Información general sobre Réplica de almacenamiento
Se aplica a Azure Stack HCI, Windows Server 2022, Windows Server 2019 y Windows Server 2016
Réplica de almacenamiento es una tecnología de Windows Server que permite la replicación de volúmenes entre servidores o clústeres para la recuperación ante desastres. También permite crear clústeres de conmutación por error extendidos que abarcan dos sitios, con todos los nodos sincronizados.
La Réplica de almacenamiento admite la replicación sincrónica y asincrónica:
- La replicación sincrónica refleja los datos en un sitio de red de baja latencia con volúmenes coherentes frente a bloqueos para asegurar que no se produce absolutamente ninguna pérdida de datos en el nivel de sistema de archivos durante un error.
- La Replicación asincrónica refleja los datos entre sitios más allá de los intervalos metropolitanos a través de enlaces de red con latencias superiores, pero sin ninguna garantía de que ambos sitios tengan copias idénticas de los datos en el momento del error.
¿Por qué usar Réplica de almacenamiento?
Réplica de almacenamiento ofrece funciones de preparación y recuperación ante desastres en Windows Server. Windows Server ofrece la tranquilidad de saber que no se perderá absolutamente ningún dato, con la posibilidad de proteger los datos de diferentes bastidores, pisos, edificios, universidades, provincias y ciudades de forma sincrónica. Después de un desastre, todos los datos existen en otro lugar, sin ninguna posibilidad de pérdida. Lo mismo se aplica antes de que se produzca un desastre; Réplica de almacenamiento ofrece la posibilidad de cambiar las cargas de trabajo a ubicaciones seguras antes de que lleguen las catástrofes cuando se tiene constancia de estas con antelación: una vez más, sin pérdida de datos.
Réplica de almacenamiento permite un uso más eficaz de varios centros de datos. Al extender o replicar los clústeres, las cargas de trabajo se pueden ejecutar en varios centros de datos para un acceso más rápido para los usuarios y las aplicaciones de proximidad local, y también para una mejor distribución de la carga y uso de los recursos de proceso. Si un desastre deja un centro de datos sin conexión, puede mover sus cargas de trabajo habituales temporalmente a otro sitio.
Con Réplica de almacenamiento, puede retirar los sistemas de replicación de archivos existentes, como Replicación DFS, que se sentían presionados a rendir a un nivel cuya condición de soluciones de recuperación ante desastres de gama baja no les permitía alcanzar. Aunque Replicación DFS funciona bien a través de redes de ancho de banda bajo, la latencia es alta (suele medirse en horas o días). Esto se debe al requisito establecido de cerrar los archivos y sus limitaciones artificiales diseñadas para impedir la congestión de la red. Con estas características de diseño, los archivos más recientes y más utilizados de una Replicación DFS son los que cuentan con menos probabilidades de replicarse. Réplica de almacenamiento funciona por debajo del nivel de archivo y no tiene ninguna de estas restricciones.
Réplica de almacenamiento también admite la replicación asincrónica durante intervalos más prolongados y redes de latencia mayor. Dado que no se basa en un punto de control, sino que replica constantemente, la diferencia de cambios tiende a ser mucho menor que la de los productos basados en instantáneas. Réplica de almacenamiento funciona en la capa de particiones y, por lo tanto, replica todas las instantáneas de VSS que crea Windows Server o el software de copia de seguridad. Al usar instantáneas de VSS, permite el uso de instantáneas de datos consistentes entre aplicaciones para la recuperación a un momento dado, sobre todo datos de usuario no estructurados que se replican de forma asincrónica.
Configuraciones admitidas
Puede implementar Réplica de almacenamiento en un clúster extendido, entre configuraciones de clúster a clúster y en configuraciones de servidor a servidor (vea las ilustraciones 1-3).
Clúster extendido permite la configuración de equipos y almacenamiento en un único clúster, donde algunos nodos comparten un conjunto de almacenamiento asimétrico y otros nodos comparten otro y, luego, se replican de manera sincrónica o asincrónica con el reconocimiento de sitios. Este escenario puede utilizar Espacios de almacenamiento con almacenamiento SAS compartido, SAN y LUC asociados a iSCSI. Se administra con PowerShell y la herramienta gráfica del Administrador de clústeres de conmutación por error y permite la conmutación por error de una carga de trabajo automatizada.
