¿Qué es el almacenamiento por niveles?

El almacenamiento por niveles es una arquitectura de gestión de datos que organiza y distribuye los datos entre varios tipos de almacenamiento en función del rendimiento, el coste y la frecuencia de acceso. Este enfoque optimiza la utilización de los recursos asignando los datos a los que se accede con frecuencia a un almacenamiento de alta velocidad y alto rendimiento, como NVMe o SSD, mientras se trasladan los datos menos críticos o a los que se accede con poca frecuencia a un almacenamiento rentable y de alta capacidad, como HDD o archivos en cinta.

Los niveles de almacenamiento suelen clasificarse en:

1. Almacenamiento en caliente (nivel de alto rendimiento): Diseñado para datos de acceso frecuente y de misión crítica, este nivel utiliza unidades SSD o NVMe de alta velocidad para una latencia mínima y un rendimiento máximo. Es ideal para aplicaciones en tiempo real, bases de datos y cargas de trabajo informáticas de alto rendimiento.
2. Almacenamiento en caliente (almacenamiento de nivel medio): Equilibra el rendimiento y el coste, utilizando unidades SSD SATA o HDD de alto rendimiento para los datos a los que se accede con poca frecuencia. Suele utilizarse para el almacenamiento casi en línea, las soluciones de copia de seguridad y las bases de datos secundarias.
3. Almacenamiento en frío (nivel de archivo): Destinado al almacenamiento a largo plazo de datos a los que se accede con poca frecuencia, este nivel se basa en discos duros tradicionales, almacenamiento en cinta o soluciones de archivo basadas en la nube. Es adecuado para datos de conformidad, registros históricos y copias de seguridad.

Los sistemas modernos de almacenamiento por niveles suelen incorporar políticas automatizadas de migración de datos basadas en inteligencia artificial (IA) o aprendizaje automático (ML) para mover dinámicamente los datos entre niveles en función de los patrones de uso. Esto garantiza un rendimiento óptimo al tiempo que minimiza los costes de almacenamiento.

¿Cómo funciona el almacenamiento por niveles?

El almacenamiento por niveles funciona analizando sistemáticamente los datos y distribuyéndolos entre distintos medios de almacenamiento en función de los requisitos de rendimiento, la frecuencia de acceso y las consideraciones de coste. El proceso comienza con la clasificación de los datos, en la que los sistemas de almacenamiento evalúan la frecuencia con la que se accede a los archivos o conjuntos de datos y los categorizan en consecuencia. Los datos de uso frecuente o de alta prioridad se identifican como "calientes", mientras que la información a la que se accede con menos frecuencia se considera "caliente" o "fría". Esta clasificación permite una colocación eficaz de los datos, garantizando que las cargas de trabajo de misión crítica residan en un almacenamiento de alta velocidad, mientras que los datos de archivo se almacenan en soluciones rentables y de alta capacidad.

Una vez clasificados los datos, los administradores informáticos los colocan manualmente o los gestionan automáticamente mediante análisis basados en IA. Muchas soluciones de almacenamiento modernas incorporan algoritmos de aprendizaje automático para rastrear los patrones de acceso y ajustar dinámicamente la colocación de los datos en tiempo real. Las políticas que rigen el almacenamiento por niveles determinan cuándo y cómo los datos transitan entre niveles. Por ejemplo, una organización puede configurar su sistema de almacenamiento para migrar los archivos a los que no se ha accedido durante 30 días de las unidades SSD a las HDD y, al cabo de un año, trasladarlos al almacenamiento en cinta o a un servicio de archivo basado en la nube. Estas políticas ayudan a equilibrar el rendimiento y el coste manteniendo sólo los datos más relevantes en soportes caros y de alto rendimiento.

Para garantizar la eficiencia, las soluciones de almacenamiento por niveles emplean técnicas de optimización como el almacenamiento en caché, la replicación y la deduplicación. Los datos a los que se accede con frecuencia pueden almacenarse temporalmente en caché en capas de almacenamiento más rápidas para mejorar la capacidad de respuesta, mientras que las copias redundantes de los datos menos críticos se consolidan para reducir la sobrecarga de almacenamiento. Además, el almacenamiento por niveles suele integrarse con entornos híbridos y basados en la nube, lo que permite a las empresas ampliar sin problemas su arquitectura de almacenamiento. Muchas empresas utilizan plataformas en la nube para descargar datos fríos, lo que reduce los costes de la infraestructura local al tiempo que mantiene la accesibilidad a largo plazo.

