SI Tema 2: Seguridad pasiva. Hardware y almacenamiento

Cuando deseamos garantizar que un servidor o una computadora estén seguros, el primer paso es seleccionar el lugar adecuado para su instalación. Este paso, en apariencia sencillo, es de suma importancia para el mantenimiento y la protección de nuestros sistemas.

La seguridad física se centra en salvaguardar el hardware de posibles desastres naturales, como terremotos, incendios, inundaciones, problemas eléctricos, robos y otras amenazas que pueden poner en peligro la integridad de nuestros sistemas de cómputo.

La seguridad pasiva, una parte vital de este enfoque, aborda la necesidad de aplicar medidas preventivas (sistemas de alarma, sistemas de detección de humo, barreras físicas, como puertas con cerradura,…), contramedidas (la implementación de copias de seguridad de datos) y procedimientos de control (instalación de cámaras de seguridad, personal de seguridad, el uso de tarjetas de identificación, sistemas de detección de humo) para proteger nuestros activos de información y la infraestructura en la que operan. Estas medidas no solo se aplican para mantener seguros los sistemas dentro y alrededor del Centro de Cálculo (CPD) sino también para garantizar la seguridad de los medios de acceso remoto tanto hacia el CPD como desde él.

Este tema profundizará en la importancia de la seguridad pasiva, específicamente en lo que respecta al hardware y al almacenamiento, y explorará cómo estas medidas son esenciales para mantener la disponibilidad, integridad y confidencialidad de nuestros sistemas y datos en un mundo en constante evolución.

1. Seguridad pasiva

La seguridad pasiva se enfoca en minimizar el impacto y los efectos de accidentes y ataques posteriores a un incidente o ataque en sistemas de información.

Los ataques o incidentes pueden ser de naturaleza física o ambiental, como cortes de suministro, robos, incendios o desastres naturales.

Las consecuencias de estos eventos pueden incluir la pérdida o el mal funcionamiento del hardware, la falta de disponibilidad de servicios y la pérdida de información.

A continuación, se presenta una tabla que relaciona las amenazas con medidas paliativas:

AmenazasMedidas paliativas
Suministro eléctrico: cortes, variaciones
del nivel medio de tensión (subidas y
bajadas), distorsión y ruido añadido
-Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI o UPS).
-Generadores eléctricos autónomos.
-Fuentes de alimentación redundantes
Robos o sabotajes: acceso físico no
autorizado al hardware, software y
copias de seguridad
-Control de acceso físico: armarios, llaves, blindaje, biometría.
-Vigilancia mediante personal o circuitos cerrados de televisión
(CCTV).
Condiciones atmosféricas y naturales
adversas:
temperaturas extremas,
humedad excesiva, incendios,
inundaciones, terremotos.
-Elegir la correcta ubicación de sistemas, teniendo en cuenta en la
construcción la probabilidad de catástrofes naturales y ambientales.
-Centro de respaldo en ubicación diferentes al centro de producción.
-Proporcionar mecanismos de control y regulación de temperatura,
humedad, etc.

2. Centro de Procesamiento de Datos (CPD)

Un Centro de Cálculo, también denominado Centro de Procesamiento de Datos (CPD) o Centro de Datos, es un lugar especializado o una instalación diseñada para albergar y administrar una gran cantidad de equipos de cómputo, servidores y sistemas de almacenamiento de datos. Su función principal es proporcionar un entorno controlado y seguro para el procesamiento, almacenamiento y gestión de información digital.

En un Centro de Cálculo, se encuentran diversos componentes informáticos, como servidores, unidades de almacenamiento, enrutadores, conmutadores, y otros dispositivos necesarios para garantizar el funcionamiento de aplicaciones y servicios digitales. Además, se implementan sistemas de seguridad, refrigeración y alimentación eléctrica ininterrumpida para mantener estos equipos en óptimas condiciones de operación.

Aprendizaje activo: Realiza un trabajo de investigación explicando qué es un CPD, tipos de servidores ( rack y blade), cuál es mejor (justifica la respuesta, añade imágenes). ¿Qué significan las siglas ToR (Top of Rack)?

Exposición de una compañera de clase:

3. Ubicación y protección física

Cuando queremos que un servidor o una computadora esté segura, el primer paso es elegir el lugar adecuado para instalarlo. Esto puede parecer sencillo, pero es muy importante para mantener y proteger nuestros sistemas.