ILUSTRACIÓN 1: replicación de almacenamiento en un clúster extendido con Réplica de almacenamiento
Clúster a clúster permite la replicación entre dos clústeres independientes, donde un clúster replica de forma sincrónica o asincrónica con otro clúster. Este escenario puede utilizar Espacios de almacenamiento directo, espacios de almacenamiento con almacenamiento SAS compartido, SAN y LUN asociados a iSCSI. Se administra con Windows Admin Center y PowerShell y requiere la intervención manual para la conmutación por error.
ILUSTRACIÓN 2: replicación de almacenamiento de clúster a clúster mediante Réplica de almacenamiento
Servidor a servidor permite la replicación sincrónica y asincrónica entre dos servidores independientes, usando Espacios de almacenamiento con almacenamiento SAS compartido, SAN y LUN asociados a iSCSI y unidades locales. Se administra con Windows Admin Center y PowerShell y requiere la intervención manual para la conmutación por error.
ILUSTRACIÓN 3: replicación de almacenamiento de servidor a servidor mediante Réplica de almacenamiento
Nota
También puede configurar la replicación de servidor al propio dispositivo, usando cuatro volúmenes independientes en un equipo. Sin embargo, esta guía no incluye este escenario.
Características de Réplica de almacenamiento
Cero pérdida de datos, replicación a nivel de bloque. Con Replicación sincrónica, no hay ninguna posibilidad de pérdida de datos. Con la replicación a nivel de bloque, no existe la posibilidad de que se bloquee el archivo.
Implementación y administración sencillas. Réplica de almacenamiento tiene un mandato de diseño de uso sencillo. Para la creación de una asociación de replicación entre dos servidores se puede usar Windows Admin Center. La implementación de clústeres extendidos usa un asistente intuitivo en la conocida herramienta Administrador de clústeres de conmutación por error.
Invitado y host. Todas las funcionalidades de Réplica de almacenamiento se exponen en implementaciones virtualizadas basadas en host y en invitado. Esto significa que los invitados pueden replicar sus volúmenes de datos incluso si se ejecutan en plataformas de virtualización distintas de Windows o en nubes públicas, siempre que usen Windows Server en el invitado.
Base en SMB3. Réplica de almacenamiento utiliza la tecnología probada y asentada de SMB 3, publicada por primera vez en Windows Server 2012. Esto significa que todas las características avanzadas de SMB, como la compatibilidad directa en SMB y multicanal en tarjetas de red RoCE, iWARP e InfiniBand RDMA, están disponibles para Réplica de almacenamiento.
Seguridad. A diferencia de los productos de muchos proveedores, Réplica de almacenamiento tiene incorporada la tecnología de seguridad líder del sector. Esto incluye la firma de paquetes, el cifrado completo de datos de AES-128-GCM, la compatibilidad con la aceleración del cifrado de Intel AES-NI y la prevención de ataque de tipo "Man in the middle" mediante la integridad por autenticación previa. Réplica de almacenamiento utiliza Kerberos AES256 para toda la autenticación entre los nodos.
Sincronización inicial de alto rendimiento. Réplica de almacenamiento admite una primera sincronización inicializada, donde un subconjunto de datos ya existe en un destino de copias más antiguas, copias de seguridad o unidades enviadas. La replicación inicial solo copia los bloques diferentes, lo que reduce potencialmente el tiempo de sincronización inicial y evita que los datos usen el ancho de banda limitado. El hecho de que las réplicas de almacenamiento bloqueen el cálculo y el agregado de la suma de comprobación significa que el rendimiento de la sincronización inicial solo está limitado por la velocidad del almacenamiento y la red.
Grupos de coherencia. El orden de escritura garantiza que las aplicaciones como Microsoft SQL Server puedan escribir en varios volúmenes replicados y que los datos se escribirán en el servidor de destino secuencialmente.
Delegación de usuarios. Es posible delegar permisos a los usuarios para administrar la replicación sin que sean miembros del grupo de administradores integrados en los nodos replicados, limitando así el acceso a las zonas no relacionadas.
Restricción de red. Réplica de almacenamiento puede limitarse a redes individuales por servidor y volúmenes replicados, con el fin de proporcionar ancho de banda de aplicación, copia de seguridad y software de administración.
