Proxmox NAS y SAN

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En el siguiente artículo vamos a presentar los conceptos básicos de almacenamiento basado en NAS/SAN y como funciona en entornos virtualizados PROXMOX.

Breve reseña de NAS y SAN

Hace unos cuantos años (quizá unos 17 años o más) observar NAS y SAN por su alto costo era solo posible en "Datacenter de Sistemas de Información Transaccionales" como Bancos, Financieras, Centro Estadísticos, entre otros, donde su materia prima son los datos y la disponibilidad e integridad de la información es vital.  Era en estos escenarios donde NAS y SAN encontraban sus nichos debutando con las premisas "Alta Disponibilidad", "Recuperación ante desastres", "Alto Rendimiento", "Escalabilidad", entre otros.

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Soluciones de nivel empresarial como Nimble Storage, HPE Storage, EMC2 (Ahora Dell ECM), NetApp, entre otros, eran los productos de mayor venta y contaban con herramientas de Administración fáciles e intuitivos, con un pequeño detalle...  cada servicio a utilizar se tenía que pagar licencia por separado.

En la actualidad emergen soluciones de "Gama Económica" como es el caso de Western Digital, Seagate Storage, FreeNAS, QNAP, Netgear, Synology Storage, entre otros, que vienen provistos con "Sistemas Operativos Embebidos Linux o FreeBSD" para la administración de los Raid's, Bloques de espacio y Servicios.
​Lo relevante de estas soluciones es su presentación inicial como NAS que pueden crecer y conformar una SAN gracias a la versatilidad que le proveen sus sistemas operativos y los servicios que en su mayoría tiene base Open Source (ZFS, RDB,  iSCSI), en otras palabras:  Soluciones con "Sistemas Abiertos" que hace posible su dimensionamiento a nivel SAN sobre Ethernet y la nube.

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Principales características de NAS (Network-Attached Storage​) y SAN (Storage Area Network)

• Fácil Administración de "Bloques de espacio" que permiten dimensiones dinámicas (Crecen según la demanda)
• Soporte de múltiples protocolos para conmutación de "Bloques de espacio" como SCSI, iSCSI, NFS, entre otros.
• Backups por bloques que toman todo el ecosistema contenido en un "Bloque de espacio" a nivel de bits.
• Backups & Snapshots programáticos.
• Replicación de datos entre Storages, Wan's o en la nube.
• Multiples tipo de RAID's basado en Hardware o Software.
• Alta Disponibilidad y Rendimiento provisto por los diferentes tipos de Raids y File Systems.
• Escalabilidad entre Storages.
• Soporte para conmutación en infraestructura de tipo Fibre Channel, InfiniBand y Ethernet.
• Fácil y efectiva recuperación ante eventualidades.
• Y lo más importante:  Soporte 24/7 para reemplazo de piezas.

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Entremos en detalle describiendo NAS y SAN​

Gráfica 001 -  NAS  / Network-Attached Storage​
​Más información:  Fuente Wikipedia / Network Attached Storage (NAS).

• En la Gráfica 001, se puede observa una red compuesta por estaciones, servidores y una NAS (la cual pueden ser varias) conmutada por una o varias redes.​
• La principal característica de las NAS's es la presentación de los "bloques de espacio" a través de la "Capa de Aplicación" (Layer 7 / OSI Model) en una red de estaciones y servidores con "Sistemas operativos" heterogéneos.   En otros términos:  Las SAN se presentan en una o varias redes a través de un IP con servicios activos como NFS, FTP, CIFS, entre otros, donde los Servidores y Estaciones necesitan tener instalado "Aplicaciones Cliente" para conectarse a este tipo de protocolos.
• En la mayoría de SAN's los "Bloques de espacio" cuenta con su propio File System.
• La mayoría de soluciones NAS ofrecen Snapshot's, Cifrado, Deduplicación, Backups por bloque, entre otras características.
• Las nuevas generaciones de NAS ofrecen presentación de "Bloques de espacio" como LUN's a través de iSCSI y commutación entre Ethernet y Fibra Canal para escalabilidad.

