¿Cómo están organizados los datos en los NAS de QNAP?
En los NAS de QNAP, el espacio de almacenamiento se presenta a los usuarios finales como carpetas compartidas, lo que brinda una forma fácil de almacenar archivos en una ubicación remota y acceder a ellos por la red. Sin embargo, dichas carpetas son sólo una de múltiples capas de las que se compone la arquitectura del dispositivo. En realidad, los datos suelen distribuirse entre varias unidades, que a su vez están organizadas en un solo sistema. QNAP también puede utilizar estructuras especiales para asegurar la integridad de datos y para lograr una mayor flexibilidad y una velocidad acelerada. Siga leyendo para obtener más información sobre los principios de organización de datos en los NAS de QNAP, la comprensión de los cuales es crucial, si desea configurar el almacenamiento o recuperar sus carpetas y archivos perdidos.
Niveles de RAID en los NAS de QNAP
Como regla general, en los NAS de QNAP, las unidades se unen en un arreglo RAID (grupo/matriz redundante de discos independientes). A diferencia de Synology o Drobo, QNAP no tiene su propia tecnología de RAID. En su vez, la mayoría de los dispositivos de QNAP soportan los RAID de software tradicionales. El surtido de tipos de RAID disponibles puede variar según el modelo. Las posibles opciones son las siguientes:
Las configuraciones de una sola unidad no pueden ofrecer ni rendimiento mejorado ni tolerancia frente a fallos físicos. Se encuentran con poca frecuencia, principalmente en los NAS de nivel básico para almacenar datos no críticos, o se utilizan en combinación con un plan de copia de seguridad sólido.
RAID 0 fusiona el espacio de dos o más unidades aplicando la técnica de striping (distribución en bandas). No proporciona ninguna protección contra fallas, sin embargo, permite lograr velocidades de lectura/escritura más altas sin pérdida de capacidad.
RAID 1 duplica los mismos datos en dos unidades separadas. Si una de ellas falla, todavía será posible obtener los datos duplicados desde otra unidad del arreglo. Este tipo de matriz ofrece un alto nivel de protección de datos, pero no es muy eficaz en términos de capacidad, ya que no deja utilizar la mitad de la disponible.
RAID 5 emplea la distribución de datos en bandas junto con los bloques de paridad en tres o más unidades. En caso de que una de ellas se rompa, los datos que contiene se pueden restaurar con la ayuda de la paridad. Este nivel permite lograr un equilibrio óptimo entre la tolerancia a fallas, el rendimiento y la capacidad, como la paridad consume la cantidad de espacio de almacenamiento igual a la ocupada por una unidad que forma parte del arreglo.
RAID 6 distribuye los datos divididos en bandas y la paridad dual entre cuatro o más unidades. Así que, incluso si dos unidades fallan al mismo tiempo, todavía será posible recuperar el arreglo utilizando las restantes. Este tipo de RAID ofrece un nivel muy alto de protección de datos y un rendimiento rápido; sin embargo, la capacidad de almacenamiento equivalente a la de dos unidades está inaccesible.
JBOD se puede crear en dos o más unidades. Los datos se escribirán en la primera unidad hasta que se llene. Después de eso, la escritura continuará en la unidad siguiente del conjunto. Como regla general, esta configuración no se recomienda como no puede ofrecer ni tolerancia a fallas ni rendimiento mejorado. El único beneficio que proporciona es la posibilidad de usar toda la capacidad del arreglo.
RAID 10 requiere cualquier número par de unidades, a partir de 4. En este caso, una copia de datos se almacena en cada par de unidades que están agrupadas como en RAID 0. La matriz se puede restaurar siempre que al menos una unidad del par siga operable. Este diseño acelera el rendimiento y garantiza una protección de datos buena, pero deja utilizar sólo el 50% de la capacidad total del arreglo.
RAID 50 se crea a partir de 6 o más unidades. Cada tres unidades se unen en una matriz RAID 5 y los datos se distribuyen entre ellas como en RAID 0. La información se puede recuperar siempre que al menos dos unidades en cada configuración de RAID 5 sigan funcionando. Este diseño ofrece una mejor integridad de datos y un rendimiento más alto que RAID 5, mientras que se desperdicia hasta un 30% de la capacidad, que es menos en comparación con RAID 10.
RAID 60 es muy similar a RAID 50, pero requiere al menos 8 unidades y agrupa cada cuatro discos en RAID 6. Esta configuración garantiza una confiabilidad aún mayor, como puede resistir la falla de hasta dos unidades en cada RAID 6. Aún así, el uso del espacio de almacenamiento es menos productivo, ya que se puede desperdiciar hasta el 50% de la capacidad.
RAID-TP es una matriz de triple paridad disponible sólo para los dispositivos QNAP que se ejecutan en QuTS hero basado en ZFS. Proporciona una redundancia mejorada, suficiente para proteger el almacenamiento contra la falla simultánea de tres unidades.
RAID-TM es una configuración de espejo triple que también se puede encontrar sólo en un NAS de QNAP basado en ZFS. En esta matriz, tres unidades se duplican entre sí, lo que brinda aún más posibilidades para restaurar los datos. La desventaja obvia es que sólo un tercio de la capacidad total permanece accesible.
