(ISE): Introducción - X

Elemento de almacenamiento inteligente (ISE):
Introducción
Octubre de 2013
Índice
Invención, no integración ........................................................................................ 3
ISE: Centrado en los atributos básicos del almacenamiento .............................. 3
Alto rendimiento .................................................................................................................................. 5
Alta fiabilidad ....................................................................................................................................... 6
Alta disponibilidad ............................................................................................................................... 6
Escalabildad de red sin estructura ...................................................................................................... 7
ISE: Descripción general del hardware .................................................................. 8
Controladores de fiabilidad gestionada ............................................................................................... 9
DataPacs ........................................................................................................................................... 10
Potencia y refrigeración .................................................................................................................... 11
Supercondensadores ........................................................................................................................ 11
ISE: Descripción general del software ................................................................. 12
Matrixed RAID Data Allocation.......................................................................................................... 12
Continuous Adaptive Data Placement (CADP) ................................................................................. 12
In-Situ Remanufacturing and Restoration (ISR) ............................................................................... 13
Cortex Web Services ........................................................................................................................ 14
ISE Mirroring y Replicación activa-activa .......................................................................................... 16
ISE: Aceleración de aplicaciones e infraestructuras .......................................... 18
Entornos de escritorio virtual............................................................................................................. 18
Virtualización de servidor .................................................................................................................. 19
Aplicaciones de sistema de gestión de bases de datos relacionales (RDBMS) .............................. 21
Entornos Big Data ............................................................................................................................. 22
Infraestructura de Proveedor de servicios en la nube (CSP) ........................................................... 23
ISE: El ahorro ......................................................................................................... 25
Densidad ........................................................................................................................................... 25
Eficiencia energética ......................................................................................................................... 25
Eventos de servicio ........................................................................................................................... 26
Los efectos del ahorro ....................................................................................................................... 27
Productos ISE ......................................................................................................... 28
Conclusión .............................................................................................................. 30
Datos de contacto de X-IO Technologies ......................................................................................... 31
2 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Invención, no integración
En X-IO, nos consideramos inventores, no integradores.
En un mercado como el del almacenamiento, caracterizado principalmente por la integración del
conjunto de componentes de hardware y software (muchos fabricados por terceros o basados en
tecnologías de código abierto), nuestro interés por la invención y la creación de sistemas de
almacenamiento desde cero para segmentos específicos del mercado es realmente único.
Y esta pasión por la invención se refleja en nuestra familia de productos ISE: una familia de
conjuntos de almacenamiento de alto rendimiento, escalabilidad lineal con autorrecuperación,
diseñados y concebidos para proporcionar un rendimiento superior en infraestructuras virtualizadas,
sistemas de gestión de bases de datos (DBMS) y proveedores de servicios en la nube (CSP). Todos
los elementos del ISE están diseñados y concebidos para proporcionar un rendimiento superior en
dichos entornos y para facilitar el ahorro operacional gracias a su increíble densidad de rack, un
consumo de energía realmente bajo, y entre cinco y siete años de vida útil a pleno rendimiento con
práctica ausencia de reparaciones.
ISE: Centrado en los atributos básicos del
almacenamiento
Desarrollado a lo largo de una década en Seagate y en X-IO a cargo de un equipo cerrado de
diseñadores y desarrolladores de hardware y de software (con más de 350 patentes atribuibles al
equipo colectivamente) el ISE es la base de una infraestructura de almacenamiento escalable en la
que se puede confiar. Con un tiempo medio de vida operativa de 5-7 años, el ISE ofrece un
rendimiento entre 2 y 10 veces superior al de la competencia. Y todo al 30-70 % del coste total de
propiedad de las soluciones alternativas.
Figura 1 - Elemento de almacenamiento inteligente
3 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Los objetivos de diseño de X-IO en cuanto al desarrollo del ISE estaban claramente definidos:

Altos niveles de rendimiento fiables a capacidad nominal: el ISE proporciona alto
rendimiento sin fluctuaciones a plena capacidad. Al contrario de lo que sucede con otros
conjuntos de almacenamiento del sector, el ISE mantiene el rendimiento nominal sin
disminuciones del rendimiento a medida que el sistema se utiliza a plena capacidad.

Alta fiabilidad: el ISE elimina las dos causas más comunes de fallo de disco (el calor y la
vibración), al tiempo que permite la recuperación de errores de componentes in situ sin poner
en riesgo el rendimiento ni la capacidad usadas por la infraestructura y las aplicaciones, y sin
necesidad de desplazarse a las instalaciones.

Alta disponibilidad: el ISE está operativo constantemente y aparece disponible para la
infraestructura y las aplicaciones, independientemente del estado de los fallos internos o del
posible estado no óptimo del entorno.

Alta escalabilidad: cada ISE incorpora el 100 % de su rendimiento (IOPS), rendimiento
(MB/s) y almacenamiento (TB) al tejido de almacenamiento que comparte con otros ISE.
Esto crea una arquitectura altamente escalable que puede crecer nodo a nodo y en la que el
rendimiento y el coste son predecibles desde el primer TB al último.

Capacidad garantizada: el ISE proporciona, en todas las circunstancias, la capacidad
nominal que marca sin depender de estrategias de software no fiables como la deduplicación
y la compresión, cuyo correcto funcionamiento no está garantizado en todos los entornos.
Se garantiza que la capacidad nominal del ISE no variará en función de los parámetros
específicos de las cargas de trabajo que utilicen los volúmenes del ISE. Al contrario de lo que
sucede con los conjuntos de almacenamiento del mercado en la actualidad, donde parece
que no puede utilizarse la capacidad total sin que ello afecte negativamente al rendimiento,
el rendimiento del ISE se mantiene a plena capacidad y ofrece a los clientes de X-IO un
30-40 % adicional de capacidad sin ningún efecto negativo.
Figura 2 - Equilibrio de los atributos básicos del almacenamiento
4 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Alto rendimiento
El ISE ocupa el centro de rendimiento del mercado de almacenamiento empresarial:
entre 40 y 800 IOPS por cada 100 GB de almacenamiento proporcionado. Dentro de esta banda de
rendimiento (banda que cubre la infraestructura virtualizada, las aplicaciones de DBMS y la mayoría
de necesidades empresariales de computación), el ISE representa la opción de almacenamiento con
menor coste del mercado.
A través de su asignación de datos de matrices RAID patentada, algoritmos avanzados de caché,
excepcionales condiciones del entorno y las mejores unidades de disco de la industria, el ISE duplica
y cuadruplica el IOPS de cualquier otro conjunto de discos con las mismas unidades de disco.
La ventaja de rendimiento de la serie ISE 200 HDD alcanza el rendimiento de otros conjuntos de
discos híbridos, mientras que el Hyper ISE puede proporcionar el rendimiento de sistemas
compuestos íntegramente por conjuntos flash.
Figura 3 - Rango de rendimiento del ISE
“Estamos viendo IOPS 25 veces más rápidos que con nuestro anterior
SAN. Observamos una latencia realmente baja, la implementación de
máquinas virtuales se realiza 15-20 veces más deprisa y nuestro
almacenamiento gestiona perfectamente picos de IOPS y garantiza que el
usuario final no advierta ninguna disminución en el rendimiento.”
Mike Wills, Presidente y fundador, RTW Hosting
La variante híbrida del ISE logra su alto rendimiento mediante un uso óptimo e inteligente de las
unidades de disco duro (HDD) y las unidades de estado sólido (SSD). Estas unidades funcionan en
grupos supervisados por los controladores de fiabilidad gestionada (MRC) del ISE y producen una
familia de conjuntos que se pueden ajustar para cualquier carga de trabajo en el rango de
“rendimiento” de 40 a 800 IOPS por 100 GB.
5 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Alta fiabilidad
El ISE es el único conjunto de almacenamiento del sector del almacenamiento diseñado para
reparar –no para sustituir– medios de almacenamiento dañados o defectuosos mediante un conjunto
de algoritmos y herramientas de software que denominamos fiabilidad gestionada (MR). Al contrario
de lo que sucede con otros conjuntos de almacenamiento y productos SAN (que asumen que se
producirán errores en las unidades y los componentes, y que la recuperación frente a dichos fallos
depende de la intervención humana), el ISE está concebido sabiendo que la inmensa mayoría de
errores de medios se pueden detectar y reparar in situ, mientras el conjunto de almacenamiento
simplemente continúa funcionando. Casi todos los errores y fallos de medios se pueden reparar o
compensar sin perder rendimiento ni capacidad, y sin ninguna intervención humana. El subsistema
de fiabilidad gestionada del ISE (pionero en la industria) refleja esta concepción.
La fiabilidad gestionada se traduce directamente en mejoras de eficacia en el funcionamiento:

Los ISE no experimentan las mismas pérdidas de capacidad o rendimiento que otros conjuntos
de almacenamiento sí sufren durante su funcionamiento.