La seguridad física trata de proteger el hardware de posibles desastres naturales, como terremotos, incendios, inundaciones, problemas eléctricos, robos y otras amenazas.

Se trata, por tanto, de aplicar barreras físicas (puertas con llave, vigilante de seguridad, tarjetas de identificación ) y procedimientos de control ( cámaras de seguridad, detector de humo, ), como medidas de prevención ( sistemas de alarma, detector de humo, ) y contramedidas para proteger los recursos y la información (autenticación, copias de seguridad), tanto para mantener la seguridad dentro y alrededor del Centro de Cálculo (CPD) como los medios de acceso remoto a él o desde él.

Cada sistema informático es único

No podemos pensar que existe un plan de seguridad general aplicable a cualquier tipo de instalación

Factores para elegir la ubicación (dónde)

Cuando necesitamos instalar un nuevo centro de cálculo (lugar para guardar computadoras y servidores), hay algunas cosas importantes a considerar. Elegimos el lugar basándonos en la disponibilidad de espacio y en qué tan fácil es hacer que el lugar sea seguro. Algunos factores importantes que dependen del lugar en sí son:

FACTORESVALORACIONES
El edificioNecesitamos ver cuánto espacio hay, cómo se puede acceder a él y qué servicios tiene, como la electricidad y el aire acondicionado.
Tratamiento acústicoLos servidores suelen producir ruido y calor, por lo que necesitamos lugares donde podamos mantener el ruido y la vibración bajo control.
Seguridad física edificioDeben haber medidas para proteger contra incendios, inundaciones y otros peligros naturales que puedan afectar nuestras computadoras.
Suministro eléctrico CPDNecesitamos electricidad confiable y estable para nuestras computadoras, no podemos permitir que se apaguen inesperadamente.
Otros FactoresTambién debemos considerar cosas como el clima, los servicios disponibles en la zona y si el lugar es seguro en general.
Elegir el lugar adecuado es fundamental para que nuestras computadoras funcionen bien y estén protegidas.

¿ Dónde instalar el CPD?

  • Evita lugares cercanos a cosas que emiten ondas de radio, como antenas y estaciones de televisión, porque pueden interferir con las computadoras.
  • No pongas el centro de cálculo junto a máquinas pesadas o lugares con sustancias inflamables o peligrosas.
  • Busca un lugar que esté protegido contra peligros como inundaciones. Evita lugares como los sótanos, que pueden inundarse, y la última planta de un edificio, donde puede haber riesgos de caídas o desastres aéreos.
  • No coloques el centro de cálculo encima de garajes de coches, ya que ahí hay un riesgo de incendios.
  • En general, la mejor ubicación suele estar en plantas intermedias de un edificio o en lugares centrales en entornos empresariales.

Aprendizaje activo: Teniendo estos factores, y otros que se te puedan ocurrir a ti: ……….. ¿SABRÍAS?…. ¿Concretar cual sería para ti una buena ubicación para un CPD en el instituto?

Control de acceso

Es igual de importante elegir la correcta ubicación como realizar un control de acceso al CPD. Dependiendo tanto de las instalaciones como de los recursos económicos se dispondrá de distintos sistemas de seguridad, como por ejemplo:

  • Servicio de Vigilancia: suele utilizarse en el control de acceso al edificio o al emplazamiento y se complementa con otros sistemas en el acceso directo al CPD.
  • Detectores de metales y escáneres de control
  • Utilización de sistemas biométricos: huellas digitalizadas, iris, voz o la dinámica de firma manuscrita
  • Protección Electrónica: basada en el uso de sensores conectados a centrales de alarma

Una de los apartados más importantes en cuanto a la seguridad física de nuestros equipos es todo lo que tiene que ver con el suministro eléctrico.

Aprendizaje activo:

  • Busca información sobre distintos sistemas de protección electrónica, sus aplicaciones y costes de implantación
  • Investiga acerca de los precios y características de periféricos como teclado, ratón con lector de huella, o lector de huella USB, así como el software compatible con ellos. Realiza una tabla resumen.

Sistemas de climatización

Además de instalar el CPD en la mejor localización posible, es imprescindible que se instalen en su interior sistemas de climatización, de protección contra incendios (PCI) y sistemas de alarma apropiados.

