El almacenamiento escalable es una arquitectura de almacenamiento conectado a la red (NAS) en la que la cantidad total de espacio en disco se puede expandir mediante la adición de dispositivos en arreglos conectados con sus propios recursos.
En un sistema de escalamiento horizontal, se puede agregar y configurar nuevo hardware cuando surja la necesidad. Cuando un sistema escalable alcanza su límite de almacenamiento, se puede agregar otro arreglo para expandir la capacidad del sistema. El almacenamiento escalable puede aprovechar el almacenamiento adicional agregado en los arreglos y también usar dispositivos adicionales para aumentar la capacidad de almacenamiento de la red, agregando rendimiento y abordando la necesidad de almacenamiento adicional.
Antes de que el almacenamiento escalable se hiciera popular, las empresas a menudo compraban matrices de almacenamiento mucho más grandes de lo necesario para asegurarse de que hubiera suficiente espacio en disco disponible para futuras expansiones. Si esa expansión nunca se produjo o los requisitos resultaron ser menores de lo anticipado, gran parte del espacio en disco comprado originalmente se desperdició. Con una arquitectura de escalamiento horizontal, la inversión inicial puede ser más modesta para empezar porque no es necesario prever la necesidad a largo plazo; si los requisitos de almacenamiento aumentan más allá de las expectativas, se pueden agregar nuevos arreglos según sea necesario, esencialmente sin límite.
Escalabilidad vertical frente a horizontal
La escalabilidad es la capacidad de algún tipo de sistema para seguir funcionando correctamente cuando se ha cambiado de tamaño o volumen para satisfacer las necesidades del usuario. En algunos contextos, la escalabilidad se refiere a la capacidad de satisfacer demandas más altas o más bajas según sea necesario. Sin embargo, en un contexto de almacenamiento, el cambio de escala generalmente se refiere a adaptarse para responder a una demanda de mayor capacidad. Hay dos enfoques principales para lograrlo.
El enfoque de escalado más antiguo es un ejemplo de escalabilidad vertical. La escalabilidad vertical es la capacidad de aumentar la capacidad del hardware o software existente agregando recursos a un sistema físico, por ejemplo, agregando potencia de procesamiento a un servidor para hacerlo más rápido. En el caso de los sistemas de almacenamiento, significa agregar más dispositivos, como unidades de disco, a un sistema existente cuando se requiere más capacidad.
Por otro lado, la escalabilidad horizontal es la capacidad de conectar múltiples entidades para que funcionen como una sola unidad lógica. En el caso del almacenamiento escalable, podría haber muchos nodos, separados geográficamente.
Las limitaciones del almacenamiento a escala
El NAS tradicional a veces se denomina NAS escalable porque la capacidad de almacenamiento solo se puede actualizar (escalar) agregando sistemas adicionales a una arquitectura existente. Un sistema de ampliación consta de uno o dos controladores, conocidos como cabezales NAS, que tienen acceso a cantidades preestablecidas de CPU y memoria y un número predeterminado de ranuras de unidad. Los dispositivos en NAS de escalamiento vertical comparten recursos del sistema y la función de control no aumenta junto con la capacidad de almacenamiento, lo que significa que el rendimiento tiende a degradarse a medida que se agrega más almacenamiento. Una vez que el sistema NAS alcanza sus límites, la capacidad y el rendimiento solo se pueden aumentar mediante la adición de un nuevo sistema administrado por separado.
Arquitectura de almacenamiento escalable
Un sistema de escalamiento horizontal puede incluir tantos clústeres como lo requieran los requisitos.
Cada dispositivo (nodo) incluye capacidad de almacenamiento, que puede tener la forma de múltiples ejes de unidad, y puede tener su propia potencia de procesamiento y ancho de banda de E / S (entrada / salida). La inclusión de estos recursos significa que a medida que aumenta la capacidad de almacenamiento, también aumenta el rendimiento.
El NAS de escalabilidad horizontal crece al agregar nodos agrupados. Suelen ser servidores x86 con un sistema operativo especial y almacenamiento conectados a través de una red externa. Los nodos se pueden conectar para la intercomunicación a través de un backplane de alta velocidad o una red. Los usuarios administran el clúster como un sistema único y administran los datos a través de un espacio de nombres global o un sistema de archivos distribuido (DFS), por lo que no tienen que preocuparse por la ubicación física real de los datos.
Vea una breve historia del almacenamiento de datos y una introducción al almacenamiento escalable en el video de Peter Larson: