Dell PowerVault 132T LTO/SDLT (Tape Library) Guía del usuario

Tipo
Guía del usuario
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Sistemas Dell™ PowerVault™
Consideraciones sobre
el rendimiento de las
unidades de cinta y las
bibliotecas de cintas
____________________
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Junio de 2005
Índice 153
Índice
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Consideraciones generales sobre la copia de seguridad
en el host
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Consideraciones sobre la unidad de cinta y los datos
. . . . . . . . . . 155
Configuración de la unidad de disco duro y la matriz RAID
. . . . . . . 157
Consideraciones generales sobre el rendimiento al utilizar
varias unidades en bibliotecas de cintas
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Configuraciones SCSI
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Configuraciones de SAN
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 155
Introducción
C
on la reciente introducción de mejoras en la velocidad de transferencia de las unidades de cinta,
ahora es importante tener en cuenta algunos factores del lado del host, como la configuración
RAID (matriz redundante de discos independientes [o económicos]) y las especificaciones de las
unidades de disco duro, para determinar si el servidor host y la unidad de cinta pueden procesar
datos a la misma velocidad. En “Consideraciones generales sobre la copia de seguridad en el host”
se describen configuraciones y atributos generales que pueden limitar el rendimiento del servidor
host a la unidad de cinta.
Cuantas más unidades se colocan en bibliotecas de cintas, mayores amplitudes de banda necesita
el host para mantener un ritmo acorde al rendimiento potencial de varias unidades de cinta. En
“Consideraciones generales sobre el rendimiento al utilizar varias unidades en bibliotecas de
cintas” se describen las limitaciones potenciales de fibra para sistemas de varias unidades y las
configuraciones de cableado recomendadas.
Consideraciones generales sobre la copia de seguridad
en el host
Las consideraciones de esta sección se aplican a las configuraciones de copia de seguridad
en cinta SCSI y SAN (red de área de almacenamiento).
Consideraciones sobre la unidad de cinta y los datos
Al evaluar el rendimiento, deben tenerse en cuenta las cuestiones siguientes:
Sobrecarga de comandos SCSI.
La sobrecarga de comandos en el bus SCSI limita las posibilidades
de
todos
los dispositivos SCSI de conseguir las velocidades de transferencia máximas teóricas. El
software de copia de seguridad en cinta no tiene en cuenta esta sobrecarga, ya que sólo mide la
velocidad a la que se graban los datos en la cinta. Por ejemplo, la unidad puede estar procesando
datos a 80 MB/s, pero grabándolos a sólo 77 MB/s. El software de copia de seguridad notificará este
último valor.
Tamaños de bloque en cinta.
Los tamaños de bloque de 64 Kb son ideales para la mayoría de las
unidades de cinta. Sin embargo, algunas aplicaciones de copia de seguridad permiten al usuario
cambiar el tamaño de bloque, aunque uno mayor no ayude a mejorar el rendimiento. Utilizar
tamaños de bloque inferiores a 64 Kb puede afectar negativamente al rendimiento. Consulte la
Guía del usuario del software de copia de seguridad para obtener información sobre cómo ajustar
el tamaño de bloque de la unidad de cinta.
Tamaño del búfer del software de copia de seguridad.
Para obtener un rendimiento óptimo al
realizar copias de seguridad, los búferes del software utilizado deben ser lo más grandes posible.
Algunas aplicaciones permiten a los usuarios cambiar el tamaño del búfer, lo cual puede ayudar
a mantener un flujo de datos continuo desde la unidad y hasta la unidad, y aumentar
significativamente las velocidades de transferencia, especialmente en archivos pequeños.
156 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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Cuanto mayor sea el búfer, más datos podrá contener y menos tiempo empleará el disco en buscar
los datos, aunque ello puede afectar a la memoria y al rendimiento de la CPU. Consulte la Guía
del usuario de la aplicación de copia de seguridad en cinta para obtener detalles específicos.
Controladores y firmware.
Asegúrese de que la unidad de cinta y la controladora SCSI o de fibra
tengan siempre instalados los controladores y el firmware más recientes. Vaya a
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para descargar los controladores y el firmware más recientes para su producto de cinta
Dell PowerVault.
Conecte las unidades de cinta y las unidades de disco duro en controladoras distintas (internas
o externas) de adaptadores de bus de host (HBA) distintos.
Aunque esto depende en cierta
medida de las capacidades de rendimiento de la controladora, se recomienda mantener el HBA
de la unidad de cinta separada del HBA de la unidad de disco duro para garantizar el máximo
rendminiento. La mayoría de las controladoras SCSI/RAID de modo dual integradas comparten un
mismo procesador, que debe compartir la amplitud de banda entre la matriz RAID y la unidad de
cinta. De este modo, un controlador maneja las operaciones de lectura y escritura entre las
unidades de disco duro y la unidad de cinta, y también calcula y graba la información de paridad
necesaria en las unidades de disco duro. Consulte “Consideraciones sobre la configuración RAID
por hardware” para obtener información específica sobre las matrices RAID y los bytes de paridad.
Cabezales de unidad sucios o soportes antiguos.
Un cabezal de unidad de cinta sucio o unos
soportes antiguos pueden provocar tasas de errores puede elevadas y la disminución subsiguiente
de las velocidades de lectura/escritura. Cada vez que una unidad intenta volver a grabar o leer en
un bloque de una cinta, el rendimiento disminuye. Cuando se alcanza un determinado umbral
de errores de lectura/escritura, normalmente la unidad solicita que se efectúe una limpieza.
Es importante limpiar los cabezales de la unidad regularmente o cuando se solicite.
La posibilidad de encontrar un bloque defectuoso aumenta cuanta más antigüedad tiene
o cuanto más se utiliza un soporte. El ciclo de vida normal aproximado de los soportes LTO
es de 75 lecturas/escrituras completas de cinta.
Coincidencia de velocidad.
Las nuevas unidades LTO se adaptarán a la velocidad de los datos
que se proporcionan a la unidad, hasta aproximadamente la mitad de la velocidad máxima de
transferencia de datos descomprimidos. Si se proporcionan datos a la unidad por debajo del límite
inferior de coincidencia de velocidad, la unidad debe parar, esperar a que el búfer se llene, rebobinar
e intentar grabar en el búfer (esto se conoce como “back hitching” o demora en la grabación).
Por ejemplo, la unidad de cinta Dell PowerVault 110T (LTO2 y LTO3) adapta su velocidad hasta
30 MB/s mientras graba en soportes LTO-3. Si el servidor host sólo puede proporcionar datos a
20 MB/s, la unidad irá retrocediendo y avanzando mientras espera a que se llenen los búfers.
En esta situación, el rendimiento efectivo será algo menor que 20 MB/s (probablemente cercana
a los 15 MB/s).
Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 157
Confirmación del rendimiento de la unidad de cinta
Algunos fabricantes de unidades de cinta incorporan un modo de diagnóstico del rendimiento en
las unidades que puede utilizarse para confirmar su rendimiento. La unidad PowerVault 110T
LTO-2 y LTO-3 (firmware 53
XX
o posterior) incluye un modo de diagnóstico “F” que realiza una
prueba rápida de rendimiento de lectura/escritura en la unidad y en el soporte. Si la tasa de
rendimiento no se encuentra dentro del 6 por ciento de la velocidad máxima para la unidad
especificada, la prueba falla con un mensaje de error. Si la prueba es correcta, no se muestra
ningún mensaje de error. Consulte el Manual del usuario de la unidad de cinta para obtener
detalles específicos sobre el modo de diagnóstico “F”.
AVISO: el modo de diagnóstico “F” requiere utilizar soportes que puedan sobrescribirse de forma
segura como parte de la prueba. No utilice soportes que contengan datos importantes. Los datos
que contenga el soporte que se utiliza para la prueba de diagnóstico se perderán.