La climatización contribuye al correcto funcionamiento del CPD ya que se trata de salas que alcanzan altas temperaturas debido al calor que desprenden los equipos informáticos.

Consumo energético: el gasto en climatización de centros de datos es de aproximadamente entre el 25% y el 50% del total de la factura energética de esa instalación. Otro dato abrumador es que el 5% del consumo energético mundial corresponde a los centros de datos. Todo ello, con la consecuente huella de carbono que estas instalaciones dejan en al atmósfera. Por tanto, la climatización tiene la llave del ahorro energético y de la eficiencia en el uso de la energía en estas infraestructuras.

HVAC: Heating, Ventilating, Air Conditioned. Todos los centros de datos están dotados de sistemas HVAC que se encargan de climatizar las salas con diferentes tratamientos del aire: enfriamiento, ventilación, humidificación/deshumidificación, limpieza y movimiento del aire interior. 

Temperatura: De acuerdo con las recomendaciones de la ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers), el rango de temperatura óptimo para un CPD oscila entre los 20 °C y 27 °C. Esta temperatura tiene un margen aceptable de operación que va de los 17 a los 40°C según la clase de la sala técnica de la que se trate.

De manera general, existen tres vías principales de climatización de centros de datos:

A través del aire: este tipo de sistemas utilizan conductos de aire para enfriar los diferentes dispositivos. El objetivo principal de este método es separar el aire caliente del frío; se bombea aire frío hacia los equipamientos y luego se recoge el aire caliente que sale de estos. Es un sistema sencillo pero requiere un gran consumo de energía.

A través del agua: este tipo de sistemas funcionan con grandes contenedores de agua fría, la cual se bombea a través de tuberías que pasan entre los racks o bastidores y también entre dispositivos. Siempre se mantiene una barrera entre los dispositivos y el agua que circula, ya que el agua conduce la electricidad y podría dañar los componentes si existe contacto entre ellos.

Inmersión: este tipo de sistema funciona mediante la inmersión de los equipos de IT en un fluido dieléctrico que no conduce la electricidad pero si es capaz de llevarse el calor de los chips de los equipos. Este es el sistema más eficiente de refrigerar equipos desarrollado hasta la fecha logrando refrigerar salas técnicas sin necesidad de sistemas de refrigeración con gases fluorados.

Primer rack integrado con enfriamiento líquido por inmersión

Sistemas contra incendios

Estos sistemas no son instalados por los responsables de seguridad informática, aunque sí es necesario conocer su funcionamiento:
Sistema de detección: Por ejemplo el sistema de detección precoz, que realiza análisis continuos del aire, de modo que pueda observar un cambio de composición en el mismo, detectando un incendio incluso antes de que se produzca el fuego.
Sistema de desplazamiento del oxígeno: Reduce la concentración de oxígeno, extinguiendo así el fuego sin necesidad de usar agua, que podría estropear los equipos. Para el uso de este sistema, es necesario que antes haya una evacuación de todo el personal, pues podría peligrar su integridad física.

Recuperación en caso de desastre

Una opción a tener en cuenta es la de tener un centro de backup independiente, de modo que aunque los equipos del CPD queden fuera de servicio, la organización podrá seguir realizando su actividad con cierta normalidad recuperando sus datos. También es conveniente la realización de sistemas redundantes, como sistemas RAID y copias de seguridad.
En caso de que se produzca un desastre, el comité de crisis decidirá poner en marcha el plan de contingencia, recuperando en primer lugar las bases de datos y ficheros esenciales, así como desviar las comunicaciones más críticas al centro alternativo.

Alimentación eléctrica

Como todo sistema electrónico, un sistema informático se encuentra expuesto a los problemas relacionados con la alimentación eléctrica, entre ellos:

  • PICO
  • RUIDO ELÉCTRICO
  • CORTE DE LUZ
  • CAÍDAS DE TENSIÓN
  • ?????????

ES UNA DE LAS PRINCIPALES CAUSAS DE FALLOS EN EL HARDWARE

Aprendizaje activo: ¿SABRÍAS?… ¿Definir con tus propias palabras cada uno de los términos anteriores?¿Y encontrar algún otro tipo de fallo eléctrico?

4. Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI)

Un SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida) es un dispositivo que proporciona energía extra tras un corte en el suministro eléctrico. De esta forma, se pueden apagar de forma correcta y segura los dispositivos electrónicos.
Dependiendo del tipo de SAI, puede ofrecer características adicionales, como filtros para mejorar la calidad de la corriente eléctrica, librándola del ruido y/o interferencias. Así, un SAI almacena energía eléctrica en sus baterías y, ante apagones, impide que los dispositivos se apaguen repentinamente y evita posibles averías.

Existen 3 tipos de SAI:

SAI offline: es el modelo más básico, y está pensado para equipos de bajo coste y potencias (televisores, monitores, routers, etc.), por ello es recomendable utilizarlos en zonas con pocas anomalías eléctricas. Este tipo suministra corriente eléctrica sin realizar ningún filtrado de la corriente, por lo que la onda de salida suele ser cuadrada o pseudo-sinusoidal.

Cuando se produce un corte repentino en el suministro, lo detecta y comienza a suministrar energía a través de sus baterías. No obstante, el tiempo de conmutación para ello es de entre 2-10ms, por lo que es importante tenerlo en cuenta al conectar dispositivos, por si estos podrían verse afectados en dicho tiempo de conmutación.

SAI Line Interactive o Interactivo: ofrece protección eléctrica intermedia. Su tecnología es similar a la del SAI Offline, pero este SAI sí que ofrece filtrado de corriente para regular la tensión de salida, por lo que devuelven una onda pseudo-sinusoidal o sinusoidal pura, según el modelo.

Estos filtros actúan aún sin producirse apagones, por lo que la protección es superior. También comienza a suministrar energía únicamente tras un apagón, y poseen el mismo tiempo de conmutación que el SAI Offline, por lo que se debe tener en cuenta la misma consideración. Se utiliza este tipo de SAI en equipos de gama media como consolas de juegos, pequeños servidores, etc.

SAI Online: este SAI realiza una doble conversión del suministro eléctrico recibido, transformando la corriente de alterna a continua y la vuelve a convertir en alterna, pero realizando todos los filtrados necesarios para eliminar cualquier tipo de ruido o
interferencia.

Suministra energía directamente desde sus baterías, aunque no se produzca un apagón, por lo que la protección es total. Dada su fiabilidad y seguridad, este tipo de SAI se utiliza en sectores profesionales, generalmente para la protección de servidores, equipos industriales o cualquier instalación informática que maneje información importante.

Tipo de potencia
La unidad de potencia que encontramos regularmente en los SAIs es el voltiamperio (VA), mientras que la unidad utilizada en los equipos electrónicos es el vatio (W). Por ello, los SAI indican en sus especificaciones las equivalencias entre las mismas para poder elegir adecuadamente. Por norma general, por motivos de seguridad (picos de potencia, etc.) debemos elegir, al comprar un SAI, uno de potencia un 20-25% superior a la de los equipos a conectar

Aprendizaje activo: Realiza una tabla resumen comparando los tres tipos de SAIs

Aprendizaje activo: Si para el ordenador personal consideras que los SAIS en línea serían demasiado caros, indica a su vez otros dispositivos que puedan proteger un equipo de subidas o bajadas de tensión.

5. Almacenamiento de la información

Otro de los factores clave de la seguridad de cualquier sistema es cómo y dónde se almacena la información. Este proceso implica considerar tres aspectos clave:

  • RENDIMIENTO: Capacidad de cálculo de información de un ordenador.
  • DISPONIBILIDAD: Capacidad de los sistemas de estar siempre en funcionamiento
  • ACCESIBILIDAD DE LOS DATOS: Disponer de nuestros datos relativamente cerca
  • Rendimiento: Capacidad de almacenar y recuperar un volumen de datos en un tiempo determinado. Se mide comúnmente en términos de tasa de transferencia, generalmente expresada en megabytes por segundo (MBps). Para lograr un rendimiento óptimo, es esencial considerar varios factores:
    • Coste por Bit: Evaluar el costo de almacenar cada unidad de información es fundamental para tomar decisiones económicas y eficientes en la gestión de datos.
    • Tiempo de acceso: El tiempo necesario para acceder a los datos es un factor crítico. Menores tiempos de acceso mejoran la eficiencia del sistema.
    • Capacidad(tamaño): La capacidad de almacenamiento es esencial y debe ser dimensionada adecuadamente para satisfacer las necesidades actuales y futuras de datos.
  • Disponibilidad: Se refiere a la seguridad de que la información esté disponible cuando se necesite. La falta de acceso a datos críticos puede tener consecuencias graves. Para garantizar la disponibilidad, se deben considerar dos aspectos principales:
    • Redundancia de la información: La duplicación de datos y su distribución en múltiples ubicaciones o dispositivos garantiza que los datos sigan siendo accesibles incluso en caso de fallas de hardware.
    • Distribución de la información:La distribución de datos en servidores o ubicaciones geográficas múltiples mejora la disponibilidad y la tolerancia a fallos.
  • Accesibilidad: Implica garantizar que la información esté disponible de la manera más fácil posible para los usuarios autorizados. Para lograr esto, se deben considerar los siguientes aspectos:
    • Seguridad: Proteger los datos contra accesos no autorizados es esencial. Esto implica la implementación de medidas de seguridad como autenticación y cifrado.
    • Facilidad de acceso: Facilitar la recuperación y el acceso a los datos para los usuarios autorizados es fundamental para mantener la eficiencia operativa.

Existen numerosas técnicas que nos pueden proporcionar estas características, como los sistemas RAID, los
clusters de servidores y las arquitecturas SAN y NAS. Los veremos más adelante

En la actualidad, existen diversas alternativas en cuanto a los tipos de unidades de almacenamiento, cada una con sus propias características distintivas en términos de fiabilidad, velocidad y costos:

  • HDD (Hard Disk Drive): Dispositivos de almacenamiento magnético tradicionales con alta capacidad pero velocidades de lectura/escritura más lentas en comparación con las soluciones de estado sólido.
  • SSD (Solid State Drive): Unidades de estado sólido que ofrecen velocidades de acceso más rápidas que los HDD, con opciones como SATA, mSATA y M.2, que varían en tamaño y capacidad.
  • SCSI (Small Computer System Interface): Una interfaz de almacenamiento de alto rendimiento utilizada en servidores y estaciones de trabajo.
  • Existe otro tipo de interfaz para discos duros y SSD menos conocida, que recibe el nombre de SAS (Serial Attached SCSI). Si no te suena es normal, ya que la interfaz SAS quedado para entornos profesionales y servidores por sus excepcionales características.

Además de elegir la tecnología de almacenamiento adecuada, la ubicación de los datos también es esencial. Algunas alternativas incluyen:

  • Sistemas de Almacenamiento Externo: Almacenamiento externo que se conecta a través de interfaces como USB, Thunderbolt o eSATA, proporcionando flexibilidad y expansión.
  • Almacenamiento Redundante: La implementación de sistemas redundantes, como RAID (Redundant Array of Independent Disks), garantiza la alta disponibilidad y la tolerancia a fallos en la gestión de datos.

5.1 Sistemas de almacenamiento externo

La gestión de datos y la administración del almacenamiento son elementos críticos en el entorno digital actual. Además de la elección de la tecnología de almacenamiento adecuada, la ubicación de los datos desempeña un papel esencial en la garantía de la integridad y la accesibilidad de la información. En este contexto, existen diversas alternativas que permiten un control y una gestión más efectiva de los datos procesados.

Entre estas alternativas destacan los sistemas de almacenamiento externo, como el NAS (Network Attached Storage), la SAN (Storage Area Network) y el almacenamiento en la nube (Cloud Storage).

NAS (Network Attached Storage)

NAS o Almacenamiento Conectado a la Red, es un dispositivo de almacenamiento dedicado conectado a una red local que proporciona acceso a archivos a otros computadores

Representan una solución eficaz para almacenar y compartir datos en redes.

Están centralizados y sólo las redes autorizadas pueden acceder a los archivos de este almacenamiento.

Es más asequible y más fácil de administrar

Son escalables y flexibles.

Los sistemas del NAS se venden por los fabricantes con la garantía de ser dispositivos completos, listos para su uso inmediato. Por definición, esto también significa que todos los componentes de hardware y software necesarios también están disponibles. Algunos proveedores populares incluyen nombres como: Synology, Seagate Technology, Netgear, QNAP, Buffalo o Western Digital.