Almacenamiento por niveles frente a otras soluciones de almacenamiento

El almacenamiento por niveles se diferencia de otras arquitecturas de almacenamiento en que distribuye dinámicamente los datos entre varios tipos de almacenamiento en función de la frecuencia de acceso y la rentabilidad. Por el contrario, el almacenamiento all-flash se basa únicamente en unidades SSD de alto rendimiento, lo que lo hace ideal para aplicaciones en tiempo real que requieren un acceso rápido a los datos, pero costoso para almacenar grandes conjuntos de datos. Aunque las soluciones all-flash maximizan la velocidad, carecen de la optimización de costes que proporciona el almacenamiento por niveles al descargar los datos a los que se accede con poca frecuencia en soportes de menor coste.

El almacenamiento híbrido combina flash y discos duros en un único sistema, pero suele carecer del movimiento de datos automatizado y basado en políticas del almacenamiento por niveles. Proporciona cierta optimización del rendimiento pero no se adapta dinámicamente a los cambiantes patrones de acceso a los datos. Del mismo modo, el almacenamiento definido por software (SDS) virtualiza la gestión del almacenamiento, lo que permite un control centralizado a través de múltiples dispositivos, pero no clasifica ni migra intrínsecamente los datos entre niveles a menos que se combine con estrategias de almacenamiento por niveles.

Las soluciones de almacenamiento en la nube también incorporan la clasificación por niveles, como la migración automática de Amazon S3 al almacenamiento de archivo en función del uso. Aunque la clasificación por niveles basada en la nube reduce los costes locales, puede introducir latencia y tarifas de transferencia de datos, por lo que es importante que las empresas evalúen sus necesidades específicas.

A diferencia del almacenamiento híbrido estático o de las matrices all-flash, el almacenamiento por niveles se adapta continuamente a las cambiantes demandas de datos, garantizando el rendimiento al tiempo que mantiene los costes bajo control. Cuando se integra con SDS o almacenamiento basado en la nube, ofrece una solución escalable y rentable para la gestión de datos a largo plazo.

Casos de uso del almacenamiento por niveles

El almacenamiento por niveles se utiliza ampliamente en entornos informáticos empresariales en los que es fundamental equilibrar el rendimiento y el coste. En los centros de datos a gran escala, las empresas utilizan el almacenamiento por niveles para optimizar las bases de datos, garantizando que los datos consultados con frecuencia residan en unidades SSD de alta velocidad mientras que los registros más antiguos se almacenan en unidades HDD de menor coste o en archivos en la nube. Del mismo modo, las redes de distribución de contenidos (CDN) aprovechan el almacenamiento por niveles para almacenar en caché los archivos multimedia más populares en un almacenamiento de acceso rápido mientras mantienen los contenidos menos solicitados en un almacenamiento de nivel inferior, lo que reduce la latencia y mejora la experiencia del usuario.

Otro caso de uso clave es la gestión de copias de seguridad y archivos, donde las organizaciones implementan el almacenamiento por niveles para racionalizar las políticas de retención de datos. Las copias de seguridad críticas del sistema y las instantáneas recientes permanecen en un almacenamiento de rendimiento optimizado para una recuperación rápida, mientras que las copias de seguridad más antiguas se migran a un almacenamiento en frío, como cintas o archivos en la nube, para reducir los costes de infraestructura. Los sectores con requisitos de cumplimiento estrictos, como la sanidad y las finanzas, también se benefician del almacenamiento por niveles al garantizar la retención de datos a largo plazo al tiempo que se minimizan los gastos de almacenamiento.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuáles son algunas de las ventajas comerciales del almacenamiento por niveles?
   El almacenamiento por niveles ayuda a las empresas a reducir costes garantizando que el almacenamiento de alto rendimiento se reserva para los datos a los que se accede con frecuencia, mientras que el almacenamiento de menor coste se encarga de las cargas de trabajo poco frecuentes. Esta optimización reduce los gastos de infraestructura, prolonga la vida útil del hardware y mejora la eficacia operativa sin comprometer el rendimiento.
2. ¿Cuáles son los retos de la implantación de un sistema de almacenamiento por niveles?
   La implantación de un sistema de almacenamiento por niveles puede resultar compleja, ya que requiere una planificación cuidadosa de las políticas de clasificación de datos y de la integración con la infraestructura existente. Las organizaciones también pueden enfrentarse a retos a la hora de automatizar el movimiento de datos, garantizar la compatibilidad entre los distintos tipos de almacenamiento y gestionar la latencia de acceso cuando se recuperan datos de los niveles de menor coste.
3. ¿Cómo mejora el almacenamiento por niveles la recuperación en caso de catástrofe?
   Al clasificar los datos en función de su prioridad, el almacenamiento por niveles permite a las organizaciones mantener los datos de misión crítica fácilmente disponibles en un almacenamiento de alto rendimiento, al tiempo que almacenan las copias de seguridad y los archivos en niveles de almacenamiento resistentes y de menor coste. Esto garantiza tiempos de recuperación más rápidos para los datos esenciales a la vez que mantiene los costes de almacenamiento a largo plazo manejables.