Aprovisionamiento fino. Se admite el aprovisionamiento fino en Espacios de almacenamiento y dispositivos SAN, con el fin de proporcionar tiempos de replicación iniciales casi instantáneos en muchas circunstancias. Una vez iniciada la replicación inicial, el volumen no se podrá reducir ni recortar.
Compresión. Réplica de almacenamiento ofrece la compresión de los datos transferidos a través de la red entre el servidor de origen y de destino. La compresión de Réplica de almacenamiento para la transferencia de datos solo se admite en Windows Server Datacenter: Azure Edition, a partir de la compilación del sistema operativo 20348.1070 y versiones posteriores (KB5017381).
Réplica de almacenamiento incluye las características siguientes:
| Característica | Detalles |
|---|---|
| Tipo | Base en host |
| Sincrónico | Sí |
| Asincrónica | Sí |
| Independiente del hardware de almacenamiento | Sí |
| Unidad de replicación | Volumen (partición) |
| Creación de un clúster extendido de Windows Server | Sí |
| Replicación de servidor a servidor | Sí |
| Replicación de clúster a clúster | Sí |
| Transporte | SMB3 |
| Red | TCP/IP o RDMA |
| Compatibilidad con restricción de red | Sí |
| Compresión de red | Sí** |
| RDMA* | iWARP, InfiniBand, RoCE v2 |
| Requisitos de firewall de puertos de red de replicación | Puerto único de IANA (TCP 445 o 5445) |
| Múltiples rutas o multicanal | Sí (SMB3) |
| Compatibilidad con Kerberos | Sí (SMB3) |
| Cifrado y firma por cable | Sí (SMB3) |
| Conmutaciones por error permitidas por cada volumen | Sí |
| Compatibilidad con almacenamiento de aprovisionamiento fino | Sí |
| Interfaz de usuario de administración incluida | PowerShell, Administrador de clústeres de conmutación por error |
*Puede requerir equipos y cableado adicionales de largo alcance. **Cuando se usa Windows Server Datacenter: Azure Edition a partir de la compilación del sistema operativo 20348.1070
Requisitos previos de Réplica de almacenamiento
Bosque de Active Directory Domain Services.
Espacios de almacenamiento con JBOD SAS, Espacios de almacenamiento directo, SAN de canal de fibra, VHDX compartido, destino iSCSI o almacenamiento SAS/SCSI/SATA local. SSD o más rápido recomendado para las unidades de registro de replicación. Microsoft recomienda que el almacenamiento de registros sea más rápido que el almacenamiento de datos. Los volúmenes de registro nunca se deben usar para otras cargas de trabajo.
Al menos una conexión de Ethernet/TCP en cada servidor para replicación sincrónica, pero preferiblemente RDMA.
Al menos 2 GB de RAM y dos núcleos por servidor.
Una red entre servidores con ancho de banda suficiente para contener la carga de trabajo de escritura de E/S y un promedio de 5 ms de latencia de ida y vuelta o menos para la replicación sincrónica. Este tipo de replicación no tiene una recomendación de latencia.
Windows Server, Datacenter Edition, o Windows Server, Standard Edition. La ejecución de Réplica de almacenamiento en Windows Server, Standard Edition tiene las limitaciones siguientes:
- Debe usar Windows Server 2019 o una versión posterior.
- Réplica de almacenamiento replica un solo volumen, en lugar de un número ilimitado de volúmenes.
- Los volúmenes pueden tener un tamaño máximo de 2 TB, en lugar de un tamaño ilimitado.
Información previa
Esta sección incluye información sobre los términos de la industria de alto nivel, la replicación sincrónica y asincrónica y los comportamientos principales.
Términos de la industria de alto nivel
Recuperación ante desastres hace referencia a un plan de contingencia para recuperarse de catástrofes en los sitios para que el negocio siga funcionando. La recuperación ante desastres de datos implica varias copias de datos de producción en una ubicación física diferente. Por ejemplo, un clúster extendido, donde la mitad de los nodos está en un sitio y la otra mitad en otro. Preparación ante desastres hace referencia a un plan de contingencia para mover cargas de trabajo de manera preventiva a una ubicación diferente antes de que ocurra un desastre próximo, como un huracán.