En su núcleo, un NAS no es más que una computadora normal. Debajo de su exterior, encontrarás una CPU, RAM y una placa base. Además, el almacenamiento de red también tiene interfaces, como LAN, USB y WLAN. Los componentes centrales de hardware para la función de almacenamiento de NAS se componen de un cierto número de medios de almacenamiento masivo, como discos duros y SSD (Solid State Drives) y un controlador RAID(Redundant Array of Independent Disks), que organiza estos múltiples componentes físicos en una unidad virtual. En términos de software, se utiliza un sistema operativo (generalmente, esto es Linux) y el software del NAS.

¿Qué es el almacenamiento NAS? Es una nube privada con almacenamiento físico. NAS ofrece todas las ventajas de las nubes públicas, pero con menores costes y más control.

Los NAS se crearon en los años 80 y evolucionaron a partir de servidores de archivos para clientes de red (FTP, NFS,…). Para que los dispositivos NAS puedan funcionar, vienen con un paquete de software y hardware controlado por un sistema operativo.

Estos dispositivos tienen varios componentes en sus arquitecturas que les permiten almacenar y recuperar datos rápidamente.

Sistemas operativos

Los dispositivos NAS deben contar con un sistema operativo integrado para gestionar todas las tareas para las que están diseñados. Los sistemas operativos también ayudan a ejecutar aplicaciones como servidores web, herramientas de desarrollo de software, aplicaciones para compartir archivos, etc.

Ordenadores

Todos los dispositivos NAS tienen una CPU, lo que les confiere inteligencia informática para gestionar usuarios, ejecutar aplicaciones y leer, escribir, gestionar y procesar archivos.

Capacidades de red

La palabra «red» está en el nombre por una razón: permite que los sistemas NAS se conecten a los ordenadores. Algunos de ellos incluso tienen puertos USB para permitir capacidades alternativas de transferencia de datos.

Unidades de almacenamiento

Como la función principal de los dispositivos NAS es almacenar archivos, deben tener unidades de almacenamiento. En la mayoría de los casos, los discos duros son los que ofrecen más espacio de almacenamiento y velocidad.

¿Cuáles son los casos de uso del almacenamiento conectado a la red? En general, los sistemas NAS almacenan datos no estructurados. Estos datos pueden ser correos electrónicos, imágenes, copias de seguridad, archivos, videos, etc. El almacenamiento conectado a la red es muy práctico para entornos informáticos de alto rendimiento.

Los principales casos de uso de los dispositivos NAS incluyen la edición de datos de video, el almacenamiento de video en organismos gubernamentales, el análisis de datos en el sector financiero, el mantenimiento de registros, etc.

El uso de NAS también es habitual en la industria del entretenimiento y los medios de comunicación, ya que generan constantemente nuevos datos no estructurados.

SAN (Storage Area Network)

Una Red de Área de Almacenamiento, o SAN, es una infraestructura de almacenamiento integral que combina varios elementos clave. Esto incluye:

  • Una red de alta velocidad diseñada específicamente para el transporte eficiente de datos
  • Un equipo de interconexión dedicado para el control del tráfico de datos
  • Elementos de almacenamiento en red (conocidos como DD)

La SAN es una red dedicada al almacenamiento que se integra con las redes de comunicación de una empresa. Los dispositivos con acceso a la SAN disponen de interfaces de red especializadas que se conectan a esta red, lo que asegura un acceso rápido y confiable a los datos.

Las redes de área de almacenamiento se implementan con frecuencia para dar soporte a aplicaciones sensibles al rendimiento que resultan fundamentales para el negocio; por ejemplo:

  • Bases de datos de Oracle Normalmente son vitales para el negocio y requieren los niveles más altos de rendimiento y disponibilidad posibles.
  • Bases de datos de Microsoft SQL Server. Al igual que las bases de datos de Oracle, las bases de datos de MS SQL Server suelen almacenar los datos más valiosos de una empresa, por lo que requieren los niveles más altos de rendimiento y disponibilidad posibles.
  • Grandes implementaciones de virtualización con VMware, KVM o Microsoft Hyper-V. A menudo, estos entornos se amplían a miles de máquinas virtuales que se ejecutan en una gran variedad de sistemas operativos y aplicaciones con diferentes requisitos de rendimiento. Los entornos virtualizados concentran muchas aplicaciones, por lo que la fiabilidad de la infraestructura se convierte en un aspecto de incluso mayor relevancia, puesto que un fallo podría causar varias interrupciones en las aplicaciones.
  • Grandes infraestructuras de puesto de trabajo virtual (VDI). Estos entornos actúan como puestos de trabajo virtuales para un gran número de usuarios de una organización. Algunos entornos de VDI pueden alcanzar fácilmente las decenas de miles de puestos de trabajo virtuales. Al centralizar los puestos de trabajo virtuales, las organizaciones pueden gestionar con mayor facilidad la protección de datos y su seguridad.
  • SAP u otros grandes entornos ERP o CRM. Las arquitecturas SAN son ideales para las cargas de trabajo de planificación de recursos empresariales y gestión de recursos de clientes.