Los ISE requieren muy poca o ninguna intervención humana. Como dicen nuestros clientes:
“¡Simplemente funciona!”.

Los ISE están diseñados para sufrir muy pocos fallos irrecuperables durante su tiempo medio
de vida de 5-7 años. En realidad, casi nunca fallan.

Los ISE están diseñados para reparar los contados fallos que puedan sufrir durante su tiempo
de vida útil.
“Ya van cinco años de funcionamiento ininterrumpido y no he
tenido que tocar nuestro ISE-1 hasta ahora: lo he cambiado por
un ISE-2. Recomiendo ISE sin dudarlo.”
Jerry Wessel, Shepherd Chemical
Alta disponibilidad
El ISE está diseñado íntegramente para ofrecer una alta disponibilidad y para admitir configuraciones
de aplicaciones y arquitecturas de alta disponibilidad. La redundancia en todos los niveles del
producto (desde las memorias caché DRAM, fuentes de alimentación, controladores o capacidad de
almacenamiento reservada) garantiza que si se producen fallos en un ISE, este sigue estando
disponible para la aplicación a la que da servicio, y sigue haciéndolo al rendimiento y a la capacidad
nominales.
Del mismo modo, si se producen fallos en el entorno externo al ISE, la combinación de las funciones
de las aplicaciones, sistemas operativos e hipervisores (junto con las funciones de disponibilidad
integradas del ISE) garantizará que el entorno de la aplicación siga estando disponible y
funcionando.
Las funciones de software de nivel más alto, como la función pendiente de patente Replicación
activa-activa de X-IO, amplían el centro de diseño de alta disponibilidad permitiendo a los ISE
funcionar en parejas como una sola unidad de almacenamiento totalmente sincronizada que gestiona
de forma transparente los efectos de los problemas de entorno de un rack de almacenamiento o
centro de datos. Además, la función Replicación activa-activa del ISE permite a los arquitectos de
centros de datos crear centros redundantes de alta disponibilidad, que suelen denominarse centro de
datos activo-activo (AADC).
6 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Escalabildad de red sin estructura
En una implementación perfecta de almacenamiento definido por software (SDS), los ISE nos se
aprovisionan y se gestionan con controladores que limitan el rendimiento en todo el tejido, sino con
pilas de software en el servidor. En estos entornos, los ISE se escalan, de 1 a 2.048 unidades de
almacenamiento individuales, y tienen un rendimiento lineal en todo el intervalo de escalado.
El escalado se logra mediante gestores de volúmenes lógicos dentro del sistema operativo,
con hipervisores y sus robustos servicios de gestión de almacenamiento y mediante sistemas de
gestión de bases de datos que, finalmente, colocan las funciones de almacenamiento en el lugar que
les corresponde: la pila de la aplicación.
“Al final, tenemos la arquitectura preparada para un laboratorio de
vídeo infinitamente escalable y el Hyper ISE de X-IO proporciona la
potencia, el rendimiento y la flexibilidad que necesitamos para
conseguirlo.”
Craig Simpson, Microsoft Video Services
Gestionar y supervisar un grupo grande de ISE es muy sencillo gracias a ISE Manager, un programa
de software de gestión proporcionado por X-IO que utiliza CorteX, la API abierta de servicios web
REST (Representational State Transfer, Transferencia de Estado Representacional) del ISE. Para
cada ISE y para el grupo de todos los ISE, CorteX proporciona un conjunto de interfaces REST que
incluye todos los parámetros básicos necesarios para aprovisionar y gestionar cada ISE en
funcionamiento.
Estas dos funcionalidades (escalabilidad lineal por nodo e instrumentación, aprovisionamiento y
gestión de almacenamiento basado en REST) son la base de cualquier almacenamiento definido por
software (SDS) o arquitectura de centro de datos definido por software (SDDC) creíble. Los SDS y
SDDC requieren unidades escalables de rendimiento y capacidad granular, así como un método de
programación para la gestión del almacenamiento que es tan completo, íntegro y eficaz como las
aplicaciones de consola de gestión de almacenamiento asociadas a arquitecturas de
almacenamiento monolíticas orientadas a estructuras.
Figura 4 - Fuente: Vanson Bourne Market Survey, 2013 (N=250)
7 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
ISE: Descripción general del hardware
Los ISE, como ya hemos mencionado en la sección anterior, proporcionan una infraestructura de
almacenamiento escalable de alto rendimiento con un tiempo medio de vida operativa de 5-7 años y
un rendimiento entre 2 y 10 veces superior al de la competencia. Y todo al 30-70 % del coste total de
propiedad de las soluciones alternativas.
El ISE logra este tipo de escalabilidad y rendimiento centrándose en una eficaz interoperabilidad del
hardware y el software, que funcionan en sincronía. La base del rendimiento y de la fiabilidad del ISE
reside en su diseño de hardware propio y patentado.
Figura 5 - Dentro del ISE
El chasis de 3 unidades en rack (3U) está diseñado para prevenir anomalías de entorno de los
medios de almacenamiento y para eliminar factores de entorno adversos introducidos por los propios
medios de almacenamiento. Los sensores supervisan todos los aspectos del entorno del chasis y los
sistemas de refrigeración de diseño personalizado recogen (en lugar de introducir) aire desde el
conducto frío a través de la unidad. Esto genera un perfil único de funcionamiento: el ISE es
realmente silencioso (en comparación con los conjuntos de almacenamiento de integración
convencional) y la diferencia de temperatura entre la parte frontal y la parte posterior suele ser menor
de 8 grados centígrados: el sistema está mucho más refrigerado que los conjuntos de
almacenamiento convencionales.
8 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Controladores de fiabilidad gestionada
Los controladores de fiabilidad gestionada (MRC) se basan en procesadores multi-núcleo actuales de
bajo consumo Intel e incluyen núcleos RAID de hardware. Durante el funcionamiento del ISE,
se ejecutan en un tándem perfectamente sincronizado, como una verdadera pareja activa-activa.
Cualquier controlador puede leer o escribir en todos los datos del ISE. Este sistema sincronizado en
tándem implica que la pérdida de un MRC durante el funcionamiento no afectará de forma apreciable
al rendimiento ni a la capacidad del ISE. Permite a los MRC actualizarse activamente, durante el
funcionamiento, sin tener que desconectar el ISE. Cada MRC:

Proporciona la conectividad del tejido de almacenamiento para el ISE: hasta cuatro
conexiones de canal de fibra de 8 Gbps por MRC (para un máximo de 64 Gbps de
conectividad por ISE) y dos conexiones Ethernet de 10/40 Gbps por MRC para
iSCSI (para un máximo de 160 Gbps por ISE). El ISE de iSCSI estará disponible en los
primeros meses de 2014.

