que la reconstrucción de la matriz afectada se complete exitosamente suele resultar en una pérdida instantánea de datos.

Software defectuoso: los errores inesperados del software que administra la SAN pueden resultar en la corrupción de la estructura lógica de las matrices RAID, los volúmenes o los sistemas de archivos, provocando una pérdida de datos o problemas con el acceso a la información almacenada.

Actualizaciones fallidas: los problemas que surgen de las actualizaciones incorrectas del firmware/software pueden hacer que el sistema de almacenamiento se vuelva inestable y provocar la inaccesibilidad, la corrupción o la pérdida de datos, especialmente cuando la actualización afecta a las operaciones críticas del almacenamiento.

Errores humanos: los comandos incorrectos ejecutados por los usuarios o administradores pueden causar la eliminación involuntaria de archivos, volúmenes o configuraciones y, como resultado, una pérdida inmediata de datos.

Los siguientes productos de software permiten acceder y recuperar datos de los almacenamientos que emplean la tecnología antes descrita:

• UFS Explorer Technician con Data recovery plugin for HPE MSA Soporte completo