Los contratos de nivel de servicio definen la disponibilidad de las aplicaciones de un negocio y su tolerancia a la inactividad y la pérdida de datos durante interrupciones planeadas y no planeadas. El objetivo de tiempo de recuperación define cuánto tiempo puede tolerar el negocio la inaccesibilidad total a los datos. El objetivo de punto de recuperación (RPO) define la cantidad de datos que el negocio puede permitirse perder.
Replicación sincrónica
La replicación sincrónica garantiza que la aplicación escribe los datos en dos ubicaciones a la vez antes de la finalización de la operación de E/S. Esta replicación es más adecuada para los datos críticos, ya que requiere inversiones en red y almacenamiento, y conlleva el riesgo de que se degrade el rendimiento de la aplicación porque es necesario realizar acciones de escritura en dos ubicaciones.
Cuando se realizan escrituras de la aplicación en la copia de datos de origen, el almacenamiento que se origina no reconoce inmediatamente la operación de E/S. En su lugar, estos cambios de datos se replican en la copia de destino remota y devuelven una confirmación. Solo entonces la aplicación recibe la confirmación de E/S. Esto garantiza la sincronización constante del sitio remoto con el sitio de origen, ampliando de hecho la E/S de almacenamiento a través de la red. En caso de error del sitio de origen, las aplicaciones pueden conmutar por error al sitio remoto y reanudar sus operaciones con la garantía de cero pérdida de datos.
| Modo | Diagrama | Pasos |
|---|---|---|
| Sincrónica Cero pérdida de datos RPO |
 |
1. La aplicación escribe los datos. 2. Se escriben los datos de registro y estos se replican en el sitio remoto. 3. Se escriben los datos de registro en el sitio remoto. 4. Confirmación del sitio remoto. 5. Confirmación de escritura de la aplicación. t & t1: Datos vaciados en el volumen, los registros siempre se escriben a través. |
Replicación asincrónica
Por el contrario, la replicación asincrónica significa que, cuando la aplicación escribe los datos, esos datos se replican en el sitio remoto sin garantías de confirmación inmediata. Este modo permite un tiempo de respuesta más rápido para la aplicación y una solución de recuperación ante desastres que funciona geográficamente.
Cuando la aplicación escribe los datos, el motor de replicación captura la escritura y confirma inmediatamente a la aplicación. Los datos capturados se replican entonces a la ubicación remota. El nodo remoto procesa la copia de los datos y confirma de forma diferida en la copia de origen. Puesto que el rendimiento de replicación ya no está en la ruta de acceso de E/S de la aplicación, la capacidad de respuesta y la distancia del sitio remoto son factores menos importantes. Hay riesgo de pérdida de datos si se perdieran los datos de origen y la copia de los datos de destino permaneciera aún en búfer sin abandonar el origen.
Con un valor RPO mayor que cero, la replicación asincrónica es menos apropiada para soluciones de alta disponibilidad como los clústeres de conmutación por error, ya que están diseñadas para un funcionamiento continuo con redundancia y sin pérdida de datos.
| Modo | Diagrama | Pasos |
|---|---|---|
| Asincrónica Pérdida de datos de casi cero (depende de varios factores) RPO |
 |
1. La aplicación escribe los datos. 2. Se escriben los datos de registro. 3. Confirmación de escritura en la aplicación. 4. Datos replicados en el sitio remoto. 5. Datos de registro escritos en el sitio remoto. 6. Confirmación del sitio remoto. t & t1: Datos vaciados en el volumen, los registros siempre se escriben a través. |
Comportamientos y puntos clave de la evaluación
Ancho de banda de la red y latencia con almacenamiento más rápido. Hay limitaciones físicas en torno a la replicación sincrónica. Dado que Réplica de almacenamiento implementa un mecanismo de filtrado de E/S mediante registros y el requerimiento de recorridos de ida y vuelta de red, es posible que la replicación sincrónica provoque que la aplicación escriba con más lentitud. Al usar una latencia baja, redes de gran ancho de banda y subsistemas de discos de alto rendimiento para los registros, se minimiza la sobrecarga de rendimiento.
No se puede acceder al volumen de destino mientras se replica en Windows Server 2016. Al configurar la replicación, el volumen de destino se desmonta y, así, queda inaccesible para cualquier lectura o escritura de los usuarios. Su letra de unidad puede estar visible en interfaces típicas como el Explorador de archivos, pero una aplicación no puede acceder al volumen en sí. Las tecnologías de replicación de nivel de bloque son incompatibles con el permiso de acceso al sistema de archivos montado en un volumen del objetivo de destino. NTFS y ReFS no admiten que los usuarios escriban datos en el volumen mientras cambian los bloques incluidos.