Gestiona los DataPacs del ISE y los medios que los componen. Al mismo tiempo, utiliza una
pila de software propia en el controlador (abordaremos esto en la siguiente sección) que
(a) une los DataPacs en un único grupo lógico, (b) reparte los datos en todos los medios de
los DataPacs para optimizar el rendimiento y proteger los datos al tiempo que (c) se conserva
un fragmento de cada DataPac en cada disco como funcionalidad de recuperación en línea.
Los MRC también gestionan la instalación de prueba y en línea de actualizaciones de
firmware de los medios.

Supervisa el funcionamiento de cada medio de almacenamiento dentro de cada DataPac, así
como la telemetría desde los conjuntos del sensor del chasis en el nivel subsecundario.
También recopilan telemetría operacional para crear informes, detectar problemas de entorno
(fallos leves y graves) y anomalías de funcionamiento que indiquen fallos en los medios que
puedan requerir la intervención del servicio de refabricación in situ del ISE.

Cuando es necesario, toma fragmentos de medios aislados sin conexión (sin interrumpir ni
perder el acceso a los datos) en el caso de servicios de refabricación y restauración in situ
(lo abordaremos detalladamente en la siguiente sección), sin interrumpir el funcionamiento y
conservando en todo momento la capacidad nominal y el rendimiento del ISE.

Aloja los servicios web REST CorteX del ISE, integrando cada ISE en el grupo de servicio
CorteX y permitiendo interrogar a todos los ISE mediante una única conexión a cualquier ISE
del grupo de servicio.

Transmite telemetría de funcionamiento resumida y detallada (casi en tiempo real) a
X-IO con fines de atención al cliente.
Figura 6 – El controlador de fiabilidad gestionada del ISE
9 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
DataPacs
Los propios medios de almacenamiento (ya sean todos unidades de disco dudo SAS empresariales
(HDD) o una combinación de unidades de disco duro y unidades de estado sólido empresariales
(SSD)) incluyen un firmware personalizado de X-IO que proporciona al ISE control de bajo nivel
sobre los componentes internos de cada dispositivo de medios. Estos medios se montan en
portadores personalizados cargados de sensores denominados DataPacs. Estos:

Eliminan los efectos de la vibración introducida por el funcionamiento electromecánico de los
medios

Compactan las unidades para mejorar la densidad

Organizan las unidades para lograr el mejor flujo de aire y refrigeración

Permiten acceso de bajo nivel a las líneas de datos y de alimentación de cada dispositivo de
medios para controlar internamente y de forma básica el dispositivo de medios.
Solo los DataPacs mejoran la fiabilidad de los medios de almacenamiento en 2-3 órdenes de
magnitud.
Figura 7 - DataPac del ISE (de izquierda a derecha: DataPac HDD,
DataPac híbrido y conjunto sellado de DataPac)
Los DataPacs actúan dentro del ISE como “superunidades” de cilindros que el ISE puede tratar como
una sola unidad de almacenamiento mientras deja que los DataPacs gestionen los componentes de
la unidad de almacenamiento (cada medio) como unidades granulares de almacenamiento dentro de
la superunidad. Los ISE utilizan el 100 % del rendimiento y la capacidad de cada medio de
almacenamiento del DataPac de forma única y compleja para contribuir al rendimiento y la capacidad
de la superunidad según lo requiera el rendimiento y la capacidad nominales del propio ISE.
Actualmente, los DataPacs del ISE están configurados en modelos HDD o en modelos híbridos
HDD/SSD. Proporcionan entre 6 y 48 TB de capacidad bruta para el ISE.
Los DataPacs y los medios que los componen se gestionan mediante controladores de fiabilidad
gestionada (MRC) activos-activos situados en la parte posterior central de cada ISE.
10 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Potencia y refrigeración
Las unidades redundantes de potencia y refrigeración son fruto de una idea propia basada en
diseños aeronáuticos de un soplador alojado en la parte posterior de cada ISE. Consumen solo
700 vatios de potencia a máxima carga y disipan una carga de calor igual de pequeña mientras
alimentan y refrigeran el chasis y todos sus componentes.
Figura 8 - Unidad de potencia y refrigeración del ISE
Supercondensadores
Proteger los datos que se toman en la memoria caché pero que aún no están escritos en los
DataPacs es una característica fundamental de todo conjunto de almacenamiento correctamente
diseñado. En los conjuntos de almacenamiento tradicionales, se utilizaban baterías de plomo y ácido
para suministrar suficiente energía para mover a un disco los datos almacenados en la caché. Con el
tiempo, estas baterías pierden su capacidad de conservar la carga y se deben sustituir, lo que a
menudo provoca interrupción de la actividad del conjunto.
En lugar de baterías, el ISE utiliza conjuntos de supercondensadores situados en la parte frontal de
la unidad. Estos conjuntos de supercondensadores almacenan suficiente energía para garantizar el
apagado correcto de la unidad en caso de interrupción de alimentación (todo sin pérdida de datos ni
daños en la memoria caché). Los supercondensadores no dañan el entorno y no se degradan con el
tiempo, como sucede con las baterías de plomo y ácido. Durarán toda la vida útil del ISE sin
necesidad de sustituirlos.
Figura 9 - Supercondensador de copia de seguridad de caché del ISE
11 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
ISE: Descripción general del software
El software del ISE está basado en un microkernel de Linux que se ejecuta en cada MRC. Mientras el
software del ISE lleva a cabo diversas funciones dentro del ISE, tal como hemos descrito
anteriormente, los servicios de software del ISE están formados básicamente por cinco servicios
principales en la pila:

Matrixed RAID Data Allocation

Continuous Adaptive Data Placement

In-Situ Remanufacturing and Restoration

CorteX Web Services

ISE Mirroring
Matrixed RAID Data Allocation
Los datos se asignan en todo el ISE con un modelo RAID matricial patentado que protege los datos
(y que es superior a los modelos RAID convencionales) al tiempo que optimiza el rendimiento de
cada medio del DataPac y lleva a los dispositivos a su rendimiento máximo teórico (generalmente
entre 2 y 4 veces mayor que el rendimiento por unidad de E/S del host de los conjuntos de
almacenamiento de la competencia).
La implementación RAID matricial del ISE genera un conjunto de gran rendimiento y fiabilidad:
dos características que, en la industria del almacenamiento, suelen asumirse como mutuamente
excluyentes. La implementación RAID matricial del ISE también produce un conjunto que funciona
perfectamente tanto al principio como cuando está lleno (esta característica es exclusiva del ISE).
El modelo RAID matricial permite al ISE reservar capacidad de medios en cada DataPac, en cada
disco y en cada superficie de HDD y frenar así la pérdida inevitable de capacidad de medios dañados
o defectuosos. Esta reserva de capacidad se logra sin coste alguno gracias a X-IO (muy por encima
de la capacidad adquirida) y se utiliza en los procesos de In-Situ Remanufacturing and Restoration
descritos a continuación si los medios dañados o defectuosos requieren atención.
Continuous Adaptive Data Placement (CADP)
Si un ISE contiene DataPacs híbridos que agrupan a medios HDD y SSD, inicialmente los datos se
almacenan en los HDD SAS críticos empresariales de los DataPacs. El software CADP del ISE utiliza
un algoritmo patentado de análisis de costes para garantizar que los bloques de datos más actuales
se organizan de forma constante y dinámica en los SSD de los DataPacs, donde dichos bloques de
datos permanecen mientras son “actuales”. Cada cinco segundos, el motor de CADP determina qué
nuevos bloques necesitan promocionarse al SSD, y cuando el espacio del SSD se llena, qué bloques
del SSD se han refrigerado y pueden volver al almacenamiento HDD. CADP no solo permite la
aceleración del movimiento de los datos en el SSD, sino que también proporciona un patrón de
acceso uniforme en el HDD que, a su vez, acelera las operaciones de búsqueda, ya que se pasa
menos tiempo en puntos activos.
CADP no requiere ningún tipo de configuración ni intervención humana y responde de forma
instantánea a cualquier cambio en la carga de trabajo del servidor para el que se ejecuta, hecho que
convierte al ISE en el único conjunto de almacenamiento híbrido autoajustable del mercado. Cuando
se accede a los datos desde el HDD y no desde el SSD, se transfieren a la fiabilidad y velocidad de
SAS empresarial mejorada de X-IO (no a velocidad casi SAS o SATA estándar de ciclo bajo, como
sucede con muchos otros conjuntos de almacenamiento), y CADP anota el aumento térmico para su
posible promoción.
12 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Figura 10 - Continuous Adaptive Data Placement
In-Situ Remanufacturing and Restoration (ISR)
Mientras el ISE está en funcionamiento, los procesos de In-Situ Remanufacturing and Restoration
observan la telemetría detallada recopilada por los MRC en cada HDD de cada DataPac mediante el
firmware personalizado de unidades de X-IO. Si la telemetría del disco indica que está en serio
riesgo, los procesos de ISR inmediatamente migran los datos de dicho medio a la capacidad de
recuperación reservada en el DataPac y, seguidamente, llevan a cabo una serie de tareas de
diagnóstico para determinar si se puede restablecer el funcionamiento completo de la unidad.
En la inmensa mayoría de los casos, una unidad “fallida” puede volver a funcionar con simples
intervenciones, como ciclos de energía, restauraciones de unidad o reinstalaciones del firmware.
Pero los servicios ISR del ISE son totalmente capaces de emplear más funciones sofisticadas de
refabricación in situ si es necesario, incluida la recalibración interna de las unidades, la desconexión
de cabezales y placas de las unidades, y la restauración del servicio de las unidades con capacidad
reducida. En este último caso, no existe pérdida apreciable del rendimiento y la capacidad perdida en
esta operación de refabricación de bajo nivel se suministra mediante la capacidad de reserva de
otros medios del DataPac.
Desde el punto de vista del rendimiento y la capacidad, ISR no afecta a las operaciones del ISE.
Algunos de los mejores estudios comparativos publicados llevados a cabo con ISE en entornos
controlados se produjeron en situaciones que necesitaban ISR. Mientras el estudio comparativo
estuvo en curso, el efecto de ISR fue indetectable para el equipo y no se encontró ninguna evidencia
visible de la refabricación en los resultados.
13 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Figura 11 - Efecto del proceso de ISR sobre el rendimiento
Cortex Web Services
Las arquitecturas de almacenamiento escalables sin estructura necesitan que cada unidad de
almacenamiento (cada “ladrillo” de la arquitectura de almacenamiento) sea totalmente gestionable y
se pueda aprovisionar remotamente mediante una aplicación arbitraria, incluida la aplicación que usa
el almacenamiento.
Para habilitar la inspección remota, la interrogación, el aprovisionamiento, el re-aprovisionamiento y
la gestión continua de grupos grandes y pequeños de ISE en entornos de software arbitrarios,
el ISE viene equipado con API RESTful de CorteX de X-IO. Cada operación atómica que pueda
realizarse en un ISE está disponible mediante las API de CorteX en un programa externo escrito en
cualquier lenguaje arbitrario. Todo el software de gestión de los ISE, incluido el producto ISE
Manager (disponible a través de X-IO) utiliza las API de CorteX.
Los Servicios de orquestación de CorteX incluyen enumeración y detección integrada, de modo que
una solicitud RESTful realizada en cualquier ISE de un grupo obtiene la información de todos los
ISE de dicho grupo, lo cual facilita que cualquier aplicación pueda detectar y gestionar cualquier
ISE o combinación de ISE dentro del grupo de ISE.
Los clientes de X-IO con grandes campos de ISE afirman poder aprovisionar, re-aprovisionar y
gestionar sus ISE con solo unas cuantas líneas de código de alto nivel escritas en lenguajes tan
dispares como Visual Basic o Ruby.
14 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Figura 12 - Páginas XML de CorteX
15 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
ISE Mirroring y Replicación activa-activa
ISE Mirroring proporciona disponibilidad y portabilidad mejoradas gracias a la replicación síncrona de
parejas de ISE.
ISE Mirroring incluye opciones para:

Una de las únicas soluciones de carácter activo-activo de la industria que utilizan la función
Replicación activa-activa

Medidas tradicionales de recuperación ante desastres, con replicación activa-pasiva y Basic
Mirroring

Migración de volúmenes para permitir el movimiento entre distintos niveles de rendimiento de
ISE y transformación de RAID

Copia de volúmenes para crear clones de datos de producción con el fin de facilitar las
pruebas y el desarrollo
Figura 13 - Tipos de replicación
La función Replicación activa-activa permite combinar parejas de ISE de carácter activo-activo
ubicadas en distintos puntos geográficos (hasta a 40 kilómetros de distancia) que, a todos los
efectos, aparecen como un solo ISE para las cargas de trabajo del servidor. Todas las operaciones
de escritura asignadas a cualquier mitad de la pareja activa se garantizan en ambas mitades antes
de iniciar las operaciones. La pérdida de una mitad de la pareja (por ejemplo, por una interrupción de
la alimentación o por una conexión de tejido rota) permanece inadvertida para los servidores que
utilizan la pareja activa-activa del ISE.
16 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Figura 14 - Replicación activa-activa en una configuración de clúster extendido
ISE Mirroring amplía aún más la disponibilidad gracias al uso de operaciones avanzadas, por
ejemplo:

Corrección de errores: el software de replicación del ISE reconocerá situaciones en las que
los problemas de medios (por ejemplo, sectores dañados irrecuperables) afectan a una
operación y recuperará los datos necesarios de la copia correcta de los datos en la pareja.

Sincronización dispersa: durante la inicialización de una pareja de replicación, solo se
transfieren con la sincronización los datos escritos en el volumen asignado. Esto permite que
la sincronización se lleve a cabo mucho más rápido en volúmenes grandes donde solo se ha
utilizado una pequeña parte del espacio total.

Resincronización automática: si el ISE de destino no está disponible temporalmente, cuando
vuelva a activarse en la pareja, sincronizará solo los bloques que hayan cambiado durante su
inactividad.
17 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
ISE: Aceleración de aplicaciones e infraestructuras
Las funciones de hardware y software del ISE descritas anteriormente producen un conjunto de
almacenamiento diseñado íntegramente para suministrar el rendimiento y la capacidad nominales
con altos niveles de fiabilidad y disponibilidad, todo con menor coste inicial y TCO. Suele ofrecer un
rendimiento entre 2 y 10 veces superior al de los conjuntos tradicionales y, por el mismo precio o un
precio menor, garantiza una reducción del 30-70 % en los costes operativos de cinco años en
comparación con la competencia.
Este perfil de funcionamiento está diseñado para generar un efecto principal: la aceleración
coherente y fiable de entornos con infraestructuras virtualizadas, aplicaciones muy dependientes de
bases de datos y con proveedores de servicios en la nube.
Entornos de escritorio virtual
Mover un gran número de usuarios a un entorno de escritorio virtual exige una fiabilidad y un
rendimiento continuamente disponibles y bien consolidados. Como ejemplo, un entorno VDI con mil
usuarios medios puede generar entre 8.000 y 20.000 IOP.
Obviamente, las arquitecturas tradicionales de almacenamiento basadas en controlador se reducen
en entornos VDI por culpa del rendimiento del controlador, no por el conjunto, y no suelen
considerarse óptimas ni siquiera en implementaciones de escritorios virtuales de escala media.
Muchos conjuntos híbridos y basados en SSD no soportan de forma eficaz instancias de escritorio
activas y simultáneas (debido a la naturaleza no dinámica de su uso del SSD), especialmente cuando
la carga de trabajo principal del escritorio tiende a cargas más pesadas asociadas a las estaciones
de trabajo de científicos e ingenieros, y no tanto al trabajo de oficina más ligero.
“Después de escribir sus contraseñas, los alumnos debían esperar 40
minutos para ver aparecer el icono Mi PC en el escritorio. A menudo, el
inicio de sesión finalizaba al terminar la clase... Cuando llegábamos a
los 100 usuarios simultáneos [de escritorio virtual], el sistema se
bloqueaba y ya nadie podía iniciar sesión. Ahora, con Hyper ISE, los
270 sistemas repartidos por los campus se reinician en menos de 4
minutos y el proceso de inicio de sesión no dura ni 1 minuto. Instalamos
los volúmenes VDI, incorporamos todas nuestras máquinas virtuales y
no hemos tenido que volver a tocar los ISE desde entonces”.
Bryan Brown, Director de tecnología de Calallen ISD
Figura 15 - Una arquitectura VDI
18 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
En decenas de instancias, X-IO ha potenciado implementaciones de VDI nuevas y existentes para
dar soporte a más de 1.000 escritorios virtuales por ISE (y con reinicios en tan solo unos segundos).
Virtualización de servidor
La eficacia y las ventajas de ahorro de la virtualización de servidor dependen de una infraestructura
de almacenamiento subyacente que debe ser capaz de:

Responder eficazmente, con rendimiento predecible, a distintas cargas de trabajo
compitiendo por los recursos de almacenamiento subyacente y proporcionar una cantidad
garantizada (y tal vez con SLA) de IOPS por cada 100 GB de almacenamiento asignado a
una máquina virtual determinada.

Evitar que máquinas virtuales hambrientas de recursos o mal configuradas puedan afectar a
los perfiles de rendimiento y disponibilidad de las máquinas virtuales “vecinas”.