Imagen 1. Tipos de RAID en los NAS de QNAP
Volúmenes lógicos en los NAS de QNAP
En cuanto a los volúmenes lógicos, en el NAS de QNAP se pueden crear directamente en una sola unidad/un grupo de RAID o con la ayuda de Linux LVM. En el primer caso, a un volumen estático de tamaño fijo se le asigna de inmediato la capacidad de almacenamiento disponible, al igual que a una partición convencional. En el segundo caso, un grupo de almacenamiento funciona como una capa de abstracción adicional entre el almacenamiento físico y los volúmenes en él. Dicho grupo cuenta con la capacidad de todas las unidades o grupos RAID seleccionados y permite configurar volúmenes flexibles dentro de él. Los volúmenes flexibles se pueden cambiar de tamaño y además ellos soportan varias funciones avanzadas, como copias instantáneas (snapshots) o Qtier.
Imagen 2. Volumen estático en el NAS de QNAP.
Hay dos tipos diferentes de volúmenes flexibles. Un volumen grueso (thick) es la opción predeterminada para los dispositivos que soportan grupos de almacenamiento. El usuario define el tamaño del volumen en el momento de creación, y esta misma cantidad de espacio se reserva inmediatamente en el grupo de almacenamiento. Dicha porción de espacio estará siempre a la disposición del volumen, incluso cuando el resto del espacio del grupo de almacenamiento sea ocupado por otros volúmenes.
Imagen 3. Volumen grueso (thick) en el NAS de QNAP.
Un volumen fino (thin) no reserva ningún espacio por adelantado, sino a medida que los datos reales se escriben en él. La capacidad disponible del grupo se comparte entre todos los volúmenes finos mediante el mecanismo de aprovisionamiento fino de LVM. Cuando se eliminan datos, el espacio liberado se devuelve al grupo y puede ser utilizado por otros volúmenes según sea necesario.
Imagen 4. Volumen fino (thin) en el NAS de QNAP.
Cualquier volumen lógico puede contener varias carpetas compartidas que se utilizan para almacenar archivos. El NAS mismo también crea unas carpetas de servicios para sus propias necesidades. Aunque no son visibles a través de la red, existen en el volumen y ocupan cierta cantidad del espacio de almacenamiento.
Imagen 5. Carpeta compartida en el NAS de QNAP.
Tecnologías de almacenamiento adicionales de QNAP
Ciertos modelos de QNAP permiten que sus volúmenes aprovechen aún más la memoria flash. Se puede configurar una caché SSD especial en cualquier unidad de estado sólido montada en la caja y usarla como un búfer temporal de lectura y/o escritura para lograr un rendimiento acelerado del volumen seleccionado. La función de almacenamiento en caché se puede configurar como LRU (del inglés Least Recently Used, menos usada recientemente) para que los elementos menos utilizados se eliminen del caché cuando está lleno, o como FIFO (del inglés First In, First Out, primera en entrar, primera en salir) para que se quiten los elementos más antiguos.
Imagen 6. Caché SSD en el NAS de QNAP.
Algunos modelos basados en QTS también soportan la tecnología Qtier que automáticamente transfiere los datos entre SSD más rápidos y unidades mecánicas más lentas en el grupo de almacenamiento según la frecuencia de acceso. La transferencia se realiza con la ayuda de la funcionalidad de aprovisionamiento ligero.
Imagen 7. Qtier en el NAS de QNAP.
En la mayoría de los modelos de QNAP, los volúmenes se pueden cifrar con la ayuda del algoritmo AES de 256 bits. Esta tecnología se basa en el estándar LUKS de Linux. Sin embargo, QNAP emplea sus propias técnicas para transformar la contraseña de descifrado especificada por el usuario y descifrar el volumen. En adición, una clave de cifrado basada en esta contraseña se puede generar y exportar manualmente cuando se configura el cifrado o más tarde. Esta clave se guarda en un archivo de 256 bytes en formato *.key que se puede utilizar como un método alternativo de descifrado. Algunos dispositivos también permiten realizar el cifrado a nivel de carpetas por medio de eCryptFS.
Imagen 8. Cifrado de volúmenes en el NAS de QNAP.
También hay modelos de QNAP que soportan unidades de autocifrado (SED). En este caso, el cifrado se realiza a nivel de hardware: los datos se cifran automáticamente a medida que se escriben en la unidad. La clave de cifrado (DEK) se almacena en la unidad y se utiliza por el controlador integrado para cifrar y descifrar los datos. La clave DEK en sí también se puede cifrar con una clave de cifrado de autenticación (AEK) definida por el usuario. Se debe proporcionar una clave de autenticación válida para leer la DEK y así desbloquear la unidad. QNAP permite usar dichas unidades individualmente y también crear un grupo de almacenamiento completamente cifrado sobre la base de ellas.
Consulte el artículo correspondiente para obtener más información sobre las peculiaridades generales de los NAS de QNAP, los problemas que comúnmente provocan la pérdida de datos y el proceso de recuperación de datos.
Última actualización: el 06 de octubre de 2022