Configuración de la unidad de disco duro y la matriz RAID
Hay varios atributos de la unidad de disco duro y la matriz de disco (interna o externa) que pueden
afectar al rendimiento de la copia de seguridad o la restauración. En los apartados siguientes se
describen estos atributos, así como las configuraciones recomendadas para alcanzar las velocidades
máximas de copia de seguridad y restauración. Si el rendimiento sostenido de la unidad de cinta
excede el de la matriz de disco, nunca se alcanzará el rendimiento máximo de la unidad de cinta.
Consideraciones generales sobre la configuración de unidades de disco duro
Datos y sistemas operativos (SO) en LUN distintos.
La copia de seguridad de datos en un número
de unidad lógica (LUN) distinto del LUN del SO asegura que la unidad de disco duro no esté
dividiendo el acceso y la sobrecarga entre las operaciones del SO y las operaciones de la copia de
seguridad. Esto puede conseguirse haciendo que una unidad de disco duro o matriz de discos
contenga el SO y que otra unidad de disco duro o matriz de discos separada físicamente contenga
los datos para la copia de seguridad.
158 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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Figura 1-1. Amplitud de banda de un canal frente a dos canales
Rendimiento de la unidad de disco duro
Por diseño, las unidades de cinta graban datos secuencialmente y requieren un suministro
constante de datos para mantener el funcionamiento secuencial (y evitar así la demora en la
grabación). En cambio, las unidades de disco duro son dispositivos de acceso aleatorio, por lo que
a veces pueden tener problemas para suministrar datos secuenciales a las unidades de cinta si
éstos se encuentran dispersos en el soporte físico de la unidad. Esto fuerza a la unidad a buscar
continuamente bloques pequeños de datos.
También hay otros atributos de la unidad de disco duro que pueden afectar a la velocidad de
transferencia de datos a la unidad de cinta.
Velocidad de rotación.
La velocidad de rotación de la unidad de disco duro, medida generalmente
en RPM (revoluciones por minuto), determina las veces por minuto que el conjunto del soporte
físico de la unidad puede efectuar un giro completo. Esto tiene un efecto directo en los tiempos
de acceso aleatorio y en la velocidad de transferencia secuencial. Cuanto mayor es la velocidad de
rotación, más rápidamente puede acceder a los datos la unidad.
Tiempo de acceso aleatorio o tiempo de búsqueda.
El tiempo de búsqueda, medido generalmente
en milisegundos, es el tiempo que tardan los cabezales de la unidad en encontrar un dato que está
en el disco. El tiempo de búsqueda de una unidad de disco duro mide el tiempo necesario para que
los cabezales de lectura/escritura se muevan entre las pistas en el soporte físico del disco. Como los
discos duros son dispositivos de acceso aleatorio, los datos pueden almacenarse en prácticamente
cualquier sector del disco. Cuanto más se tarda en acceder a los datos, más lento es el rendimiento
general de la unidad.
LUN compartido único LUN distintos
LUN único con
datos de copia de
seguridad y SO
LUN de SO
Controladora
SCSI o RAID
Unidad de cinta
LUN con datos de
copia de seguridad
Controladora
SCSI o RAID
Unidad de cinta
Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 159
Este atributo es muy significativo cuando una unidad de disco duro contiene muchos archivos
pequeños. Cuanto menores son los archivos, más “búsquedas” debe hacer la unidad para leer o
grabar el archivo en el disco; por lo tanto, los discos suelen leer o grabar muy lentamente cuando
se están transfiriendo muchos archivos pequeños.
Velocidad de transferencia sostenida/constante (STR).
STR mide la velocidad real a la que
una unidad lee o graba datos en el soporte físico del disco. Si los datos para la copia de seguridad
constan de un solo archivo grande contiguo, la velocidad sostenida será cercana a la STR máxima
de la unidad. Sin embargo, en las aplicaciones reales, datos están más distribuidos por todo el
soporte físico a medida que se van eliminando y grabando. La desfragmentación de una unidad
de disco duro puede ayudar a que la unidad alcance su STR máxima.
Búfer (caché).
El búfer es la parte de la memoria de la unidad que contiene los datos que se han
grabado o almacenado más recientemente. Cuanto mayor sea el búfer, más datos podrá contener
y menos tiempo necesitará para buscar datos en el disco.
Consideraciones sobre la configuración RAID por hardware
Información general de RAID
En esta sección se ofrece información general sobre las configuraciones RAID típicas y se describe
su efecto en las velocidades de copia de seguridad y de restauración. Una matriz RAID es un
conjunto de discos duros que actúan como un solo sistema de almacenamiento o LUN. Los datos
pueden transferirse simultáneamente a través del canal de cada unidad de disco duro, lo que
permite que el rendimiento total sea un múltiplo del número total de unidades de la matriz,
menos la sobrecarga y la redundancia, como se describe en las secciones siguientes.
En el caso de una configuración RAID, la velocidad de la interfaz es importante porque las
unidades comparten la amplitud de banda de la interfaz. Por ejemplo, una única unidad Ultra160
sólo puede mantener una velocidad de 40 MB/s. Por lo tanto, una matriz RAID 0 de cinco discos
compuesta por el mismo tipo de unidad debería poder leer/grabar a 200 MB/s. Ahora bien, la
interfaz Ultra160 limitará la matriz a una velocidad máxima de 160 MB/s.
Las matrices de disco externas, especialmente en las SAN, pueden ofrecer niveles significativos
de memoria caché para mejorar el rendimiento de E/S. Esta caché mejorará en gran medida el
rendimiento al grabar en la matriz y puede almacenar datos a los que se accede con frecuencia a fin
de mejorar el rendimiento de lectura. En cuanto al impacto en el rendimiento de la cinta, la caché
paliará la mayoría de las limitaciones de RAID al restaurar datos en la matriz o al efectuar copias de
seguridad de datos desde la matriz. Sin embargo, las operaciones de copia de seguridad desde
matrices externas con caché pueden seguir viéndose afectadas por las limitaciones de la
configuración RAID debido a que sigue siendo necesario leer los datos desde los discos.
160 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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RAID 0
RAID 0, conocida también como configuración por bandas, permite que dos o varios discos se unan
para crear una unidad virtual al estilo de una única LUN. Se denomina configuración por bandas
porque los datos se graban en todos los discos de la matriz, no sólo en uno cada vez. De esta
manera, el rendimiento se reparte entre
n
canales (siendo
n
el número de unidades de disco duro
de la matriz) en lugar de un solo canal para un solo disco duro. Con ello se consigue un excelente
rendimiento de lectura/escritura, pero sin tolerancia a fallos.
En la figura 1-2 se muestra una configuración RAID 0 con cuatro unidades de disco duro. Los datos
se dividen entre las cuatro unidades de disco duro, con lo que hay cuatro canales para la lectura y
la escritura en la matriz.
Figura 1-2. Ejemplo de configuración RAID 0
Controladora
SCSI o RAID
Unidad de cinta
D1
D5
D9
D13
D17
D2
D6
D10
D14
D18
D3
D7
D11
D15
D19
D4
D8
D12
D16
D20
Unidad de
disco duro 1
Unidad de
disco duro 2
Unidad de
disco duro 3
Unidad de
disco duro 4
D = Byte de datos
Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 161
RAID 1
RAID 1, conocida también como duplicación, consiste en que los datos se graban dos veces en
dos discos simultáneamente. Si una unidad falla, el sistema cambia a la otra unidad sin que se
pierdan datos. Durante las copias de seguridad en unidades de cinta, la velocidad de lectura desde
la matriz RAID 1 es aproximadamente la misma que la de una única unidad, porque la lectura se
realiza desde la unidad principal. Sin embargo, el rendimiento de la restauración desde la unidad
de cinta que graba en la matriz RAID 1 puede ser más lento debido a la verificación y corrección
de errores (ECC) que se realiza al grabar en los discos principales y duplicados. Esta ineficiencia
se debe en gran medida a que la duplicación suele llevarse a cabo en la CPU o en la controladora
RAID. Por esto, las controladoras RAID más nuevas suelen ser más rápidas debido a que emplean
procesadores más nuevos y con más funciones.
