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¿Qué es el almacenamiento nativo de contenedores?

Cuando la mayoría de las personas escuchan la palabra “recipiente”, suelen pensar en el almacenamiento de alimentos o en las cajas metálicas de un barco de carga. Esta tampoco es una mala manera de pensar en los contenedores en el mundo del software. Contenedores facilitan la ejecución de las aplicaciones en diferentes entornos, al dividir su código de software en paquetes portátiles.

A medida que la contenedorización se convierte en el estándar para implementar y administrar aplicaciones, la necesidad de soluciones de almacenamiento que se ajusten a los principios y la tecnología de los contenedores ha aumentado.

Entre en el almacenamiento nativo de contenedores, que permite que las organizaciones gestionen sus recursos de almacenamiento de manera más efectiva a medida que crecen sus cargas de trabajo contenedorizadas.

Este artículo analiza qué es el almacenamiento nativo de contenedores; sus atributos, beneficios y casos de uso clave; las mejores soluciones de almacenamiento nativo de contenedores y las consideraciones para elegir el almacenamiento nativo de contenedores. 

¿Qué es el almacenamiento nativo de contenedores?

El almacenamiento nativo de contenedores se refiere a soluciones de almacenamiento que están específicamente diseñadas y optimizadas para entornos contenedorizados.

El cambio a la ejecución de aplicaciones con estado (es decir, aquellas que mantienen los datos o el estado entre transacciones o interacciones, como bases de datos, colas de mensajes o sistemas de archivos), en lugar de aplicaciones sin estado, ha impulsado la demanda de soluciones de almacenamiento capaces de manejar datos persistentes.

Las aplicaciones con estado están diseñadas para ejecutarse en máquinas virtuales de larga duración o servidores físicos donde el estado puede persistir. Contenedores, por diseño, están diseñados para ser efímeros y sin estado, lo que los hace menos adecuados para las aplicaciones con estado.

Ahí es donde entran en juego las plataformas de orquestación de contenedores como Kubernetes; proporcionan características como los volúmenes persistentes (PV) y los conjuntos de estado que permiten que los contenedores tengan un almacenamiento persistente y unos identificadores de red estables.

Por lo tanto, el cambio a las aplicaciones con estado ha aumentado el valor de tener soluciones de almacenamiento que puedan integrarse perfectamente con plataformas de orquestación de contenedores como Kubernetes .

Las características clave del almacenamiento nativo de contenedores incluyen:

  • Aprovisionamiento dinámico: El almacenamiento nativo de contenedores permite el aprovisionamiento dinámico de los recursos de almacenamiento en función de las necesidades de las aplicaciones contenedorizadas. Esto permite un uso eficiente de los recursos y reduce la sobrecarga manual de la gestión del almacenamiento.
  • Integración con plataformas de orquestación: Como hemos mencionado anteriormente, las soluciones de almacenamiento nativas de contenedores pueden integrarse estrechamente con plataformas de orquestación de contenedores como Kubernetes . Aprovechan las características y los beneficios que proporcionan estas plataformas, como el escalamiento automatizado, la alta disponibilidad y la implementación fluida.
  • Soporte de arquitectura de microservicios: El almacenamiento nativo de contenedores es adecuado para las arquitecturas de microservicios, en las que las aplicaciones se componen de servicios pequeños e independientes. Permite que cada microservicio tenga su propio almacenamiento, garantizando el aislamiento y la flexibilidad.
  • Portabilidad y coherencia: Las soluciones de almacenamiento nativas de contenedores tienen como objetivo proporcionar unos servicios de almacenamiento coherentes en diversos entornos locales y en la nube. Esto mejora la portabilidad de las aplicaciones contenedorizadas, lo que les permite ejecutarse sin problemas en diferentes infraestructuras.

