Los discos en la nube ESSD alcanzan una confiabilidad de datos del 99.9999999 % (nueve nueves) con redundancia local y del 99.9999999999 % (doce nueves) con redundancia de zona, gracias al almacenamiento triplicado y a la validación de datos de extremo a extremo.
Ventajas técnicas
Durabilidad de los datos: Cada fragmento de datos se replica en tres copias distribuidas en distintos nodos físicos y racks. Si una o dos réplicas dejan de estar disponibles, las réplicas restantes continúan atendiendo las operaciones de lectura y escritura.
Integridad de los datos: El sistema genera y verifica una suma de comprobación en cada etapa del proceso de escritura y almacenamiento. Una discrepancia activa de inmediato la corrección de errores para evitar la corrupción de datos durante la transferencia y el almacenamiento. Esta validación cuenta con aceleración por hardware y tiene un impacto insignificante en el rendimiento de lectura y escritura.
Recuperación automática ante fallos: Cuando el sistema detecta un fallo en un nodo de almacenamiento o un número insuficiente de réplicas, restaura los datos desde una réplica sana para restablecer el estado completo de tres réplicas. El proceso de recuperación es transparente para sus aplicaciones.
Escenarios de protección
-
Indisponibilidad de datos por fallos de hardware
Desafío: Los daños en discos, las caídas de servidores o los cortes de energía en los racks pueden volver inaccesibles los datos almacenados en los dispositivos físicos afectados.
Protección técnica: El mecanismo triplicate storage distribuye los datos en diferentes nodos físicos. Ante un fallo, el sistema realiza un failover hacia las réplicas sanas y reconstruye una nueva réplica en segundo plano, sin afectar su negocio.
-
Corrupción silenciosa de datos
Desafío: Las inversiones de bits en memoria, los errores de transmisión de red o la degradación del firmware de los discos pueden provocar una corrupción de datos no detectada, difícil de identificar con métodos tradicionales.
Protección técnica: End-to-end data validation genera sumas de comprobación en cada paso del proceso de escritura. Durante la lectura, el sistema verifica estas sumas y activa la corrección inmediata de errores si detecta discrepancias, lo que garantiza que los datos leídos coincidan con los escritos.
Estas tecnologías protegen contra fallos de hardware y corrupción de datos en la capa de infraestructura. Los riesgos a nivel de aplicación, como eliminaciones accidentales o ataques por virus, requieren snapshots.
Mecanismo de almacenamiento triplicado
El almacenamiento triplicado resuelve la indisponibilidad de datos causada por fallos de hardware. El sistema replica cada fragmento de datos escrito en un disco en la nube en tres copias y las almacena en distintos nodos físicos.
Proceso de escritura de datos
El sistema utiliza un mecanismo de escritura síncrona de múltiples réplicas. Una operación de escritura solo se considera exitosa cuando los datos se escriben en todas las réplicas; de lo contrario, falla. Esto garantiza una consistencia fuerte: cualquier lectura posterior devuelve siempre los datos escritos más recientemente.
Estrategia de ubicación de réplicas
Para evitar fallos correlacionados, como la pérdida de varias réplicas por un corte de energía en un rack, el mecanismo de almacenamiento triplicado sigue esta estrategia de ubicación:
Aislamiento de racks: Las tres réplicas se distribuyen en nodos de almacenamiento ubicados en racks diferentes. Un fallo en un solo equipo o en un solo rack no afecta la disponibilidad de los datos.
Aislamiento de dominios de fallo: En los discos en la nube ESSD con redundancia local, las réplicas se distribuyen en distintos racks dentro de la misma zona. En los discos ESSD con redundancia de zona, las réplicas abarcan diferentes zonas, lo que eleva la recuperación ante desastres del nivel de rack al nivel de zona.
Balanceo de carga: Además de cumplir con los requisitos de aislamiento, el sistema considera la capacidad de almacenamiento, la carga de E/S y la topología de red para equilibrar la utilización de recursos y el rendimiento.
Proceso de recuperación ante fallos
Cuando el sistema detecta que el número de réplicas es insuficiente, selecciona un nodo de almacenamiento sano que cumpla con la directiva de aislamiento y copia los datos desde una réplica existente para restaurar el estado de tres réplicas. Este proceso es transparente para sus aplicaciones y no requiere intervención manual.
Validación de datos de extremo a extremo
La validación de datos de extremo a extremo aborda la corrupción silenciosa de datos durante la transferencia y el almacenamiento.
Proceso de validación
En cada etapa del proceso de escritura y almacenamiento, el sistema utiliza una verificación de redundancia cíclica (CRC) para comprobar la integridad de los datos.
Tras iniciar una solicitud de E/S: Los datos ingresan a la ruta de block storage y se genera una suma de comprobación inicial.
Después de la copia en memoria: Una vez que los datos se copian en la memoria del nodo de cómputo, el sistema compara la suma de comprobación para detectar errores.
Tras la transmisión por red: Cuando los datos llegan a la capa de red del nodo de almacenamiento, el sistema compara la suma de comprobación para identificar errores de bits durante la transferencia.
Al recibirlos el nodo de almacenamiento: Después de escribir los datos en la memoria del nodo de almacenamiento, el sistema compara la suma de comprobación.
Al persistir los datos en disco: Una vez que los datos se escriben en el disco, el sistema compara la suma de comprobación.
Si se detecta una discrepancia en la suma de comprobación en cualquier etapa, se activa de inmediato el manejo de errores. Esta validación cuenta con aceleración por hardware y tiene un impacto insignificante en el rendimiento de lectura y escritura.
Manejo de errores
El manejo de errores varía según el lugar donde ocurra el fallo:
Capa de transporte de red: El sistema retransmite los datos hasta que la validación sea correcta.
Medio de almacenamiento: El sistema marca el bloque defectuoso y lee los datos correctos desde otra réplica para realizar la recuperación.
Memoria: El mecanismo de código de corrección de errores (ECC) corrige los fallos y el sistema reintenta la operación de E/S.
Preguntas frecuentes
-
¿El mecanismo de almacenamiento triplicado implica que debo pagar por el triple de capacidad de almacenamiento?
No. El almacenamiento triplicado es una función integrada de confiabilidad de datos. Alibaba Cloud asume el costo de la redundancia de almacenamiento 3x. Usted solo paga por la capacidad del disco en la nube que adquiera. Por ejemplo, un disco en la nube de 40 GiB ofrece 40 GiB de capacidad utilizable y facturable.
-
¿Cómo puedo proteger aún más mis datos?
Create an automatic snapshot policy para realizar copias de seguridad periódicas. Utilice las instantáneas para revertir un disco en la nube si surge algún problema.
Copy snapshots entre regiones. Ante un fallo, create a data disk from a snapshot y attach hacia una instancia en espera.
-
¿Puede el mecanismo de almacenamiento triplicado prevenir todo tipo de pérdida de datos?
El almacenamiento triplicado protege contra fallos de hardware en la capa de infraestructura. Los riesgos a nivel de aplicación, como eliminaciones accidentales o ataques por virus, requieren snapshots.
-
¿Cómo garantiza el mecanismo de almacenamiento triplicado la consistencia de los datos?
El sistema utiliza un mecanismo de escritura síncrona de múltiples réplicas. Una operación de escritura solo se considera exitosa cuando los datos se escriben en todas las réplicas; de lo contrario, falla. Esto garantiza una consistencia fuerte: cualquier lectura posterior devuelve siempre los datos escritos más recientemente.