Integrarse de forma eficaz con las funciones y comandos de gestión de almacenamiento del
hipervisor sin necesidad de configuración o gestión por separado.
“Estábamos exprimiendo los servidores [virtualizados] al máximo, pero
casi no notábamos disminución del rendimiento en el Hyper ISE.
Parecía que cuanta más carga de trabajo tenía, más veloz se volvía.
X-IO se ha convertido en una de mis soluciones de nivel superior”.
David Hayes, Director sénior - Centro de Soluciones de Socios de Microsoft
Dado que, en esencia, el ISE es un motor de almacenamiento virtualizado, está diseñado para
entornos de virtualización de servidor muy variables y a gran escala. La combinación adecuada de
HDD y SSD se puede asignar al hipervisor y CADP garantiza que las máquinas virtuales muy
exigentes obtengan sus datos a través de los medios disponibles más rápidos independientemente
de los perfiles de carga de trabajo de las otras máquinas virtuales. Las funciones de alta
disponibilidad y fiabilidad del ISE garantizan que el hipervisor siempre está asentado en una capa
sólida de almacenamiento disponible.
Los entornos de servidor virtualizado de alta fiabilidad y rendimiento dependen de la capacidad del
personal de operaciones y gestión para visualizar y gestionar todos los recursos virtuales, incluido el
almacenamiento que da soporte al visor, desde el punto de vista de dicho hipervisor y de las
máquinas virtuales a las que da soporte.
Virtual View, parte de la plataforma de gestión de X-IO para el ISE, amplía los servicios de gestión y
aprovisionamiento a entornos de hipervisor de VMware vSphere, Citrix XenServery y Microsoft
Hyper-V, permite al personal de operaciones y gestión explorar, asignar y gestionar todas las
máquinas virtuales, hipervisores y su almacenamiento relacionado en una vista unificada; y todo
desde una única consola.
19 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Figura 16 - Virtual View para ISE
20 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Aplicaciones de sistema de gestión de bases de datos relacionales
(RDBMS)
Todas las aplicaciones de procesamiento de transacciones en línea (OLTP) y los entornos de
almacén/inteligencia empresarial (DW/BI) se ven reducidos en última instancia por su capa de
almacenamiento subyacente. En entornos DBMS, el rendimiento de las bases de datos y de las
aplicaciones basadas en bases de datos dependen al final del rendimiento de la infraestructura de
almacenamiento. A pesar de los esfuerzos de competentes administradores de bases de datos por
mejorar estos entornos y lograr un rendimiento aceptable, no importa lo grande que sea la memoria o
la asignación de CPU en el servidor: si no todos, la mayoría de entornos de producción OLTP y
DW/BI están por debajo de su rendimiento debido al almacenamiento subyacente, que simplemente
no ha sido diseñado para las exigencias de sistemas de gestión de bases de datos relacionales
(RDBMS).
“El sistema X-IO ha demostrado que podíamos obtener un alto nivel
de rendimiento con tiempos de respuesta muy rápidos. Y esto es un
aspecto crítico para nuestros clientes... La prueba [gran
implementación de MDM en más de 10 millones de productos] puso
de manifiesto cómo la solución de Cisco/X-IO se puede escalar sin
que ello afecte negativamente al rendimiento”.
Anil Kini, Cofundador y director de tecnología de Riversand, comenta su prueba de
escalabilidad de SQL Server
Un almacenamiento con mal rendimiento hace que la mayoría de las empresas que tienen problemas
de rendimiento de DBMS asignen mucha más capacidad en entornos OLTP y DW/BI para agregar
IOPS suficientes y satisfacer las necesidades de RDBMS: una técnica conocida como short-stroking
en el campo de las unidades de disco. Para proporcionar el IOPS que necesita DBMS, no se utiliza
más del 30-40 % de la unidad, y todos los datos se reparten entre el máximo número posible de
unidades. Aunque esto permite que las cabeceras recorran distancias más cortas, reduce el tiempo
necesario para recuperar datos y aumenta el rendimiento de la unidad, el efecto de esta práctica es
demasiado caro: 3, 4 o 5 racks completos de almacenamiento asignados a una aplicación OLTP o
DW/BI que en realidad necesita mucho menos espacio: a menudo menos de 1 rack completo.
Además del coste significativo de adquisición, esta técnica produce costes desorbitados de
alimentación de segundo orden, de refrigeración, de espacio y de personal asociados a estos
inmensos monolitos de almacenamiento.
El funcionamiento de ISE es brillante en estos entornos. Tanto en entornos OLTP como DW/BI, uno o
varios ISE (no más de la mitad de un rack estándar) tienen mejor rendimiento que 3-8 racks de
nuestros competidores. Y todo a una fracción del coste de otras soluciones alternativas.
Además, el denso rendimiento de los ISE retrasa o directamente impide la migración de aplicaciones
OLTP y DW/BI de gran tamaño (desde entornos SMP (multiprocesamiento simétrico de fácil gestión)
hasta caros entornos MPP (procesamiento masivo en paralelo) propios como Teradata o Exadata.
El rendimiento de entornos SMP basados en ISE es mucho mayor que en estos entornos MPP.
En el caso de aplicaciones XLDB (bases de datos extremadamente grandes), a una fracción del
coste.
Los estudios comparativos arrojan una y otra vez el tipo de radicales mejoras de costes y rendimiento
que se describen en la siguiente tabla. En ella se comparan dos estudios comparativos públicos de
una aplicación de facturación de telecomunicaciones de primera categoría, con un año de diferencia.
21 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
TCB de Redknee en Oracle y Exadata:
TCB de Redknee en SQL Server y el sistema ISE:
Abril de 2011
Febrero de 2012
100 millones de suscriptores
250 millones de suscriptores
2.000 millones de CDR < 12 horas
4.900 millones de CDR < 12 horas
50.000 operaciones por segundo
Más de 60.000 operaciones por segundo
10 TB de “capacidad presentada”
19,5 TB de “capacidad presentada”
5,3 TB de “caché flash inteligente de
Exadata”
12 TB de SSD
Más de 4.000.000 $
750.000 $
Las significativas mejoras de precio y rendimiento no tienen en cuenta los efectos operativos de
segundo orden de las funciones de aceleración de ISE (que en realidad es considerable).
En entornos X-IO, los administradores de bases de datos pasan mucho menos tiempo intentando
(casi siempre, sin éxito) lograr niveles aceptables de rendimiento en las DBMS; los equipos de
almacenamiento dedican menos tiempo a tener que gestionar descomunales monolitos de
almacenamiento dedicados a una sola aplicación; los equipos de negocio obtienen exactamente el
tiempo y la capacidad de carga que esperan obtener. Todo esto permite llevar el negocio a la
velocidad necesaria, no a la velocidad limitada por un mal almacenamiento.
Entornos Big Data
A pesar de las afirmaciones no demostradas de los defensores de Big Data (macrodatos),
prácticamente todos los que utilizan implementaciones de Hadoop y NoSQL tienen claro que a gran
escala (a) el almacenamiento escalable de mercancías no produce un rendimiento especialmente
sólido y (b) el coste del funcionamiento de entornos de Big Data supera los supuestos beneficios
técnicos de la mentalidad basada en generar varias copias y distribuir el procesamiento de los
partidarios de Big Data. Dicho de modo sencillo, pocas organizaciones comerciales (si es que hay
alguna) pueden permitirse utilizar entornos Big Data a gran escala.
El perfil de rendimiento del ISE y su alta disponibilidad permiten que se adapte a entornos Big Data a
gran escala donde lo importante es la rentabilidad. La potencia de procesamiento se puede escalar
en incrementos pequeños (de 1 a 4 núcleos) o grandes (más de 16 núcleos) y un grupo
relativamente pequeño de ISE puede proporcionar volúmenes virtuales a los nodos de
procesamiento a través de un tejido compartido para ofrecer (a) volúmenes con perfiles de IOPS
superiores a las unidades de disco duro de clúster al tiempo que (b) requieren poca o ninguna
disciplina de disponibilidad de copia para protección o copia para cálculo. Los mecanismos
integrados de protección de datos y fiabilidad del ISE son suficientes para garantizar la disponibilidad
de los datos. Los entornos Big Data realmente grandes (más de 100 nodos) se escalan a menor
precio con sistemas ISE que con cualquier otro almacenamiento disponible, incluidos los dispositivos
de almacenamiento de conexión directa. Los ISE permiten implementaciones de Big Data basadas
en números más pequeños de nodos capaces de realizar cálculos (algo que, por ejemplo, beneficia a
los procesos intensivos de cálculo estadístico). Los sistemas ISE también benefician a los entornos
Big Data centrados en la extracción, la transformación y la carga (ETL) aislada y la persistencia de
datos a largo plazo, más que en el procesamiento convencional por lotes de MapReduce.
22 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Infraestructura de Proveedor de servicios en la nube (CSP)
Todos los efectos de aceleración que proporciona el ISE en aplicaciones de escritorio virtual,
virtualización de servidor y de bases de datos se pueden aplicar a proveedores de servicios en la
nube, ya se esté ejecutando el CSP en el nivel IaaS, PaaS o SaaS, o se estén basando sus servicios
en CloudStack, OpenStack o en una arquitectura propia.
No obstante, hay tres factores —coste de adaptación, coste de operaciones y tiempo medio de
monetización— que son, como poco, igual de importantes para los CSP que el potencial de
rendimiento y aceleración de sus arquitecturas de almacenamiento.