162 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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Figura 1-3. Ejemplo de configuración RAID 1
RAID 5
En una matriz RAID 5, los datos se configuran por bandas en la matriz de discos en el nivel de byte
y los datos de corrección de errores, o datos de paridad, también se configuran por bandas en la
matriz de discos. Las matrices RAID 5 presentan generalmente un rendimiento de lectura aleatoria
muy bueno, que suele mejorar a medida que aumenta el número de discos que componen la
matriz. Con estas matrices de discos más grandes, el rendimiento de lectura puede superar el de las
matrices RAID 0 porque los datos se distribuyen en una unidad adicional. Además, la información
de paridad no es necesaria durante las lecturas normales.
D1
D2
D3
D4
D5
M1
M2
M3
M4
M5
Unidad de cinta
Controladora
SCSI o RAID
Sólo escrituraLectura/escritura
Lectura/escritura
Unidad de
disco duro 1
Unidad de
disco duro 2
D = Byte de datos
M = Byte duplicado
Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 163
Las restauraciones de una cinta a una matriz RAID 5 tienden a ser nominales, porque implican una
sobrecarga adicional para calcular y grabar la información de paridad.
Figura 1-4. Ejemplo de configuración RAID 5
En resumen, RAID 0 tiende a ser la mejor configuración global en cuanto al rendimiento de lectura
y escritura, pero no permite la redundancia. RAID 1 es la que ofrece un rendimiento global más
pobre, ya que todos los datos que se graban en la matriz se duplican y las lecturas provienen de un
solo disco. RAID 5 suele ofrecer un buen rendimiento de lectura, pero el de escritura es mediano,
aunque mejora si se añaden más discos a la matriz. Si la RAID se encuentra en una carcasa con una
cantidad importante de memoria caché, las limitaciones de rendimiento durante las operaciones de
restauración pueden verse reducidas.
P1
D4
D7
D10
D13
D1
P2
D8
D11
D14
D2
D5
P3
D12
D15
D3
D6
D9
P4
D16
Controladora
SCSI o RAID
Unidad de cinta
Lectura/escritura
Lectura/escritura
D = Byte de datos
Unidad de
disco duro 1
Unidad de
disco duro 2
Unidad de
disco duro 3
Unidad de
disco duro 4
P = Byte de paridad
164 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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Las operaciones de copia de seguridad seguirán estando sujetas a las limitaciones de la
configuración RAID.
Además, las características de la matriz seguirán dependiendo en gran medida
de las características específicas de las unidades de disco duro que se indican en “Rendimiento de
la unidad de disco duro”.
Consideraciones generales sobre el rendimiento al utilizar
varias unidades en bibliotecas de cintas
Cuando se utilizan varias unidades de cinta simultáneamente para realizar copias de seguridad de
datos (como en el caso de las bibliotecas de cintas), deben tenerse en cuenta otros aspectos de la
configuración del hardware. Si se utilizan métodos sencillos para agilizar el rendimiento en las
configuraciones de hardware y de cableado, puede paliarse el efecto de otros cuellos de botella.
Configuraciones SCSI
Las unidades de cinta de alto rendimiento más modernas que se incluyen en las bibliotecas de
cintas cumplen la especificación Ultra160 del estándar de interfaz SCSI. Por lo tanto, para
conseguir el máximo rendimiento, los servidores de copia de seguridad que utilizan SCSI deben
tener instalado un HBA que admita velocidades de datos de Ultra160 o superiores. Un HBA SCSI
que cumpla este requisito permitirá que todas las unidades de cinta se comuniquen con el host a
una velocidad de 160 MB/s en el bus SCSI. La mayor velocidad de datos del bus SCSI comparada
con las velocidades de la unidad de cinta permite conectar varios dispositivos al mismo bus sin
sacrificar el rendimiento de la unidad, aunque sólo hasta cierto punto.
La velocidad de datos de 160 MB/s de un bus Ultra160 es el rendimiento máximo posible para
todos los dispositivos conectados al bus. Por lo tanto, una sola unidad de cinta no consumirá toda
la amplitud de banda del bus, ya que puede leer o grabar datos en cintas a una velocidad de hasta
80 MB/sec (nativa). Sin embargo, varias unidades de cinta pueden consumir conjuntamente los
160 MB/s que ofrece el bus si todas funcionan a su rendimiento máximo nativo. Cada unidad
adicional que se conecte al mismo bus a partir de entonces provocará la reducción del rendimiento
medio de las unidades.
Por consiguiente, para obtener el rendimiento máximo de una biblioteca de cintas, se recomienda
no conectar más de dos unidades de cinta a cada bus SCSI. Consulte “Configuraciones de cableado
recomendadas” para obtener detalles específicos e ilustraciones. Debe utilizarse un HBA SCSI que
admita al menos Ultra160, pero la actualización a un HBA Ultra320 no producirá mejoras en el
rendimiento si la especificación de la unidad de cinta es Ultra160.
Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 165
Configuraciones de SAN
Fibre Channel (FC) presenta muchas ventajas respecto a SCSI. En primer lugar, supera las
limitaciones de distancia de SCSI (12 metros para SCSI LVD frente a los 300 metros para un
enlace FC de onda corta de 2 Gb)
y permite la transmisión de datos a mayor velocidad. A diferencia
de SCSI, que es una arquitectura basada en bus, FC es un protocolo de red serie que, además, se ha
convertido en el favorito para las implementaciones de SAN, lo que permite la consolidación de los
recursos de almacenamiento de datos. Asimismo, cada conexión FC está compuesta por un enlace
de transmisión y otro de recepción, lo que permite un funcionamiento en modo de dúplex
completo. Esto significa que los datos pueden transmitirse en dos direcciones simultáneamente.
Por lo tanto, durante una operación de copia de seguridad en una sola conexión FC, los datos
pueden leerse de un origen y grabarse en una cinta sin tener que realizar la comunicación por
turnos, lo que permite doblar la amplitud de banda de una conexión. Consulte la figura 1-5.
Figura 1-5. Diagrama del enlace Fibre Channel
Al configurar bibliotecas de cintas en una SAN, el rendimiento aún puede verse afectado por varios
factores. Entre estos factores se incluyen la velocidad del enlace FC, el flujo de datos entre el origen
y la biblioteca de cintas, y las limitaciones de rendimiento de las matrices de almacenamiento
externas. Muchos de estos factores pueden evitarse gracias a un conocimiento general de la
instalación y la administración de la solución.
Incluso con la gran amplitud de banda que ofrece el protocolo FC en SAN, deben tenerse en
cuenta algunas consideraciones para las unidades de cinta a fin de evitar situaciones en que el
enlace FC pueda limitar el rendimiento. La velocidad de transmisión de datos de un enlace FC
de 2 gigabits (Gb) es de 200 MB/s (es decir, 200 MB/s en el enlace de transmisión y 200 MB/s en el
enlace de recepción). Por lo tanto, si se intenta utilizar varias unidades de cinta en el mismo enlace,
puede excederse la amplitud de banda total de éste. Si el host funciona con un adaptador de 1 Gb
antiguo, efectuar copias de seguridad de los datos en dos unidades puede ser suficiente para poner
al descubierto limitaciones de rendimiento importantes.
Por lo tanto, al utilizar tres o más unidades de cinta simultáneamente en un enlace de 2 Gb, es
posible que deba distribuir las copias de seguridad entre varias conexiones, en lugar de basarse
en un único enlace. En casos como éste, resulta útil conocer la topología de la solución SAN. Si se
sigue la ruta de los datos durante una operación de copia de seguridad desde que se leen del origen
hasta que se graban en una cinta, los administradores podrán detectar mejor cualquier posible
cuello de botella.
