NAS vs SAN: comparación de arquitecturas de almacenamiento

Los volúmenes de datos en las organizaciones están creciendo rápidamente. ¿Qué estrategias son necesarias para garantizar que tanto los usuarios como los sistemas puedan acceder de forma consistente a toda la información? Para el almacenamiento en red, dos arquitecturas (NAS y SAN) han demostrado su eficacia, cada una con sus fortalezas y sus debilidades específicas.

Los flujos de trabajo digitales están acelerando el incremento de datos en las organizaciones, dado que no solo personas y aplicaciones generan volúmenes crecientes de información, también bots basados en IA, sensores y máquinas. Almacenar estos datos resulta cada vez más complejo, no solo porque toda la información debe guardarse de manera fiable y a un coste efectivo, sino también porque debe permanecer accesible para usuarios y sistemas. Si se interrumpe el acceso debido, por ejemplo, a fallos de almacenamiento o congestión de las conexiones, los procesos críticos pueden paralizarse, a menudo con consecuencias de gran alcance en la reputación y los ingresos.

Dos arquitecturas se han consolidado para almacenar y proporcionar datos dentro de las organizaciones: NAS (Network Attached Storage) y SAN (Storage Area Network). Ambas tienen ventajas y desventajas y son adecuadas para necesidades diferentes. Simplificando, NAS suele ser la mejor opción para almacenar datos no estructurados y compartir archivos. Además, es relativamente económico y fácil de gestionar.

SAN, por su parte, no trabaja con archivos, sino con bloques de datos de tamaño fijo que son llamados directamente, lo que hace que sea especialmente adecuado para bases de datos. Ofrece un rendimiento superior y más predecible, en gran parte porque requiere una red dedicada, convirtiéndose así en la mejor opción para muchas aplicaciones críticas para el negocio. Sin embargo, SAN es más caro que NAS y considerablemente más complejo, lo que implica una administración más exigente y que se requiera conocimiento especializado más extenso.

Puesto que las organizaciones suelen tener más de un caso de uso, merece la pena analizar los detalles para tomar una decisión fundamentada.

Ventajas y desventajas de NAS

NAS es un sistema de almacenamiento que puede integrarse fácilmente en una red mediante un cable LAN y que resulta relativamente sencillo de configurar y administrar gracias a interfaces de gestión intuitivas. Como resultado, actúa como almacenamiento central para archivos y copias de seguridad en muchos hogares, oficinas compartidas, grupos de trabajo y pequeñas empresas, aunque también es adecuado para entornos corporativos. En estos casos, suelen emplearse sistemas en rack en lugar de dispositivos compactos de escritorio, con capacidad para una docena o más de discos.

En ambos escenarios, NAS ofrece gran capacidad a bajo coste y puede ampliarse fácilmente a medida que las necesidades de almacenamiento aumentan: dispositivos de escritorio con discos adicionales o unidades de expansión dedicadas (scale-up), y sistemas en rack también añadiendo appliances NAS completos (scale-out), lo que permite incrementar significativamente la capacidad total.

Para asegurar que los datos permanecen disponibles en caso de fallo de un disco y que los empleados y las aplicaciones puedan seguir accediendo a ellos, las organizaciones deberían configurar los discos en una matriz RAID. Los datos se duplican (RAID 1), es decir, se almacenan dos veces, o se distribuyen entre los discos junto con información de paridad que permite reconstruir los datos perdidos (por ejemplo, RAID 5 y RAID 6). También son posibles combinaciones mayores de estos niveles RAID (como RAID 10, 50 y 60).

Es importante destacar que RAID no sustituye a las copias de seguridad, ya que NAS puede fallar completamente, el malware puede inutilizar los datos o un empleado puede eliminar accidentalmente archivos importantes. RAID simplemente mejora la disponibilidad y el rendimiento. ¿Cuánto?, dependerá del nivel RAID utilizado.

Una configuración RAID 10 con cuatro discos duros puede ofrecer entre 500 y 700 MB/s, superando la capacidad de Gigabit Ethernet (GbE), que puede manejar alrededor de 100 MB/s. Por tanto, las organizaciones con redes antiguas no pueden aprovechar completamente las velocidades de transferencia de la mayoría de los sistemas NAS. Con entre cuatro y 10 discos, se requiere al menos 10 GbE; con 50 HDD o más, es imprescindible 100 GbE para evitar cuellos de botella en la red. Además, NAS comparte la misma red que clientes y servidores, lo que puede ralentizar usuarios y aplicaciones durante grandes transferencias de datos.

Ventajas y desventajas de SAN

En SAN no existen preocupaciones relacionadas con limitaciones de red o con que el tráfico de almacenamiento afecte al resto del tráfico LAN. En este caso, los sistemas de almacenamiento se conectan a los servidores mediante una red dedicada para garantizar un rendimiento elevado y constante. Tradicionalmente, la conectividad se realiza mediante Fibre Channel (FC), que requiere conocimiento especializado para su configuración y administración y conlleva una inversión adicional. Sin embargo, también se han popularizado SAN iSCSI que utilizan hardware Ethernet estándar como alternativa más económica y fácil de gestionar. Estas no pueden igualar a SAN FC en términos de rendimiento y latencia, por lo que se usan cuando un rendimiento máximo y tiempos mínimos de respuesta no son críticos.

Los sistemas de almacenamiento en SAN suelen consistir en arrays de discos y flash combinados en un pool de almacenamiento virtual que se gestiona de forma centralizada. Los servidores necesitan un Host Bus Adapter (HBA), similar a una tarjeta de red de acceso LAN, para conectarse mediante FC. Los pools de almacenamiento ofrecen una flexibilidad considerable para asignar capacidad a las aplicaciones y pueden ampliarse fácilmente añadiendo nuevos arrays.

Las configuraciones RAID, la replicación de datos, el multipathing y el balanceo de carga pueden mejorar significativamente la disponibilidad y el rendimiento de los datos. Sin embargo, esto no resulta adecuado para implementaciones pequeñas: si solo unas pocas aplicaciones o servidores acceden simultáneamente al almacenamiento, una SAN no puede demostrar plenamente sus ventajas en términos de rendimiento, fiabilidad y flexibilidad.

¿NAS o SAN?

En última instancia, la elección entre NAS y SAN depende de las necesidades específicas y del presupuesto disponible. NAS es más asequible y resulta ideal como almacenamiento para archivos de empleados compartidos, archivos multimedia, destinos de backup, repositorios de datos IoT no estructurados y aplicaciones con necesidades de rendimiento moderadas.

SAN es más caro, pero preferido para aplicaciones críticas y de alto rendimiento como bases de datos, virtualización, y sistemas ERP y CRM. Y, si internamente no se dispone de conocimientos o recursos suficientes para configurar y administrar SAN, también será necesario recurrir a un proveedor de servicios externo.

Por Rainer W. Kaese, director senior de Desarrollo de negocio de HDD de Toshiba Electronics Europe