Coste de adaptación
Muchos CSP son conscientes de que los conjuntos de almacenamiento basados en estructuras
no se escalan del modo en que los servicios en la nube necesitan que lo hagan. De hecho,
muchos conjuntos de almacenamiento basados en estructura no se escalan en absoluto, más allá
de un punto concreto de rendimiento/capacidad, y requieren (en el mejor de los casos) las
denominadas actualizaciones costosas para conseguir puntos de mayor rendimiento/capacidad. El
coste de la adaptación basada en estructuras es sencillamente demasiado elevado para que los
CSP que trabajan en entornos con estrechos márgenes puedan mantenerse en el mercado de
servicios en la nube.
Además, los CSP y los proveedores de SaaS que han evitado la trampa del almacenamiento basado
en estructuras y que han elegido usar enfoques basados en diseños POD para aprovisionar cálculos,
memoria, red y almacenamiento, descubren en muchos casos que este modelo razonable no
funciona cuando se intenta aumentar el almacenamiento en un POD. Cuando se utiliza un modelo
basado en POD, el aumento del almacenamiento a menudo implica “sustitución del almacenamiento”
con una nueva unidad de almacenamiento basada en estructuras que no es compatible con el diseño
POD ni con los parámetros de funcionamiento.
La escalabilidad lineal (nodo a nodo) del ISE soluciona este problema permitiendo a los diseñadores
de POD aumentar la capacidad de almacenamiento en el POD en incrementos de 3U, con al menos
un 300 % más de rendimiento y un 30 % más de capacidad útil por nodo.
El ISE está diseñado íntegramente para escalar en incrementos de 3U de capacidad y rendimiento
variable, de un único nodo 3U a 2.048 nodos: una configuración final que, en función de la cartera de
productos del ISE actual, puede crear una arquitectura capaz de proporcionar 81 petabytes de
capacidad y 122 millones de IOPS. Esta adaptación se puede lograr con varias generaciones de ISE
(como ya han demostrado cientos de clientes de X-IO) adquirida en incrementos grandes o
pequeños, durante años, sin una sola interrupción, modificación ni actualización costosa. El ISE
también proporciona una API RESTful de programación de aplicación de servicios web que los CSP
necesitan para automatizar las funciones de aprovisionamiento, operatividad y gestión.
“Desde la instalación de los dispositivos X-IO, holSystems no ha
vuelto a experimentar ningún cuello de botella de E/S importante.
Si tuviéramos que enfrentarnos a otra tormenta de E/S, tendríamos la
plena confianza de que los sistemas X-IO podrían capear el temporal
sin despeinarse”.
Ted Carter, holSystems, proveedor de laboratorios públicos en la nube para Microsoft
TechEd
23 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Coste de operaciones
La mayoría de CSP son plenamente conscientes de que el almacenamiento es lo más caro de su
infraestructura de tecnología, y que en casi todo ese gasto en almacenamiento proviene de costes de
segundo orden: espacio, potencia, refrigeración y personal necesario para la gestión del
almacenamiento.
Tal como se describe más abajo en la sección ISE: El ahorro, la arquitectura del ISE es una
arquitectura portadora diseñada con una densidad óptima, que hace un uso mínimo de energía,
logra una disipación eficaz del calor y ejecuta eventos de servicio que en casi ningún caso
requieren intervención o interrupción del servicio. Los clientes de ISE a gran escala nos comunican
constantemente que experimentan una disminución significativa del coste de operaciones de
segundo orden en comparación con otras alternativas de almacenamiento a gran escala. Por norma
general, los CSP esperan ver un 30-70 % de reducción en sus costes de funcionamiento
relacionados con el almacenamiento cuando pasan del almacenamiento convencional a los
sistemas ISE.
Tiempo medio de monetización
Cualquier proveedor de almacenamiento ofrecerá a sus clientes una garantía de cinco años
(normalmente los dos últimos años a precio superior que el coste total de adquisición del
almacenamiento). La estrategia de precios está diseñada para forzar actualizaciones, sean
necesarias o no para el entorno del CSP, y siempre genera una interrupción considerable en el
funcionamiento, así como un efecto negativo económico, ya que cualquier compra de
almacenamiento se amortiza de forma eficiente en un periodo de tres años, no en cinco, seis o siete
años.
En contraste, cada ISE vendido por X-IO incluye una garantía de cinco años sin coste alguno y cada
ISE está diseñado para un ciclo de trabajo de siete años, con rendimiento y capacidad nominales
garantizados durante el periodo íntegro de la garantía. Este ciclo de larga duración permite a los CSP
optimizar el gasto de su arquitectura de almacenamiento y migrar sistemas ISE que desempeñen la
función de dispositivos de almacenamiento de nivel 1 a dispositivos de nivel 2 y 3 a medida que se
renuevan con sistemas ISE en el nivel 1. El efecto de ahorro general salta a la vista: menor coste
para el mismo rendimiento o superior amortizado al doble o triple del tiempo medio de monetización
que las alternativas convencionales de almacenamiento.
La garantía gratuita de cinco años de cada ISE se puede ampliar a seis años con un pequeño coste
por ISE y permitir así que las empresas puedan omitir eficazmente un ciclo completo de
compra/actualización.
Combinado con un menor TCO, una mayor escalabilidad y aceleración de las aplicaciones e
infraestructura en la que se enfoca el CSP, el ISE ofrece la mejor propuesta técnica y económica
para CSP de tamaño medio y gran escala.
24 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
ISE: El ahorro
El almacenamiento es caro. Y la mayoría de los gastos asociados con el almacenamiento a gran
escala no residen en el coste de adquisición (que tiende a la baja en un mercado de almacenamiento
tan competitivo como el actual). La mayor parte del gasto de almacenamiento se debe a costes de
segundo orden: el coste del espacio, la potencia y la refrigeración, y el personal asociado a la
implementación y el funcionamiento de conjuntos de almacenamiento a gran escala.
Densidad
La densidad de almacenamiento (IOPS y TB por unidad (U) de espacio en rack útil) es una medida
importante de costes de operación, ya que predice directamente los requisitos de superficie de suelo
de una configuración de almacenamiento concreta, e indirectamente predice la potencia, la
refrigeración y el personal necesarios para conservar niveles aceptables de funcionamiento.
Tal como hemos mencionado anteriormente, el enfoque tradicional de la industria del
almacenamiento para producir configuraciones de alto rendimiento (asignando más capacidad de la
necesaria para lograr suficiente rendimiento) tiene implicaciones importantes de segundo orden en la
densidad, ya que suele producir configuraciones que consumen 3-5 (o más) racks completos de
almacenamiento para poder admitir las necesidades de IOPS de una sola aplicación OLTP
empresarial o un entorno de virtualización de servidor de gran tamaño.
Por el contrario, la implementación “rápida aunque esté lleno” del ISE permite dar servicio a estos
entornos con mejor rendimiento. Se utilizan entre 1 y 3 ISE que consumen en total entre 3 y 9 unidades
de rack (menos del 25 % de un único rack de almacenamiento). Este beneficio de densidad genera
constantemente situaciones en las que se deben sustituir cientos de metros cúbicos de almacenamiento
empresarial tradicional en mucho menos volumen de almacenamiento ISE. Todo esto propicia una
aceleración significativa de las aplicaciones y la infraestructura admitida por el almacenamiento.
En entornos de centros de datos modernos donde todo el coste de poco menos de un metro
cuadrado de espacio de centro de datos puede (en áreas metropolitanas) superar los 100 $. Esta
drástica mejora de densidad se traduce en cientos de euros de reducción de costes en cada uno de
los 5-7 años de funcionamiento de los ISE en dichos centros de datos.
Eficiencia energética
Las arquitecturas de almacenamiento tradicionales y la mayoría de arquitecturas de almacenamiento
híbrido acoplan controladores (básicamente, potentes servidores) con estantes de unidades de disco
para generar lo que anuncian como configuraciones de alto rendimiento y alta capacidad. Estas
configuraciones se basan en fuentes de alimentación integradas que demandan kilovatios de
energía y (a menudo) emiten decenas de miles de BTU de calor por hora. Este calor debe ser
disipado por los sistemas de refrigeración del centro de datos, lo que hace de estas configuraciones
entornos altamente ineficaces desde un punto de vista energético: suelen consumir entre 6.000 y
8.000 vatios de potencia en configuraciones no demasiado grandes (< 200 TB).
El problema es tan acusado en el sector del almacenamiento que varios estudios comparativos de la
industria ahora incluyen IOPS/vatio y GB/vatio como magnitudes en sus informes para que los
posibles compradores comprendan los costes de energía asociados al rendimiento y a la capacidad
que están buscando.
Cuando sustituimos un coste constante de energía de 0,09 $ - 0,12 $/kWh, que es lo habitual para
los fabricantes y el valor que asumen la mayoría de estudios comparativos, por 0,25 $ - 0,50 $/kWh,
que es lo que muchos consumidores de almacenamiento se ven obligados a pagar (en entornos
regidos por el carbón, donde los costes son realmente elevados), los costes de segundo orden de
almacenamiento con ineficacia energética saltan a la vista: de todos los costes de segundo orden
25 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