El cmdlet Test-Failover apareció en Windows Server, versión 1709, y también se incluyó en Windows Server 2019. Ahora admite el montaje temporal de una instantánea de lectura y escritura del volumen de destino para copias de seguridad, pruebas, etc. Consulte Preguntas frecuentes acerca de Réplica de almacenamiento para obtener más información.
La implementación de Microsoft de la replicación asincrónica es diferente a la de la mayoría. La mayoría de las implementaciones de la industria de la replicación asincrónica se fundamentan en la replicación basada en instantáneas, donde hay transferencias diferenciales periódicas que se desplazan a otro nodo y se fusionan. La replicación asincrónica de Réplica de almacenamiento funciona igual que la replicación sincrónica, salvo que elimina el requisito de una confirmación sincrónica serializada desde el destino. Esto significa que Réplica de almacenamiento teóricamente tiene un menor RPO, ya que se replica continuamente. Sin embargo, esto también significa que se basa en garantías de coherencia de aplicación internas en lugar de usar instantáneas para forzar la coherencia en los archivos de la aplicación. Réplica de almacenamiento garantiza la coherencia de bloqueo en todos los modos de replicación
Muchos clientes usan Replicación DFS como una solución de recuperación ante desastres incluso aunque a menudo sea un escenario poco práctico: Replicación DFS no puede replicar archivos abiertos y se ha diseñado para minimizar el uso de ancho de banda a costa del rendimiento, lo que provoca grandes diferencias en el punto de recuperación. Réplica de almacenamiento puede permitirle retirar la Replicación DFS de algunos de estos tipos de funciones de recuperación ante desastres.
Réplica de almacenamiento no es una solución de copia de seguridad. Algunos entornos de TI implementan sistemas de replicación como soluciones de copia de seguridad, debido a sus opciones de cero pérdida de datos en comparación con las copias de seguridad diarias. Réplica de almacenamiento replica todos los cambios en todos los bloques de datos en el volumen, independientemente del tipo de cambio. Si un usuario elimina todos los datos de un volumen, Réplica de almacenamiento replica la eliminación al instante en el otro volumen, lo que quita los datos de ambos servidores de forma definitiva. No use Réplica de almacenamiento para sustituir una solución de copia de seguridad a un momento dado.
Réplica de almacenamiento no es Réplica de Hyper-V ni Grupos de disponibilidad AlwaysOn de Microsoft SQL. Réplica de almacenamiento es un motor de propósito general independiente del almacenamiento. Por definición, no puede ajustar su comportamiento tan idealmente como la replicación a nivel de aplicación. Esto puede originar determinadas carencias de características que le recomendamos que implemente o mantenga en tecnologías de replicación de aplicaciones específicas.
Nota
Este documento contiene una lista de problemas conocidos y comportamientos esperados, así como una sección de preguntas más frecuentes.
Terminología de Réplica de almacenamiento
En esta guía se usan con frecuencia los términos siguientes:
El origen es el volumen de un equipo que permite escrituras locales y replica hacia fuera. También se conoce como "principal".
El destino es el volumen de un equipo que no permite escrituras locales y que realiza una replicación entrante. También se conoce como "secundario".
Una asociación de replicación es la relación de sincronización entre un equipo de origen y destino para uno o varios volúmenes y utiliza un único registro.
Un grupo de replicación es la organización de los volúmenes y su configuración de replicación dentro de una asociación, en cada uno de los servidores. Un grupo puede contener uno o varios volúmenes.
Novedades de Réplica de almacenamiento
Para obtener una lista de las características nuevas de Réplica de almacenamiento en Windows Server 2019, consulte las novedades del almacenamiento.
Más información
- Replicación de clúster extendido con almacenamiento compartido
- Replicación de almacenamiento de servidor a servidor
- Replicación de almacenamiento de clúster a clúster
- Réplica de almacenamiento: problemas conocidos
- Réplica de almacenamiento: Preguntas más frecuentes
- Espacios de almacenamiento directo
- Soporte técnico Windows IT Pro