Ventajas del almacenamiento nativo de contenedores

Estas son las ventajas clave del almacenamiento nativo de contenedores:

Escalabilidad mejorada
El almacenamiento nativo de contenedores permite la asignación y la desasignación del almacenamiento sobre la marcha, en función de las necesidades cambiantes de las aplicaciones contenedorizadas. Esto permite un escalamiento eficiente, lo que garantiza que los recursos de almacenamiento puedan adaptarse sin problemas a las demandas siempre cambiantes de las cargas de trabajo contenedorizadas en crecimiento.

Rendimiento mejorado
Las soluciones de almacenamiento nativas de contenedores están diseñadas y optimizadas específicamente para entornos contenedorizados. Esta especialización garantiza que los servicios de almacenamiento se ajustan a las características y los requisitos de las aplicaciones contenedorizadas, lo que mejora el rendimiento en comparación con los sistemas de almacenamiento tradicionales.

Utilización eficiente de los recursos
El almacenamiento nativo de contenedores minimiza la sobrecarga de recursos al proporcionar servicios de almacenamiento que están estrechamente alineados con las necesidades de los contenedores. Esta eficiencia se traduce en un mejor rendimiento y capacidad de respuesta generales del sistema.

Gestión efectiva de los datos
El almacenamiento nativo de contenedores suele incluir características como la creación de copias instantáneas y la clonación, lo que permite una gestión eficiente de los datos. Estas características permiten crear copias puntuales de los datos, lo que puede ser crucial para los procesos de protección, prueba y desarrollo de los datos.

Replicación de datos
Muchas soluciones de almacenamiento nativas de contenedores ofrecen capacidades de replicación de datos para mejorar la durabilidad y la disponibilidad de los datos. Esto es especialmente importante para garantizar la resiliencia de las aplicaciones con estado que se ejecutan en contenedores.

Retención de datos
El almacenamiento nativo de contenedores garantiza que los datos persistan más allá de la vida útil de los contenedores individuales. Cuando los contenedores se sustituyen o escalan, la infraestructura de almacenamiento subyacente garantiza que los datos permanezcan intactos, lo que permite que las aplicaciones con estado mantengan su coherencia.

Flexibilidad y portabilidad
Las soluciones de almacenamiento nativas de contenedores a menudo proporcionan flexibilidad en cuanto a implementación en diferentes proveedores de nube o entornos locales. Esta flexibilidad es valiosa para las organizaciones que adoptan estrategias de nube híbrida o multinube, lo que les permite mover cargas de trabajo contenedorizadas sin problemas entre diversas infraestructuras.

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Casos de uso del almacenamiento nativo de contenedores

Además de las aplicaciones con estado ya mencionadas, aquí tiene otros casos de uso clave en los que el almacenamiento nativo de contenedores resulta beneficioso:

Bases de datos
Las organizaciones que ejecutan bases de datos contenedorizadas, como MongoDB , MySQL o PostgreSQL, pueden beneficiarse del almacenamiento nativo de contenedores. Estas bases de datos a menudo requieren un almacenamiento persistente para sus archivos de datos y el almacenamiento nativo de contenedores garantiza que los datos se conserven incluso si el contenedor de base de datos se vuelve a desplegar o se mueve a un host diferente. Esto facilita la gestión y el escalamiento de las cargas de trabajo de las bases de datos en un entorno contenedorizado.

Cargas de trabajo de macrodatos
Las aplicaciones de macrodatos como Apache Hadoop o Apache Spark suelen hacer frente a conjuntos de datos masivos que tienen que almacenarse y procesarse de manera eficiente. Las soluciones de almacenamiento nativas de contenedores permiten que estas aplicaciones tengan un almacenamiento escalable y persistente que puede gestionarse y orquestarse fácilmente junto con las cargas de trabajo contenedorizadas. Esto simplifica el despliegue y el escalamiento de los clústeres de macrodatos.

Arquitecturas de microservicios
Las organizaciones que adoptan  arquitecturas de microservicios  suelen implementar numerosos servicios contenedorizados que necesitan comunicarse y compartir datos. El almacenamiento nativo de contenedores proporciona una solución de almacenamiento unificada que puede compartirse en múltiples microservicios, lo que facilita el intercambio de datos y la comunicación entre contenedores. Esto es especialmente valioso en situaciones en las que los microservicios necesitan acceder a datos de configuración compartidos o conjuntos de datos compartidos.