asociados al almacenamiento a gran escala, el consumo de energía es el único elemento que
destaca por ser tan grande.
Figura 17 - Ejemplo de costes anuales de energía
El ISE proporciona hasta 40 TB de almacenamiento (o 60.000 IOPS de base de datos en 3U de
espacio de rack) y consume, como mucho, solo 700 vatios de potencia. La configuración resultante
consume menos de 2.000 vatios de potencia por cada 100 TB de capacidad.
Las funciones de gestión de potencia del ISE combinadas con una tecnología de refrigeración
exclusiva patentada garantizan que cada ISE disipe mucho menos BTU/hora que cualquier otro
sistema de la competencia. Al mismo tiempo, ofrece importantes ventajas para entornos de segundo
orden, incluidos niveles de ruido ambiente mucho menores que en otros conjuntos de
almacenamiento empresarial.
Eventos de servicio
Los eventos de servicio son la tercera causa principal de costes de funcionamiento relacionados con
el almacenamiento. Los eventos de servicio están formados por dos elementos de costes
importantes: costes de sustitución de unidades y costes continuos de personal de operaciones y
gestión.
X-IO calcula que el típico conjunto de almacenamiento empresarial perderá aproximadamente el
5 % de sus medios cada año debido a fallos en el nivel de medios que (incorrectamente) se asumen
como irrecuperables. Esto significa que en una configuración típica de almacenamiento empresarial
con 20 bandejas de 16 unidades cada una, el equivalente a una bandeja completa normalmente
fallará y deberá ser reemplazado en el transcurso de un año. Cada uno de estos fallos de disco como
mínimo requerirá sustitución remota o in situ, con el tiempo de administración de almacenamiento
correspondiente. En entornos públicos y privados en la nube con acuerdos de nivel de servicio en
vigor, los eventos de servicio pueden tener consecuencias bastante más evidentes si los eventos de
servicio intentan deshabilitar los SLA en vigor.
Por el contrario, los sistemas ISE tienen muy pocos eventos de servicio (por no decir ninguno)
durante su tiempo medio de vida operativa de 5-7 años. Los fallos de unidades no requieren la
intervención del personal de gestión y operaciones; la mayoría de falos de unidades se pueden
detectar y reparar mediante el servicio de restauración y refabricación in situ del ISE. Todo totalmente
automatizado. Las unidades que no se pueden reparar para volver a funcionar se retiran
silenciosamente del grupo y se obtiene capacidad adicional de la reserva del ISE para compensar la
capacidad perdida.
26 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
En la práctica, esta funcionalidad produce una arquitectura ISE escalable (una vez definida, el
usuario se puede olvidar de ella) en la que los petabytes de almacenamiento se pueden gestionar por
grupos muy reducidos de profesionales de almacenamiento: a menudo, menos de 1 equivalente de
tiempo completo (FTE) por petabyte instalado.
“Nos estamos quedando sin espacio en uno de nuestros sistemas ISE,
pero no hemos advertido ni un solo problema de rendimiento incluso
ahora que le quedan menos de 100 GB libres [aprox. un 4 % libre].
Los usuarios han olvidado qué sucede en la sala de servidores:
ya no hay ningún problema de rendimiento”. “Ya van cinco años de
funcionamiento ininterrumpido y no he tenido que tocar nuestro ISE-1
hasta ahora: lo he cambiado por un ISE-2”.
Jerry Wessel, Shepherd Chemical
Los efectos del ahorro
La ingeniosa combinación de alta densidad, eficiencia energética y niveles extraordinariamente bajos
de eventos de servicio sin duda tienen mucho peso en el ahorro que ofrece nuestro sistema y que
puede consultar en los dos gráficos siguientes. Estos gráficos comparan el coste total de propiedad
de cinco años del ISE con el coste total de propiedad de cinco años de un entorno de
almacenamiento SAN convencional, donde el coste total de propiedad se define como: coste de
adquisición + gastos de garantía de cinco años + gastos de espacio + gastos de potencia + gastos de
refrigeración + gastos de personal durante cinco años.
Energía
Espacio físico
Sustituciones de
unidad
Personal de
operaciones y gestión
TCO de tres años
Coste de ISE
comparativo
Escenario A: 100 TB
Escenario B: 20 PB
Tradicional
37.296 $
4.860.000 $
ISE
4.896 $
910.440 $
Tradicional
11.880 $
2.249.640 $
ISE
3.240 $
50.040 $
Tradicional
150
5.004
ISE
1
36
Tradicional
900.000 $
2.250.000 $
ISE
450.000 $
900.000 $
Tradicional
949.176 $
9.359.640 $
ISE
458.136 $
1.860.480 $
48,27 %
19,88 %
27 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Como puede verse en el gráfico anterior, cuanto mayor es la inversión en almacenamiento,
mayores beneficios se obtienen al implantar ISE (en términos de ahorro de costes). Los datos
de clientes de ISE reales, resumidos en el siguiente gráfico, se basan en estos modelos.
Ahorro con ISE a 5 años en comparación con:
HP 3Par
1 PB
EMC VNX 5700
230 TB
Ahorro de energía con ISE
38,7 %
30,1 %
Ahorro de espacio en rack con ISE
38,8 %
42,9 %
Ahorro de fiabilidad con ISE
63,1 %
90,2 %
Ahorro general OPEX a cinco años
con ISE
53,1 %
75,9 %
En la mayoría de los casos en los que la compra de almacenamiento inicial supera los 100 TB, los
ISE no solo transferirán IOPS por terabyte cada vez más fiables, sino que lograrán una reducción del
30-70 % en cinco años del coste total de propiedad en comparación con cualquier fabricante de
almacenamiento empresarial de la competencia.
Productos ISE
Los productos ISE son el resultado de la invención, no de la integración. Se ofrecen en 3 modelos
diferentes creados para proporcionar una experiencia fiable en una amplia gama de aplicaciones de
rendimiento.
El Archive ISE es un conjunto de almacenamiento HDD de nivel 3 con 38,4 TB de capacidad
utilizable. El Archive ISE proporciona una alternativa más económica y de menor rendimiento a los
clientes que ya han implantado productos Hyper ISE o ISE 200 Series. Esta serie de productos se
proporciona con dos DataPacs y mantiene la alta fiabilidad de todos los modelos de ISE.
El ISE 200 Series es un conjunto de almacenamiento HDD de nivel 1 y 2 que proporciona entre
9,6 TB y 38,4 TB de capacidad utilizable. El ISE 200 Series incorpora hasta 40 HDD de alto
rendimiento y respuesta crítica. El sistema se instala con uno o dos DataPacs. Un solo DataPac del
ISE 200 Series permite a los clientes adquirir la capacidad que necesitan con la posibilidad de
expandirla fácilmente mediante la incorporación de otro DataPac para aumentar tanto la capacidad
como el rendimiento.
El Hyper ISE es un conjunto híbrido de nivel 0 y 1 que combina SSD y HDD, y que proporciona entre
7,2 TB y 28,8 TB de capacidad útil. El Hyper ISE incluye 30 HDD de alto rendimiento y respuesta
crítica, y 10 SSD de nivel empresarial para un único grupo de almacenamiento de rendimiento
acelerado.
ISE Station X es un rack de centro de datos preconfigurado que utiliza una combinación de 10
sistemas de almacenamiento ISE predefinidos para tener un rendimiento y una capacidad concretos.
ISE Station XL es una combinación preconfigurada de tres ISE Station X y un ISE Station X10h,
diseñado para proporcionar 1 PB de capacidad a más de 1.000.000 IOPS.
28 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
TB brutos
TB útiles
IOP nominal
IOP por
100 GB útiles
Archive ISE 110
48
38,4
2.500
6
ISE 208 – DataPac sencillo
6
4,8
7000
145
ISE 210 – DataPac doble
12
9,6
13.500
140
ISE 218 – DataPac sencillo
12
9,6
7000
73
ISE 220 – DataPac doble
24
19,2
13.500
70
ISE 228 – DataPac sencillo
18
14,4
7000
48
ISE 230 – DataPac doble
36
28,8
13.500
47
ISE 238 – DataPac sencillo
24
19,2
7000
36
ISE 240 – DataPac doble
48
38,4
13.500
35
Hyper ISE 710
9,0 + 2,0 SSD
7,2
60.000
833
Hyper ISE 720
18,0 + 2,0 SSD
14,4
60.000
417
Hyper ISE 730
27,0 + 2,0 SSD
21,6
60.000
278
Hyper ISE 740
36,0 + 2,0 SSD
28,8
60.000
208
ISE Station X
360
288,0
135.000
47
ISE Station X2h
342 + 4 SSD
273,0
224.000
82
ISE Station X5h
315 + 10 SSD
252,0
365.000
169
ISE Station X10h
270 + 20 SSD
216,0
600.000
278
1.350 + 20 SSD
1.080,0
1.005.000
93
Modelo del producto
ISE Station XL
29 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Conclusión
El elemento de almacenamiento inteligente (ISE) de X-IO está concebido íntegramente para
proporcionar justo lo que los operadores de centros de datos actuales necesitan para su solución de
almacenamiento:

menor precio por GB en el segmento de “rendimiento” de 40 a 800 IOPS por 100 GB, con

rendimiento nominal a capacidad nominal,

niveles increíblemente elevados de fiabilidad y disponibilidad,

altos niveles de integración con arquitecturas de software de servidor y entornos de
almacenamiento definidos con software, y

un uso realmente eficiente del espacio, la potencia y el personal de operaciones y gestión

a cualquier escala: desde un solo ISE hasta todo un campo de ISE de petabytes y 2.048
nodos de almacenamiento.
En X-IO estamos tan convencidos de la superioridad operacional y técnica del ISE, que ofrecemos a
nuestros clientes una garantía de cinco años y estamos abiertos a hacer un estudio comparativo del
ISE con cualquier carga de trabajo de DBMS o bajo cualquier virtualización, para cualquier empresa
con requisitos reales y significativos de aceleración de aplicaciones o infraestructuras.
30 Elemento de almacenamiento inteligente (ISE): Introducción
Datos de contacto de X-IO Technologies
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documento pueden ser marcas comerciales y/o marcas comerciales registradas de sus respectivas empresas.
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