HOST
Dispositivo
Fibre Channel
Transmisión
Recepción
Recepción
Transmisión
2 Gb = 200 MB/s
2 Gb = 200 MB/s
166 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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Cuando se identifica un cuello de botella, pueden tomarse medidas de acuerdo con la
configuración. Por ejemplo, si la solución de copia de seguridad requiere que haya varias unidades
en funcionamiento a simultáneamente, la división del hardware de cinta en varias redes Fabric
puede mejorar el rendimiento al dividir las conexiones. Consulte la figura 1-6.
Figura 1-6. Flujo de datos único y dividido a la biblioteca de cintas
Asimismo, si se produce un cuello de botella en los datos que se están leyendo de una matriz de
discos FC externa, la utilización de software de administración de E/S, como por ejemplo EMC
®
PowerPath
®
, con una conexión Fabric adicional equilibrará automáticamente la carga de los datos
entre las distintas rutas y aumentará la disponibilidad mediante la sustitución tras error. Consulte
la figura 1-7. En la parte izquierda de la figura se muestra una matriz de discos SAN en la que se
fuerza que todos los datos pasen por un mismo enlace, lo que crea un cuello de botella que
enlentece el flujo de datos al hardware de cinta. En la parte derecha se muestra cómo el equilibrado
de carga dobla la amplitud de banda de E/S procedente de la matriz al permitir que los datos se
transmitan por dos enlaces.
HOST
Conmutador
Fibre Channel
Matriz de discos
Fibre Channel
Conmutador
Fibre Channel
Conmutador
Fibre Channel
HOST
Matriz de discos
Fibre Channel
Biblioteca
de cintas
Biblioteca
de cintas
Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 167
Figura 1-7. Flujo de datos con cuello de botella frente a una matriz de discos con equilibrado de carga
Por último, las matrices de discos FC de la SAN también pueden experimentar las mismas
limitaciones de rendimiento que se describen en “Configuración de la unidad de disco duro y la
matriz RAID”. Por lo tanto, la mejora de las características de rendimiento de las matrices de discos
también tendrá un efecto directo en la velocidad de copia de seguridad a través de la SAN.
Configuraciones de SAN mediante el puente Fibre Channel de la biblioteca
Algunas bibliotecas de cintas pueden conectarse a una SAN mediante un módulo de puente
Fibre Channel. El módulo actúa como puente entre los protocolos SCSI y FC, y ofrece funciones
adicionales de administración, seguridad y funcionamiento que no están disponibles en la mayoría
de las bibliotecas FC nativas. Para obtener detalles sobre estas funciones, consulte la Guía del
usuario del puente Fibre Channel correspondiente a su biblioteca de cintas.
En algunas configuraciones de biblioteca de cintas, el módulo de puente Fibre Channel puede
actuar como cuello de botella y reducir el rendimiento de las unidades de cinta. Esto se debe a que
la capacidad de procesamiento del módulo de puente Fibre Channel que se requiere para conectar
las comunicaciones SCSI y FC no puede satisfacer la velocidad de datos agregados que ofrecen
algunas configuraciones con varias unidades. A pesar de ello, en la mayoría de las soluciones de
copia de seguridad de datos el módulo de puente Fibre Channel no representará el principal factor
de limitación en el rendimiento de la cinta. Los servidores de copia de seguridad dedicados se
encontrarán a menudo con situaciones en que las limitaciones en el host procederán de la acción
de suministrar datos a varias unidades de cinta. Esto produce un rendimiento medio de la unidad
inferior al nivel en que el módulo de puente Fibre Channel se convierte en un factor significativo.
Conmutador
Fibre Channel
Conmutador
Fibre Channel
HOST
HOST
Conmutador
Fibre Channel
Conmutador
Fibre Channel
Matriz de discos
Fibre Channel
Matriz de discos
Fibre Channel
Biblioteca
de cintas
Biblioteca
de cintas
168 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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Configuraciones de cableado recomendadas
Cableado SCSI al host
Biblioteca de cintas con hasta seis unidades de cinta
Si la biblioteca de cintas está conectada mediante SCSI a un host, procure no haya más de
dos unidades en un solo bus. En las bibliotecas con cinco o seis unidades de cinta, se requieren
controladoras SCSI adicionales para garantizar que ningún bus se convierta en un obstáculo
para maximizar el rendimiento.
Figura 1-8. Cableado SCSI para bibliotecas con hasta seis unidades de cinta
Cable SCSI de la
biblioteca al host
Cable SCSI de la
biblioteca al host
Cable SCSI de la unidad
a la controladora de la
biblioteca
Terminador
Terminador
Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 169
Biblioteca de cintas con hasta dos unidades de cinta
Las unidades de una biblioteca de cintas con dos unidades completamente configurada pueden
cablearse a un host del mismo bus SCSI sin que el rendimiento de la copia de seguridad encuentre
limitaciones importantes. La velocidad de copia de seguridad correspondiente a dos unidades en
un único bus SCSI coincidirá con la de dos unidades en buses distintos. Sin embargo, los clientes
que activen la función de verificación en las aplicaciones de copia de seguridad pueden mejorar
el rendimiento de la verificación dividiendo las dos unidades en dos buses SCSI. Si se hace esto,
el rendimiento de la verificación puede llegar a mejorar un 25 por ciento
Figura 1-9. Cableado SCSI para bibliotecas con entre una y dos unidades de cinta
Terminador
170 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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Cableado de las unidades al puente Fibre Channel
En las figuras de la 1-10 a la 1-17 se muestra cómo debe configurarse una biblioteca de cintas con
hasta seis unidades de cinta y un módulo de puente Fibre Channel para optimizar el rendimiento
de la cinta en FC.
Figura 1-10. Cableado del puente Fibre Channel con una unidad de cinta
Interfaz SCSI
de biblioteca
SCSI 1
Terminador
Unidad 1
Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 171
Figura 1-11. Cableado del puente Fibre Channel con dos unidades de cinta
Interfaz SCSI
de biblioteca
SCSI 1
SCSI 2
Terminador
Terminador
Unidad 1
Unidad 2
172 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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Figura 1-12. Cableado del puente Fibre Channel con tres unidades de cinta
Interfaz SCSI
de biblioteca
SCSI 1
SCSI 2
Terminador
Terminador
Unidad 1
Unidad 2
Unidad 3
Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 173
Figura 1-13. Cableado del puente Fibre Channel con cuatro unidades de cinta
Interfaz SCSI
de biblioteca
SCSI 1
SCSI 2
Terminador
Terminador
Unidad 1
Unidad 2
Unidad 3
Unidad 4
174 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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Figura 1-14. Configuración de la agrupación por zonas Fibre Channel para una biblioteca
de cintas con entre una y cinco unidades
Figura 1-15. Cableado del puente Fibre Channel con cinco unidades de cinta
Interfaz SCSI
de biblioteca
SCSI 1
SCSI 2
SCSI 3
SCSI 4
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Figura 1-16. Cableado del puente Fibre Channel con seis unidades de cinta
Figura 1-17. Configuración de la agrupación por zonas Fibre Channel para una biblioteca
de cintas con cinco o seis unidades
Interfaz SCSI
de biblioteca
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En las figuras 1-18 y 1-19 se muestra cómo debe configurarse una biblioteca de cintas con entre una
y dos unidades de cinta y un módulo de puente Fibre Channel para optimizar el rendimiento de la
cinta en FC.