Computación de alto rendimiento
Las organizaciones científicas y de investigación que ejecutan cargas de trabajo de computación de alto rendimiento (HPC) en contenedores necesitan soluciones de almacenamiento rápidas y fiables. El almacenamiento nativo de contenedores se puede utilizar para proporcionar un almacenamiento de alto rendimiento y baja latencia para las aplicaciones HPC, lo que garantiza que la infraestructura de almacenamiento pueda seguir el ritmo de las demandas computacionales de las cargas de trabajo contenedorizadas.

Despliegues multinube y de Hybrid Cloud
Las organizaciones con estrategias de nube híbrida o multinube pueden aprovechar el almacenamiento nativo de contenedores para garantizar un almacenamiento constante en diferentes proveedores de nube o entornos locales. Esta portabilidad permite que los contenedores se muevan sin problemas entre diferentes entornos de infraestructura sin preocuparse de las incoherencias de datos o de los problemas de compatibilidad del almacenamiento.

Las mejores soluciones de almacenamiento nativo de contenedores

Estas son las soluciones de almacenamiento nativas de contenedores más utilizadas:

Kubernetes con Rook
El proyecto Rook de la Cloud Native Computing Foundation proporciona almacenamiento nativo de contenedores para clústeres de Kubernetes. Rook admite varios back-ends de almacenamiento, incluidos Ceph, EdgeFS y NFS , lo que permite que las organizaciones elijan la solución de almacenamiento adecuada para sus necesidades específicas.

Almacenamiento de contenedores OpenShift
OpenShift Container Storage es una solución diseñada para proporcionar almacenamiento nativo de contenedores para los clústeres de Red Hat OpenShift. Se integra con Kubernetes y ofrece características como aprovisionamiento dinámico, snapshotting y cifrado, lo que lo hace adecuado para diversas cargas de trabajo contenedorizadas.

Portworx de Pure Storage
Portworx ® es una plataforma de almacenamiento nativa de contenedores que proporciona servicios de datos para aplicaciones contenedorizadas. Está diseñado para funcionar sin problemas con orquestadores de contenedores como Kubernetes y es utilizado por organizaciones para administrar y escalar aplicaciones con estado con requisitos de almacenamiento persistentes.

Consideraciones para elegir el almacenamiento nativo de contenedores

Elegir la solución de almacenamiento nativa de contenedores adecuada es fundamental para el éxito de las aplicaciones contenedorizadas. Estos son los factores clave que hay que tener en cuenta al evaluar sus opciones:

Compatibilidad con plataformas de orquestación de contenedores
Asegúrese de que la solución de almacenamiento nativa de contenedores es compatible con la plataforma de orquestación de contenedores que utiliza, como Kubernetes , Docker Swarm o OpenShift. La solución de almacenamiento debe integrarse perfectamente con las funciones de gestión del almacenamiento de la plataforma de orquestación y proporcionar soporte nativo para los entornos contenedorizados.

Escalabilidad
Evalúe la escalabilidad de la solución de almacenamiento para satisfacer las necesidades crecientes de sus aplicaciones contenedorizadas. Considere factores como la capacidad de aprovisionar almacenamiento dinámicamente, manejar un gran número de contenedores y escalar horizontalmente para satisfacer las mayores demandas de almacenamiento. La solución debe soportar los requisitos de escalabilidad de sus aplicaciones y cargas de trabajo.

Rendimiento
Evalúe las características de rendimiento de la solución de almacenamiento nativa de contenedores, incluidas las velocidades de lectura y escritura, la latencia y las IOPS. Considere si la solución proporciona características como el almacenamiento en caché, el equilibrio de carga y las optimizaciones para cargas de trabajo de almacenamiento específicas, como bases de datos o procesamiento de macrodatos.