Más información

Principales diferencias entre NAS y SAN

  1. Estructura. NAS utiliza redes TCP/IP, sobre todo Ethernet. Las SAN tradicionales normalmente se ejecutan en redes de alta velocidad, aunque es posible encontrar soluciones más baratas y menos complejas.
  2. Procesamiento de datos. Ambas soluciones se diferencian a la hora de procesar los datos: NAS se basa en archivos y SAN en bloques.
  3. Protocolos. NAS se conecta directamente a una red Ethernet, y puede emplear varios protocolos para conectarse con servidores como NFS, SMB/CIFS y HTTP. En cuanto a SAN, los servidores se comunican con los dispositivos de unidad de disco SAN mediante el protocolo SCSI.
  4. Prestaciones. Las SAN ofrecen mayor rendimiento en entornos que necesitan tráfico de alta velocidad, como bases de datos de transacciones elevadas y sitios web de comercio electrónico, entre otros. NAS tiene un rendimiento más bajo y una latencia más alta, pero una red de alta velocidad puede compensar, en parte, esa pérdida de rendimiento.
  5. Escalabilidad. Los dispositivos de nivel básico y NAS no son altamente escalables, pero los sistemas NAS de gama alta se escalan a petabytes utilizando clusters o nodos de escalamiento horizontal. En contraste, la escalabilidad es un factor importante para comprar una SAN. Su arquitectura de red permite a los administradores escalar el rendimiento y la capacidad en configuraciones de ampliación.
  6. Coste. En general el NAS es menos costoso a la hora de adquirirlo y mantenerlo. Los dispositivos NAS tienen menos componentes de administración de hardware y software que una red de área de almacenamiento.
  7. Gestión.  NAS es más fácil de administrar. Las SAN requieren más tiempo de administración que NAS. Además, la implantación de SAN puede requerir cambios físicos en el Centro de Datos, y administradores especializados.

Almacenamiento en la nube (Cloud Storage)

El almacenamiento en la nube implica el almacenamiento de archivos en servicios en línea accesibles a través de Internet. Estos servicios permiten a los usuarios cargar, almacenar y acceder a sus datos desde cualquier lugar con conexión a la web. Los archivos, en lugar de residir en dispositivos locales, se almacenan de manera remota en servidores mantenidos por proveedores de servicios en la nube. Esta solución es especialmente conveniente para la sincronización y el respaldo de datos, así como para el acceso desde múltiples dispositivos. Además, se ofrecen servicios que permiten a los usuarios crear su propia nube de almacenamiento, como NextCloud.

La elección entre NAS, SAN y almacenamiento en la nube depende de las necesidades específicas de una organización o usuario. Cada uno de estos sistemas de almacenamiento externo ofrece ventajas y desafíos únicos en términos de rendimiento, disponibilidad y accesibilidad de los datos. La gestión eficaz de la ubicación de los datos es fundamental para garantizar la integridad y el acceso de la información en la era digital en constante evolución. La comprensión de estas alternativas y su implementación adecuada es esencial para aprovechar al máximo los recursos de almacenamiento disponibles y garantizar la seguridad de los datos.

Aprendizaje activo: Realiza una tabla comparativa entre SAN,NAS y almacenamiento en la nube.

5.2 Almacenamiento redundante

La gestión de datos y la seguridad de la información son aspectos fundamentales en cualquier sistema informático. Uno de los enfoques clave para lograr un alto nivel de integridad y disponibilidad de datos es la implementación de sistemas de almacenamiento redundante. Estos sistemas se diseñan con varios objetivos en mente, como mayor capacidad, tolerancia a fallos, seguridad, velocidad y flexibilidad. Entre las tecnologías utilizadas para lograr estos objetivos, se destacan los sistemas RAID (Redundant Array of Independent Disks). A continuación, analizaremos los conceptos clave y los tipos de RAID.