Figura 1-18. Biblioteca de cintas con una unidad
Figura 1-19. Biblioteca de cintas con dos unidades
Terminador
Terminador
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Sistemas Dell™ PowerVault™ Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas w w w. d e l l . c o m | s u p p o r t . d e l l . c o m ____________________ La información contenida en este documento puede modificarse sin previo aviso. © 2005 Dell Inc. Reservados todos los derechos. Queda estrictamente prohibida la reproducción de este documento en cualquier forma sin la autorización por escrito de Dell Inc. Marcas comerciales utilizadas en este texto: Dell, el logotipo de DELL y PowerVault son marcas comerciales de Dell Inc.; EMC y PowerPath son marcas comerciales registradas de EMC Corporation. Otras marcas y otros nombres comerciales pueden utilizarse en este documento para hacer referencia a las entidades que los poseen o a sus productos. Dell Inc. renuncia a cualquier interés sobre la propiedad de marcas y nombres comerciales que no sean los suyos. Junio de 2005 Índice Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Consideraciones generales sobre la copia de seguridad en el host . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Consideraciones sobre la unidad de cinta y los datos . . . Configuración de la unidad de disco duro y la matriz RAID 155 . . . . . . . 155 157 . . . . . . . . 164 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 165 Consideraciones generales sobre el rendimiento al utilizar varias unidades en bibliotecas de cintas . . . . . . . . . . . Configuraciones SCSI. . Configuraciones de SAN . . . . . . . 155 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Índice 153 Introducción Con la reciente introducción de mejoras en la velocidad de transferencia de las unidades de cinta, ahora es importante tener en cuenta algunos factores del lado del host, como la configuración RAID (matriz redundante de discos independientes [o económicos]) y las especificaciones de las unidades de disco duro, para determinar si el servidor host y la unidad de cinta pueden procesar datos a la misma velocidad. En “Consideraciones generales sobre la copia de seguridad en el host” se describen configuraciones y atributos generales que pueden limitar el rendimiento del servidor host a la unidad de cinta. Cuantas más unidades se colocan en bibliotecas de cintas, mayores amplitudes de banda necesita el host para mantener un ritmo acorde al rendimiento potencial de varias unidades de cinta. En “Consideraciones generales sobre el rendimiento al utilizar varias unidades en bibliotecas de cintas” se describen las limitaciones potenciales de fibra para sistemas de varias unidades y las configuraciones de cableado recomendadas. Consideraciones generales sobre la copia de seguridad en el host Las consideraciones de esta sección se aplican a las configuraciones de copia de seguridad en cinta SCSI y SAN (red de área de almacenamiento). Consideraciones sobre la unidad de cinta y los datos Al evaluar el rendimiento, deben tenerse en cuenta las cuestiones siguientes: Sobrecarga de comandos SCSI. La sobrecarga de comandos en el bus SCSI limita las posibilidades de todos los dispositivos SCSI de conseguir las velocidades de transferencia máximas teóricas. El software de copia de seguridad en cinta no tiene en cuenta esta sobrecarga, ya que sólo mide la velocidad a la que se graban los datos en la cinta. Por ejemplo, la unidad puede estar procesando datos a 80 MB/s, pero grabándolos a sólo 77 MB/s. El software de copia de seguridad notificará este último valor. Tamaños de bloque en cinta. Los tamaños de bloque de 64 Kb son ideales para la mayoría de las unidades de cinta. Sin embargo, algunas aplicaciones de copia de seguridad permiten al usuario cambiar el tamaño de bloque, aunque uno mayor no ayude a mejorar el rendimiento. Utilizar tamaños de bloque inferiores a 64 Kb puede afectar negativamente al rendimiento. Consulte la Guía del usuario del software de copia de seguridad para obtener información sobre cómo ajustar el tamaño de bloque de la unidad de cinta. Tamaño del búfer del software de copia de seguridad. Para obtener un rendimiento óptimo al realizar copias de seguridad, los búferes del software utilizado deben ser lo más grandes posible. Algunas aplicaciones permiten a los usuarios cambiar el tamaño del búfer, lo cual puede ayudar a mantener un flujo de datos continuo desde la unidad y hasta la unidad, y aumentar significativamente las velocidades de transferencia, especialmente en archivos pequeños. Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 155 www.dell.com | support.dell.com Cuanto mayor sea el búfer, más datos podrá contener y menos tiempo empleará el disco en buscar los datos, aunque ello puede afectar a la memoria y al rendimiento de la CPU. Consulte la Guía del usuario de la aplicación de copia de seguridad en cinta para obtener detalles específicos. Controladores y firmware. Asegúrese de que la unidad de cinta y la controladora SCSI o de fibra tengan siempre instalados los controladores y el firmware más recientes. Vaya a support.dell.com para descargar los controladores y el firmware más recientes para su producto de cinta Dell PowerVault. Conecte las unidades de cinta y las unidades de disco duro en controladoras distintas (internas o externas) de adaptadores de bus de host (HBA) distintos. Aunque esto depende en cierta medida de las capacidades de rendimiento de la controladora, se recomienda mantener el HBA de la unidad de cinta separada del HBA de la unidad de disco duro para garantizar el máximo rendminiento. La mayoría de las controladoras SCSI/RAID de modo dual integradas comparten un mismo procesador, que debe compartir la amplitud de banda entre la matriz RAID y la unidad de cinta. De este modo, un controlador maneja las operaciones de lectura y escritura entre las unidades de disco duro y la unidad de cinta, y también calcula y graba la información de paridad necesaria en las unidades de disco duro. Consulte “Consideraciones sobre la configuración RAID por hardware” para obtener información específica sobre las matrices RAID y los bytes de paridad. Cabezales de unidad sucios o soportes antiguos. Un cabezal de unidad de cinta sucio o unos soportes antiguos pueden provocar tasas de errores puede elevadas y la disminución subsiguiente de las velocidades de lectura/escritura. Cada vez que una unidad intenta volver a grabar o leer en un bloque de una cinta, el rendimiento disminuye. Cuando se alcanza un determinado umbral de errores de lectura/escritura, normalmente la unidad solicita que se efectúe una limpieza. Es importante limpiar los cabezales de la unidad regularmente o cuando se solicite. La posibilidad de encontrar un bloque defectuoso aumenta cuanta más antigüedad tiene o cuanto más se utiliza un soporte. El ciclo de vida normal aproximado de los soportes LTO es de 75 lecturas/escrituras completas de cinta. Coincidencia de velocidad. Las nuevas unidades LTO se adaptarán a la velocidad de los datos que se proporcionan a la unidad, hasta aproximadamente la mitad de la velocidad máxima de transferencia de datos descomprimidos. Si se proporcionan datos a la unidad por debajo del límite inferior de coincidencia de velocidad, la unidad debe parar, esperar a que el búfer se llene, rebobinar e intentar grabar en el búfer (esto se conoce como “back hitching” o demora en la grabación). Por ejemplo, la unidad de cinta Dell PowerVault 110T (LTO2 y LTO3) adapta su velocidad hasta 30 MB/s mientras graba en soportes LTO-3. Si el servidor host sólo puede proporcionar datos a 20 MB/s, la unidad irá retrocediendo y avanzando mientras espera a que se llenen los búfers. En esta situación, el rendimiento efectivo será algo menor que 20 MB/s (probablemente cercana a los 15 MB/s). 