Funciones de gestión de datos
Busque características de gestión de datos esenciales, como las capacidades de snapshots, backup y recuperación. Estas características son cruciales para garantizar la integridad de los datos, facilitar la recuperación de desastres y mantener el cumplimiento de las normativas de protección de datos. Una solución de almacenamiento robusta debería proporcionar mecanismos para la coherencia y la durabilidad de los datos.

Aprovisionamiento y automatización del almacenamiento
Evalúe lo fácil que es aprovisionar y automatizar la solución de almacenamiento en su entorno contenedorizado. Las capacidades dinámicas de aprovisionamiento y automatización contribuyen a la agilidad y la eficiencia de la gestión de los recursos de almacenamiento para los contenedores. La solución debe admitir el aprovisionamiento del almacenamiento en función de los requisitos de la aplicación e integrarse con las herramientas de orquestación de contenedores para una automatización perfecta.

Soporte de almacenamiento persistente para aplicaciones con estado
Tenga en cuenta la compatibilidad con el almacenamiento persistente y la eficacia con la que la solución de almacenamiento maneja los requisitos de las aplicaciones con estado. Compruebe si la solución proporciona características como clases de almacenamiento, aprovisionamiento dinámico de volúmenes y persistencia de datos en los reinicios de contenedores. Debe permitir que las aplicaciones con estado, como las bases de datos, almacenen y recuperen los datos de manera fiable.

Compatibilidad con la multinube y la Hybrid Cloud
Evalúe si la solución de almacenamiento nativa de contenedores admite implementaciones de nube híbrida o multinube. Esto es importante para las organizaciones con diversas necesidades de infraestructura. La capacidad de mover sin problemas los contenedores y el almacenamiento asociado entre diferentes entornos de nube mejora la flexibilidad y evita el bloqueo del proveedor.

Seguridad y cumplimiento normativo
Asegúrese de que la solución de almacenamiento cumple los estándares de seguridad y cumplimiento normativo pertinentes para su organización. Busque características como el cifrado en reposo, los controles de acceso y la integración con los sistemas de gestión de identidad y acceso. El cumplimiento de las normativas del sector, como el RGPD o la HIPAA, es crucial para la protección y la gobernanza de los datos.

Asistencia comunitaria y de proveedores
Tenga en cuenta el nivel de soporte comunitario y el respaldo de los proveedores para la solución de almacenamiento nativa de contenedores. Una comunidad y un soporte de proveedores sólidos contribuyen al desarrollo, el mantenimiento y la resolución de problemas continuos de la solución de almacenamiento. Este soporte es esencial para abordar los problemas y mantenerse actualizado con nuevas características y mejoras.

Coste
Evaluar el coste total de propiedad de la solución de almacenamiento nativa de contenedores, teniendo en cuenta las tarifas de licencia, los requisitos de hardware y los costes operativos continuos. Considere si la solución se ajusta a sus limitaciones presupuestarias y proporciona valor por las características y la escalabilidad que ofrece.

Por qué Pure para el almacenamiento nativo de contenedores

El mundo del almacenamiento de datos está en constante evolución y la única manera de mantenerse al día es adoptar una infraestructura de almacenamiento de datos diseñada para la innovación y la sostenibilidad.

Portworx de Pure Storage es una solución totalmente integrada para el almacenamiento persistente, la protección de datos, la recuperación de desastres, la seguridad de los datos, las migraciones entre nubes y de datos y la gestión automatizada de la capacidad para las aplicaciones que se ejecutan en Kubernetes .

Portworx tiene varias características y funcionalidades, que incluyen:

  • Portworx Enterprise: Una solución de almacenamiento definida por software nativa de la nube para Kubernetes
  • Copia de seguridad de Portworx: Un paquete de protección de datos consciente de Kubernetes
  • Portworx Data Services: Una plataforma de base de datos como servicio (DBPaaS) para el despliegue en autoservicio de los servicios de datos modernos comunes.
12/2024
Portworx on Red Hat OpenShift Bare Metal Reference Architecture
A validated architecture and design model to deploy Portworx® on Red Hat OpenShift running on bare metal hosts for use with OpenShift Virtualization.
Arquitectura de referencia
33 páginas
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