  • Mayor Capacidad: Los sistemas de almacenamiento redundantes permiten alcanzar capacidades significativamente mayores al combinar varios discos, incluso si son económicamente accesibles. Esta unión de discos crea una unidad de almacenamiento con una capacidad mucho mayor que la de los discos individuales.
  • Mayor Tolerancia a Fallos: La redundancia de datos proporcionada por los sistemas RAID ofrece la capacidad de recuperar la información en caso de un fallo en uno o más discos. Esto garantiza que el sistema siga funcionando correctamente y que los datos no se pierdan.
  • Mayor Seguridad (Disponibilidad): Debido a su mayor tolerancia a fallos y duplicación de datos, los sistemas de almacenamiento redundantes aumentan la disponibilidad de los datos y brindan garantías adicionales sobre la integridad de la información.
  • Mayor Velocidad (Rendimiento): Al distribuir y duplicar ciertos datos, los sistemas RAID pueden permitir la realización de múltiples operaciones simultáneas, lo que se traduce en un rendimiento más rápido y un acceso más eficiente.
  • Mayor Flexibilidad: Los sistemas de almacenamiento redundantes deben proporcionar soluciones para expandir fácilmente el espacio de almacenamiento a medida que los dispositivos se llenan con el tiempo.

Para ello vamos a estudiar 2 alternativas:

RAID

RAID es un acrónimo de «Redundant Array of Independent Disks», que se traduce como «Conjunto Redundante de Discos Independientes». Este enfoque se basa en el uso de múltiples discos duros entre los cuales se distribuyen o replican los datos, dependiendo de su configuración, conocida como «nivel». Los sistemas RAID pueden implementarse a nivel de hardware o por software.

NAS Diagram

Tipos de RAID:

RAID Nivel 0 (RAID 0)

Los datos se distribuyen equilibradamente entre 2 o más discos, pero no hay redundancia de información.

Esta técnica favorece la velocidad debido a que cuando se lee o escribe un dato, si el dato está almacenado en dos discos diferentes, se podrá realizar la operación simultáneamente.

No es tolerante a fallos, ya que no hay información redundante.

RAID Nivel 1 (RAID 1)

También conocido como «espejo» o «mirror»

Mantiene una copia idéntica de la información en un disco en uno o más discos adicionales. En caso de fallo en un disco, el sistema puede seguir funcionando utilizando el disco en espejo.

En caso de fallo en un disco, el sistema puede seguir funcionando utilizando el disco en espejo.

RAID Nivel 5 (RAID 5)

Los bloques de datos que se almacenan en la unidad y la información redundante de dichos bloques (bloques de paridad) se distribuye cíclicamente entre todos los discos que forman el volumen (mínimo 3). Cada línea de datos se almacenará en bloques en los distintos discos dejando un disco para el bloque de paridad, que irá rotando para cada línea.

De esta forma aumenta la velocidad ya que podemos acceder a varios discos a la vez (como en RAID 0) y
el sistema es tolerante a fallos, ya que si se produce algún error en un disco, con el bloque de paridad se
podría recuperar la información.

El bloque de paridad se calcula a partir de los bloques de la misma línea, de forma que el primer bit será
un 1 si hay un número impar de unos en el primer bit de los bloques de datos, y un 0 si hay un número
par de unos.

Estos sistemas no son los únicos RAID. Existen más tipos, algunos de ellos que provienen de la combinación de dos tipos de sistema RAID, por ejemplo RAID 0+1 que combina RAID 0 con RAID 1, aprovechando la velocidad de uno con la tolerancia a fallos del otro.

Aprendizaje activo: Dado el conjunto de 4 discos que muestra la figura, calcula los bloques de paridad y completa la figura.

Imagina que se perdiera el disco 1. Llega una petición de lectura de la línea F, ¿podría realizarse? ¿cómo?
Una vez que se ha conseguido un disco adecuado se decide sustituir el disco dañado y recuperar el
funcionamiento normal usando los 4 discos. Recupera la información de dicho disco utilizando solo la información de los discos 0, 2 y 3

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