156 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas Confirmación del rendimiento de la unidad de cinta Algunos fabricantes de unidades de cinta incorporan un modo de diagnóstico del rendimiento en las unidades que puede utilizarse para confirmar su rendimiento. La unidad PowerVault 110T LTO-2 y LTO-3 (firmware 53XX o posterior) incluye un modo de diagnóstico “F” que realiza una prueba rápida de rendimiento de lectura/escritura en la unidad y en el soporte. Si la tasa de rendimiento no se encuentra dentro del 6 por ciento de la velocidad máxima para la unidad especificada, la prueba falla con un mensaje de error. Si la prueba es correcta, no se muestra ningún mensaje de error. Consulte el Manual del usuario de la unidad de cinta para obtener detalles específicos sobre el modo de diagnóstico “F”. AVISO: el modo de diagnóstico “F” requiere utilizar soportes que puedan sobrescribirse de forma segura como parte de la prueba. No utilice soportes que contengan datos importantes. Los datos que contenga el soporte que se utiliza para la prueba de diagnóstico se perderán. Configuración de la unidad de disco duro y la matriz RAID Hay varios atributos de la unidad de disco duro y la matriz de disco (interna o externa) que pueden afectar al rendimiento de la copia de seguridad o la restauración. En los apartados siguientes se describen estos atributos, así como las configuraciones recomendadas para alcanzar las velocidades máximas de copia de seguridad y restauración. Si el rendimiento sostenido de la unidad de cinta excede el de la matriz de disco, nunca se alcanzará el rendimiento máximo de la unidad de cinta. Consideraciones generales sobre la configuración de unidades de disco duro Datos y sistemas operativos (SO) en LUN distintos. La copia de seguridad de datos en un número de unidad lógica (LUN) distinto del LUN del SO asegura que la unidad de disco duro no esté dividiendo el acceso y la sobrecarga entre las operaciones del SO y las operaciones de la copia de seguridad. Esto puede conseguirse haciendo que una unidad de disco duro o matriz de discos contenga el SO y que otra unidad de disco duro o matriz de discos separada físicamente contenga los datos para la copia de seguridad. Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 157 www.dell.com | support.dell.com Figura 1-1. Amplitud de banda de un canal frente a dos canales LUN compartido único LUN único con datos de copia de seguridad y SO LUN distintos LUN de SO LUN con datos de copia de seguridad Controladora SCSI o RAID Controladora SCSI o RAID Unidad de cinta Unidad de cinta Rendimiento de la unidad de disco duro Por diseño, las unidades de cinta graban datos secuencialmente y requieren un suministro constante de datos para mantener el funcionamiento secuencial (y evitar así la demora en la grabación). En cambio, las unidades de disco duro son dispositivos de acceso aleatorio, por lo que a veces pueden tener problemas para suministrar datos secuenciales a las unidades de cinta si éstos se encuentran dispersos en el soporte físico de la unidad. Esto fuerza a la unidad a buscar continuamente bloques pequeños de datos. También hay otros atributos de la unidad de disco duro que pueden afectar a la velocidad de transferencia de datos a la unidad de cinta. Velocidad de rotación. La velocidad de rotación de la unidad de disco duro, medida generalmente en RPM (revoluciones por minuto), determina las veces por minuto que el conjunto del soporte físico de la unidad puede efectuar un giro completo. Esto tiene un efecto directo en los tiempos de acceso aleatorio y en la velocidad de transferencia secuencial. Cuanto mayor es la velocidad de rotación, más rápidamente puede acceder a los datos la unidad. Tiempo de acceso aleatorio o tiempo de búsqueda. El tiempo de búsqueda, medido generalmente en milisegundos, es el tiempo que tardan los cabezales de la unidad en encontrar un dato que está en el disco. El tiempo de búsqueda de una unidad de disco duro mide el tiempo necesario para que los cabezales de lectura/escritura se muevan entre las pistas en el soporte físico del disco. Como los discos duros son dispositivos de acceso aleatorio, los datos pueden almacenarse en prácticamente cualquier sector del disco. Cuanto más se tarda en acceder a los datos, más lento es el rendimiento general de la unidad. 158 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas Este atributo es muy significativo cuando una unidad de disco duro contiene muchos archivos pequeños. Cuanto menores son los archivos, más “búsquedas” debe hacer la unidad para leer o grabar el archivo en el disco; por lo tanto, los discos suelen leer o grabar muy lentamente cuando se están transfiriendo muchos archivos pequeños. Velocidad de transferencia sostenida/constante (STR). STR mide la velocidad real a la que una unidad lee o graba datos en el soporte físico del disco. Si los datos para la copia de seguridad constan de un solo archivo grande contiguo, la velocidad sostenida será cercana a la STR máxima de la unidad. Sin embargo, en las aplicaciones reales, datos están más distribuidos por todo el soporte físico a medida que se van eliminando y grabando. La desfragmentación de una unidad de disco duro puede ayudar a que la unidad alcance su STR máxima. Búfer (caché). El búfer es la parte de la memoria de la unidad que contiene los datos que se han grabado o almacenado más recientemente. Cuanto mayor sea el búfer, más datos podrá contener y menos tiempo necesitará para buscar datos en el disco. Consideraciones sobre la configuración RAID por hardware Información general de RAID En esta sección se ofrece información general sobre las configuraciones RAID típicas y se describe su efecto en las velocidades de copia de seguridad y de restauración. Una matriz RAID es un conjunto de discos duros que actúan como un solo sistema de almacenamiento o LUN. Los datos pueden transferirse simultáneamente a través del canal de cada unidad de disco duro, lo que permite que el rendimiento total sea un múltiplo del número total de unidades de la matriz, menos la sobrecarga y la redundancia, como se describe en las secciones siguientes. En el caso de una configuración RAID, la velocidad de la interfaz es importante porque las unidades comparten la amplitud de banda de la interfaz. Por ejemplo, una única unidad Ultra160 sólo puede mantener una velocidad de 40 MB/s. Por lo tanto, una matriz RAID 0 de cinco discos compuesta por el mismo tipo de unidad debería poder leer/grabar a 200 MB/s. Ahora bien, la interfaz Ultra160 limitará la matriz a una velocidad máxima de 160 MB/s. Las matrices de disco externas, especialmente en las SAN, pueden ofrecer niveles significativos de memoria caché para mejorar el rendimiento de E/S. Esta caché mejorará en gran medida el rendimiento al grabar en la matriz y puede almacenar datos a los que se accede con frecuencia a fin de mejorar el rendimiento de lectura. En cuanto al impacto en el rendimiento de la cinta, la caché paliará la mayoría de las limitaciones de RAID al restaurar datos en la matriz o al efectuar copias de seguridad de datos desde la matriz. Sin embargo, las operaciones de copia de seguridad desde matrices externas con caché pueden seguir viéndose afectadas por las limitaciones de la configuración RAID debido a que sigue siendo necesario leer los datos desde los discos. Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 159 www.dell.com | support.dell.com RAID 0 RAID 0, conocida también como configuración por bandas, permite que dos o varios discos se unan para crear una unidad virtual al estilo de una única LUN. Se denomina configuración por bandas porque los datos se graban en todos los discos de la matriz, no sólo en uno cada vez. De esta manera, el rendimiento se reparte entre n canales (siendo n el número de unidades de disco duro de la matriz) en lugar de un solo canal para un solo disco duro. Con ello se consigue un excelente rendimiento de lectura/escritura, pero sin tolerancia a fallos. En la figura 1-2 se muestra una configuración RAID 0 con cuatro unidades de disco duro. Los datos se dividen entre las cuatro unidades de disco duro, con lo que hay cuatro canales para la lectura y la escritura en la matriz. Figura 1-2. Ejemplo de configuración RAID 0 Unidad de Unidad de Unidad de disco duro 1 disco duro 2 disco duro 3 D = Byte de datos Unidad de disco duro 4 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20 Controladora SCSI o RAID Unidad de cinta 160 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas RAID 1 RAID 1, conocida también como duplicación, consiste en que los datos se graban dos veces en dos discos simultáneamente. Si una unidad falla, el sistema cambia a la otra unidad sin que se pierdan datos. Durante las copias de seguridad en unidades de cinta, la velocidad de lectura desde la matriz RAID 1 es aproximadamente la misma que la de una única unidad, porque la lectura se realiza desde la unidad principal. Sin embargo, el rendimiento de la restauración desde la unidad de cinta que graba en la matriz RAID 1 puede ser más lento debido a la verificación y corrección de errores (ECC) que se realiza al grabar en los discos principales y duplicados. Esta ineficiencia se debe en gran medida a que la duplicación suele llevarse a cabo en la CPU o en la controladora RAID. Por esto, las controladoras RAID más nuevas suelen ser más rápidas debido a que emplean procesadores más nuevos y con más funciones. Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 161 www.dell.com | support.dell.com Figura 1-3. Ejemplo de configuración RAID 1 Unidad de disco duro 1 Unidad de disco duro 2 D1 M1 D2 M2 D3 M3 D4 M4 D5 M5 D = Byte de datos M = Byte duplicado Lectura/escritura Sólo escritura Controladora SCSI o RAID Lectura/escritura Unidad de cinta RAID 5 En una matriz RAID 5, los datos se configuran por bandas en la matriz de discos en el nivel de byte y los datos de corrección de errores, o datos de paridad, también se configuran por bandas en la matriz de discos. Las matrices RAID 5 presentan generalmente un rendimiento de lectura aleatoria muy bueno, que suele mejorar a medida que aumenta el número de discos que componen la matriz. Con estas matrices de discos más grandes, el rendimiento de lectura puede superar el de las matrices RAID 0 porque los datos se distribuyen en una unidad adicional. Además, la información de paridad no es necesaria durante las lecturas normales. 162 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas Las restauraciones de una cinta a una matriz RAID 5 tienden a ser nominales, porque implican una sobrecarga adicional para calcular y grabar la información de paridad. Figura 1-4. Ejemplo de configuración RAID 5 Unidad de Unidad de Unidad de disco duro 1 disco duro 2 disco duro 3 P = Byte de paridad D = Byte de datos Unidad de disco duro 4 P1 D1 D2 D3 D4 P2 D5 D6 D7 D8 P3 D9 D10 D11 D12 P4 D13 D14 D15 D16 Lectura/escritura Controladora SCSI o RAID Lectura/escritura Unidad de cinta En resumen, RAID 0 tiende a ser la mejor configuración global en cuanto al rendimiento de lectura y escritura, pero no permite la redundancia. RAID 1 es la que ofrece un rendimiento global más pobre, ya que todos los datos que se graban en la matriz se duplican y las lecturas provienen de un solo disco. RAID 5 suele ofrecer un buen rendimiento de lectura, pero el de escritura es mediano, aunque mejora si se añaden más discos a la matriz. Si la RAID se encuentra en una carcasa con una cantidad importante de memoria caché, las limitaciones de rendimiento durante las operaciones de restauración pueden verse reducidas. Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 163 www.dell.com | support.dell.com Las operaciones de copia de seguridad seguirán estando sujetas a las limitaciones de la configuración RAID. Además, las características de la matriz seguirán dependiendo en gran medida de las características específicas de las unidades de disco duro que se indican en “Rendimiento de la unidad de disco duro”. Consideraciones generales sobre el rendimiento al utilizar varias unidades en bibliotecas de cintas Cuando se utilizan varias unidades de cinta simultáneamente para realizar copias de seguridad de datos (como en el caso de las bibliotecas de cintas), deben tenerse en cuenta otros aspectos de la configuración del hardware. Si se utilizan métodos sencillos para agilizar el rendimiento en las configuraciones de hardware y de cableado, puede paliarse el efecto de otros cuellos de botella. Configuraciones SCSI Las unidades de cinta de alto rendimiento más modernas que se incluyen en las bibliotecas de cintas cumplen la especificación Ultra160 del estándar de interfaz SCSI. Por lo tanto, para conseguir el máximo rendimiento, los servidores de copia de seguridad que utilizan SCSI deben tener instalado un HBA que admita velocidades de datos de Ultra160 o superiores. Un HBA SCSI que cumpla este requisito permitirá que todas las unidades de cinta se comuniquen con el host a una velocidad de 160 MB/s en el bus SCSI. La mayor velocidad de datos del bus SCSI comparada con las velocidades de la unidad de cinta permite conectar varios dispositivos al mismo bus sin sacrificar el rendimiento de la unidad, aunque sólo hasta cierto punto. La velocidad de datos de 160 MB/s de un bus Ultra160 es el rendimiento máximo posible para todos los dispositivos conectados al bus. Por lo tanto, una sola unidad de cinta no consumirá toda la amplitud de banda del bus, ya que puede leer o grabar datos en cintas a una velocidad de hasta 80 MB/sec (nativa). Sin embargo, varias unidades de cinta pueden consumir conjuntamente los 160 MB/s que ofrece el bus si todas funcionan a su rendimiento máximo nativo. Cada unidad adicional que se conecte al mismo bus a partir de entonces provocará la reducción del rendimiento medio de las unidades. Por consiguiente, para obtener el rendimiento máximo de una biblioteca de cintas, se recomienda no conectar más de dos unidades de cinta a cada bus SCSI. Consulte “Configuraciones de cableado recomendadas” para obtener detalles específicos e ilustraciones. Debe utilizarse un HBA SCSI que admita al menos Ultra160, pero la actualización a un HBA Ultra320 no producirá mejoras en el rendimiento si la especificación de la unidad de cinta es Ultra160. 164 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas Configuraciones de SAN Fibre Channel (FC) presenta muchas ventajas respecto a SCSI. En primer lugar, supera las limitaciones de distancia de SCSI (12 metros para SCSI LVD frente a los 300 metros para un enlace FC de onda corta de 2 Gb) y permite la transmisión de datos a mayor velocidad. A diferencia de SCSI, que es una arquitectura basada en bus, FC es un protocolo de red serie que, además, se ha convertido en el favorito para las implementaciones de SAN, lo que permite la consolidación de los recursos de almacenamiento de datos. Asimismo, cada conexión FC está compuesta por un enlace de transmisión y otro de recepción, lo que permite un funcionamiento en modo de dúplex completo. Esto significa que los datos pueden transmitirse en dos direcciones simultáneamente. Por lo tanto, durante una operación de copia de seguridad en una sola conexión FC, los datos pueden leerse de un origen y grabarse en una cinta sin tener que realizar la comunicación por turnos, lo que permite doblar la amplitud de banda de una conexión. Consulte la figura 1-5. Figura 1-5. Diagrama del enlace Fibre Channel 2 Gb = 200 MB/s Transmisión Recepción HOST Recepción Transmisión 2 Gb = 200 MB/s Dispositivo Fibre Channel Al configurar bibliotecas de cintas en una SAN, el rendimiento aún puede verse afectado por varios factores. Entre estos factores se incluyen la velocidad del enlace FC, el flujo de datos entre el origen y la biblioteca de cintas, y las limitaciones de rendimiento de las matrices de almacenamiento externas. Muchos de estos factores pueden evitarse gracias a un conocimiento general de la instalación y la administración de la solución. Incluso con la gran amplitud de banda que ofrece el protocolo FC en SAN, deben tenerse en cuenta algunas consideraciones para las unidades de cinta a fin de evitar situaciones en que el enlace FC pueda limitar el rendimiento. La velocidad de transmisión de datos de un enlace FC de 2 gigabits (Gb) es de 200 MB/s (es decir, 200 MB/s en el enlace de transmisión y 200 MB/s en el enlace de recepción). Por lo tanto, si se intenta utilizar varias unidades de cinta en el mismo enlace, puede excederse la amplitud de banda total de éste. Si el host funciona con un adaptador de 1 Gb antiguo, efectuar copias de seguridad de los datos en dos unidades puede ser suficiente para poner al descubierto limitaciones de rendimiento importantes. Por lo tanto, al utilizar tres o más unidades de cinta simultáneamente en un enlace de 2 Gb, es posible que deba distribuir las copias de seguridad entre varias conexiones, en lugar de basarse en un único enlace. En casos como éste, resulta útil conocer la topología de la solución SAN. Si se sigue la ruta de los datos durante una operación de copia de seguridad desde que se leen del origen hasta que se graban en una cinta, los administradores podrán detectar mejor cualquier posible cuello de botella. Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 165 www.dell.com | support.dell.com Cuando se identifica un cuello de botella, pueden tomarse medidas de acuerdo con la configuración. Por ejemplo, si la solución de copia de seguridad requiere que haya varias unidades en funcionamiento a simultáneamente, la división del hardware de cinta en varias redes Fabric puede mejorar el rendimiento al dividir las conexiones. Consulte la figura 1-6. Figura 1-6. Flujo de datos único y dividido a la biblioteca de cintas HOST HOST Conmutador Fibre Channel Biblioteca de cintas Matriz de discos Fibre Channel Conmutador Fibre Channel Conmutador Fibre Channel Biblioteca de cintas Matriz de discos Fibre Channel Asimismo, si se produce un cuello de botella en los datos que se están leyendo de una matriz de discos FC externa, la utilización de software de administración de E/S, como por ejemplo EMC® PowerPath®, con una conexión Fabric adicional equilibrará automáticamente la carga de los datos entre las distintas rutas y aumentará la disponibilidad mediante la sustitución tras error. Consulte la figura 1-7. En la parte izquierda de la figura se muestra una matriz de discos SAN en la que se fuerza que todos los datos pasen por un mismo enlace, lo que crea un cuello de botella que enlentece el flujo de datos al hardware de cinta. En la parte derecha se muestra cómo el equilibrado de carga dobla la amplitud de banda de E/S procedente de la matriz al permitir que los datos se transmitan por dos enlaces. 166 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas Figura 1-7. Flujo de datos con cuello de botella frente a una matriz de discos con equilibrado de carga HOST HOST Conmutador Fibre Channel Conmutador Fibre Channel Conmutador Fibre Channel Conmutador Fibre Channel Biblioteca de cintas Matriz de discos Fibre Channel Biblioteca de cintas Matriz de discos Fibre Channel Por último, las matrices de discos FC de la SAN también pueden experimentar las mismas limitaciones de rendimiento que se describen en “Configuración de la unidad de disco duro y la matriz RAID”. Por lo tanto, la mejora de las características de rendimiento de las matrices de discos también tendrá un efecto directo en la velocidad de copia de seguridad a través de la SAN. Configuraciones de SAN mediante el puente Fibre Channel de la biblioteca Algunas bibliotecas de cintas pueden conectarse a una SAN mediante un módulo de puente Fibre Channel. El módulo actúa como puente entre los protocolos SCSI y FC, y ofrece funciones adicionales de administración, seguridad y funcionamiento que no están disponibles en la mayoría de las bibliotecas FC nativas. Para obtener detalles sobre estas funciones, consulte la Guía del usuario del puente Fibre Channel correspondiente a su biblioteca de cintas. En algunas configuraciones de biblioteca de cintas, el módulo de puente Fibre Channel puede actuar como cuello de botella y reducir el rendimiento de las unidades de cinta. Esto se debe a que la capacidad de procesamiento del módulo de puente Fibre Channel que se requiere para conectar las comunicaciones SCSI y FC no puede satisfacer la velocidad de datos agregados que ofrecen algunas configuraciones con varias unidades. A pesar de ello, en la mayoría de las soluciones de copia de seguridad de datos el módulo de puente Fibre Channel no representará el principal factor de limitación en el rendimiento de la cinta. Los servidores de copia de seguridad dedicados se encontrarán a menudo con situaciones en que las limitaciones en el host procederán de la acción de suministrar datos a varias unidades de cinta. Esto produce un rendimiento medio de la unidad inferior al nivel en que el módulo de puente Fibre Channel se convierte en un factor significativo. Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 167 www.dell.com | support.dell.com Configuraciones de cableado recomendadas Cableado SCSI al host Biblioteca de cintas con hasta seis unidades de cinta Si la biblioteca de cintas está conectada mediante SCSI a un host, procure no haya más de dos unidades en un solo bus. En las bibliotecas con cinco o seis unidades de cinta, se requieren controladoras SCSI adicionales para garantizar que ningún bus se convierta en un obstáculo para maximizar el rendimiento. Figura 1-8. Cableado SCSI para bibliotecas con hasta seis unidades de cinta Cable SCSI de la biblioteca al host Terminador Terminador Cable SCSI de la biblioteca al host Cable SCSI de la unidad a la controladora de la biblioteca 168 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas Biblioteca de cintas con hasta dos unidades de cinta Las unidades de una biblioteca de cintas con dos unidades completamente configurada pueden cablearse a un host del mismo bus SCSI sin que el rendimiento de la copia de seguridad encuentre limitaciones importantes. La velocidad de copia de seguridad correspondiente a dos unidades en un único bus SCSI coincidirá con la de dos unidades en buses distintos. Sin embargo, los clientes que activen la función de verificación en las aplicaciones de copia de seguridad pueden mejorar el rendimiento de la verificación dividiendo las dos unidades en dos buses SCSI. Si se hace esto, el rendimiento de la verificación puede llegar a mejorar un 25 por ciento Figura 1-9. Cableado SCSI para bibliotecas con entre una y dos unidades de cinta Terminador Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 169 www.dell.com | support.dell.com Cableado de las unidades al puente Fibre Channel En las figuras de la 1-10 a la 1-17 se muestra cómo debe configurarse una biblioteca de cintas con hasta seis unidades de cinta y un módulo de puente Fibre Channel para optimizar el rendimiento de la cinta en FC. Figura 1-10. Cableado del puente Fibre Channel con una unidad de cinta Interfaz SCSI de biblioteca Terminador Unidad 1 SCSI 1 170 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas Figura 1-11. Cableado del puente Fibre Channel con dos unidades de cinta Interfaz SCSI de biblioteca Terminador Unidad 2 Terminador Unidad 1 SCSI 1 SCSI 2 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 171 www.dell.com | support.dell.com Figura 1-12. Cableado del puente Fibre Channel con tres unidades de cinta Interfaz SCSI de biblioteca Terminador Unidad 3 Unidad 2 SCSI 1 SCSI 2 172 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas Terminador Unidad 1 Figura 1-13. Cableado del puente Fibre Channel con cuatro unidades de cinta Terminador Interfaz SCSI de biblioteca Unidad 4 Unidad 3 Terminador Unidad 2 SCSI 1 Unidad 1 SCSI 2 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 173 www.dell.com | support.dell.com Figura 1-14. Configuración de la agrupación por zonas Fibre Channel para una biblioteca de cintas con entre una y cinco unidades Figura 1-15. Cableado del puente Fibre Channel con cinco unidades de cinta Terminador Interfaz SCSI de biblioteca Unidad 5 Unidad 4 SCSI 3 Terminador Unidad 3 SCSI 4 SCSI 1 Unidad 2 Terminador Unidad 1 SCSI 2 174 Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas Figura 1-16. Cableado del puente Fibre Channel con seis unidades de cinta Terminador Unidad 6 Terminador Interfaz SCSI de biblioteca Unidad 5 Unidad 4 SCSI 3 Terminador SCSI 4 Unidad 3 Unidad 2 SCSI 1 Terminador Unidad 1 SCSI 2 Figura 1-17. Configuración de la agrupación por zonas Fibre Channel para una biblioteca de cintas con cinco o seis unidades Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas 175 www.dell.com | support.dell.com En las figuras 1-18 y 1-19 se muestra cómo debe configurarse una biblioteca de cintas con entre una y dos unidades de cinta y un módulo de puente Fibre Channel para optimizar el rendimiento de la cinta en FC. Figura 1-18. Biblioteca de cintas con una unidad Terminador Figura 1-19. Biblioteca de cintas con dos unidades Terminador 176 Terminador Consideraciones sobre el rendimiento de las unidades de cinta y las bibliotecas de cintas
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