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​Gráfica 002 -  SAN  /  Storage Area Network
Más información:   Fuente Wikipedia / Storage Area Network (SAN)

• En la Gráfica 002, se puede observa una red compuesta por estaciones y servidores.   De forma paralela, se contempla una SAN a la cual podemos conectar Servidores y Estaciones a través de una infraestructura subyacente denominada "Fabric".
• "Fabric", es el hardware de Infraestructura que hace posible la comunicación a los dispositivos de almacenamiento, a través de puentes físicos y enlaces de tipo Fiber Channel, InfiniBand o Ethernet.
• ​SCSI (Small Computer Systems Interface) / iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface) es un estandar de comunicación para conexiones físicas en un SAN.  Su diferencia radica en que iSCSI commuta los dispositivos a través de tecnología Ethernet utilizando el protocolo SCSI sobre él.
• LUN (Logical Unit Number) es un número usado para identificar "Bloque de espacio" como unidad lógica a los Servidores o Estaciones que lo van a utilizar.  En resumen, los "Bloques de Espacio" se presentan a los "Sistemas Operativos" con este LUN (número identificador) a través de Fabric (Fiber Channel, InfiniBand o Ethernet) y el protocolo SCSI o iSCSI.

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Entorno Virtualizado PROXMOX en una NAS y SAN
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Gráfica 003 -  PROXMOX + NAS

• En la gráfica Gráfica 003, se observa una red compuesta por un servidor PROXMOX, Estaciones de Usuarios y una o varias NAS.  Todo se conmuta a través de la red.
• En la parte superior se observa una nube representando la capa virtualizada y sus "Máquinas Virtuales".
• Debajo de la nube se contempla la "Conmutación Virtual" entre el servidor PROXMOX y la NAS.
• Las "Máquinas virtuales" trabajan en el servidor y guardan sus "Discos Virtuales" en la NAS.
• PROXMOX hace uso de la NAS a través de NFS (Network File System).   En NAS recientes, ahora es posible presentar los "Bloques de espacio" a través de iSCSI.  ​ En el caso de iSCSI se recomienda utilizar conmutación aislada ya sea a través de vLan's o una conexión física directa hacia la NAS.​

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​Gráfica 004 -  PROXMOX + SAN

• En la gráfica Gráfica 004, se observa una red compuesta de un servidor PROXMOX y Estaciones de Usuarios.  De forma paralela, se contempla una SAN a la cual podemos conectar Servidores y Estaciones a través de una infraestructura subyacente denominada "Fabric".
• "Fabric", es el hardware de Infraestructura que hace posible la comunicación a los dispositivos de almacenamiento, a través de puentes físicos y enlaces de tipo Fiber Channel, InfiniBand o Ethernet.
• En la parte superior se observa una nube representando la capa virtualizada y sus "Máquinas Virtuales".
• Debajo de la nube se contempla la "Conmutación Virtual" entre el servidor PROXMOX y la SAN.
• PROXMOX hace uso de la SAN a través de "Fabric" con los protocolos SCSI o iSCSI, usando los "Bloques de espacio" identificados como LUN's.  Para PROXMOX el LUN es como un Disco Duro físico.
• Las "Máquinas virtuales" trabajan en el servidor y guardan sus "Discos Virtuales" en la SAN representado por LUN's.

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Beneficios de PROXMOX en una NAS y SAN

​Gráfica 005 -  PROXMOX Alta Disponibilidad

• En la Gráfica 005, se observa un "Cluster PROXMOX" el cual puede estar compuesto por 2 o más nodos PROXMOX.  Los "Discos Virtuales" se almacenan en la SAN.  Este esquema también aplica a NAS.
• Los "Discos Virtuales" al ser alojados en la NAS/SAN cuenta con todas ventajas que ofrece el Storage:
  Raid dedicado, Backups o Snapshots programáticos, Alto rendimiento, entre otros.
• La centralización de los "Discos Virtuales" permite al "Cluster PROXMOX" mover las "Máquinas Virtuales" entre cada nodo (servidor físico) en caso de cualquier eventualidad.
• Proxmox Cluster Alta disponibilidad.  Esta característica le permite definir reglas de “Alta disponibilidad” en el cluster, por ejemplo:  Si uno de los “Servidores Físicos (NODO)” esta sobrecargado, este transfiere automáticamente a otro “Servidor Físico (NODO)” con menos carga la “Máquina Virtual”.  Este ejemplo es una regla de "balanceo de carga entre nodos".​​
• Reemplazo y puesta en marcha de Nodos (Servidores físicos PROXMOX) en un mínimo de 15 minutos.

En fin, existe tantos beneficios al utilizar NAS/SAN...
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Finalizado Conceptos básicos NAS / SAN.​

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• Activación de "Bloques de espacio" vía iSCSI.  En el siguiente artículo se explica como agregar unidades iSCSI de una NAS/SAN en PROXMOX.

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