La escalabilidad de las copias de seguridad es la capacidad de mantener el rendimiento de las copias de seguridad y la recuperación a medida que crecen los datos, las cargas de trabajo y los requisitos de retención.
Una plataforma de copias de seguridad que funciona bien con 100 terabytes (TB) puede comportarse de forma muy diferente con 1 petabyte (PB).
A medida que crecen los entornos de copias de seguridad, pueden surgir problemas de escalabilidad. Entre ellos se incluyen ventanas de copia de seguridad con horarios de trabajo más largos, búsquedas de recuperación más prolongadas y un mayor volumen de trabajo administrativo.
La escalabilidad debe evaluarse en el conjunto de toda la arquitectura de copia de seguridad y recuperación, y no solo teniendo en cuenta la capacidad de almacenamiento. A medida que crezca su entorno de datos, el sistema deberá ser capaz de gestionar mayores volúmenes de datos, más cargas de trabajo, períodos de retención más largos y mayores exigencias de recuperación sin generar costes excesivos, complejidad ni riesgos operativos. Además, deberá seguir cumpliendo los objetivos de punto de recuperación (RPO) y los objetivos de tiempo de recuperación (RTO) de la organización.
¿Qué significa la escalabilidad en un entorno de copia de seguridad?
La escalabilidad de las copias de seguridad es la capacidad de un entorno de copia de seguridad para proteger y recuperar cantidades cada vez mayores de datos y cargas de trabajo, sin dejar de cumplir los requisitos definidos de rendimiento, coste, seguridad, RPO y RTO.
Los entornos de copia de seguridad no crecen de una sola forma. El volumen de datos puede aumentar, pero también puede hacerlo el número de archivos, cargas de trabajo, ubicaciones y requisitos de retención. Cada uno de estos factores ejerce presión sobre una parte diferente de la infraestructura de copia de seguridad.
- Más datos: Un mayor número de servidores, bases de datos, aplicaciones y usuarios aumenta la capacidad protegida.
- Más archivos y objetos: Miles de millones de archivos pueden ejercer una presión considerable sobre los catálogos de copias de seguridad y los sistemas de metadatos.
- Mayores tasas de cambio: Un mayor volumen de datos que cambia cada día implica que hay que realizar copias de seguridad de más información dentro de la misma ventana de tiempo.
- Más cargas de trabajo: Las máquinas virtuales, las bases de datos, los contenedores, las aplicaciones SaaS (software como servicio) y las cuentas en la nube introducen distintos requisitos de protección.
- Mayor retención: Los requisitos normativos y las políticas empresariales pueden exigir que los datos de copia de seguridad se conserven durante meses o años.
Por qué la capacidad de copia de seguridad y la escalabilidad de la copia de seguridad no son lo mismo
La capacidad de copia de seguridad es la cantidad de datos que un sistema puede almacenar y conservar. «El crecimiento de la infraestructura de copia de seguridad se refiere a la capacidad de todo el entorno de protección de datos para gestionar cargas de trabajo cada vez mayores, al tiempo que se mantienen los objetivos de rendimiento, fiabilidad, seguridad y recuperación.
A medida que crece el entorno de copias de seguridad, la capacidad de almacenamiento es solo uno de los aspectos a tener en cuenta. Desde el punto de vista del rendimiento operativo, unos volúmenes de datos más elevados pueden aumentar los requisitos de rendimiento de las copias de seguridad, el procesamiento de metadatos y catálogos, el tráfico de replicación y los costes de retención. Si estos componentes no se adaptan al almacenamiento, las operaciones rutinarias de copia de seguridad pueden volverse más lentas y costosas.
Implicaciones del crecimiento para la recuperación. Cuantos más datos se tengan, más tiempo puede llevar restaurarlos, especialmente si es necesario restaurar varios sistemas al mismo tiempo. Incluso con tareas de copia de seguridad realizadas con éxito, una organización puede tener dificultades para cumplir su RTO si no dispone de un rendimiento de restauración y una capacidad de recuperación suficientes.
Por lo tanto, una arquitectura de copia de seguridad escalable debe adaptarse al crecimiento en varias áreas interconectadas:
- Los componentes que trasladan y almacenan los datos de copia de seguridad
- Los componentes de catálogo e indexación utilizados para localizar los puntos de recuperación
- Los componentes que gestionan las políticas, la programación, la supervisión y los recursos
- Plan de recuperación
El rendimiento de las copias de seguridad a gran escala debe medirse en función de las necesidades de protección continuas, así como de las necesidades de recuperación. Una arquitectura escalable debe ser capaz de mantener los RPO y RTO definidos a medida que aumentan el volumen de datos, el número de cargas de trabajo, la retención, la distribución geográfica y la demanda de recuperación simultánea.
¿Qué cuellos de botella aparecen primero a medida que crecen los entornos de copia de seguridad?
Los primeros cuellos de botella en la escalabilidad de las copias de seguridad suelen aparecer en las ventanas de copia de seguridad, el rendimiento de la red, los servicios de metadatos, la replicación, el rendimiento del repositorio o la infraestructura de restauración. Cuál de ellos aparece primero depende de las características de la carga de trabajo y de la arquitectura.
Las ventanas de copia de seguridad entran en conflicto con la actividad de producción
A medida que aumenta la cantidad de datos que cambian cada día, los trabajos de copia de seguridad podrían ocupar un mayor porcentaje de la ventana de copia de seguridad disponible. Las copias de seguridad programadas pueden acabar solapándose con el horario laboral o extenderse hasta el siguiente ciclo de protección.
El crecimiento del catálogo y los metadatos ralentiza la recuperación
A medida que aumentan los sistemas, los puntos de recuperación, los archivos y los objetos, el catálogo de copias de seguridad se convierte en un componente cada vez más importante de la arquitectura.
El catálogo debe admitir actualizaciones continuas, así como operaciones de búsqueda, exploración, generación de informes y recuperación. Si se tienen períodos de retención largos y muchos objetos, una infraestructura de metadatos mal diseñada puede dificultar la localización rápida del punto de recuperación adecuado.
Las cargas de trabajo con archivos pequeños generan una sobrecarga desproporcionada
El número y el tamaño de los archivos pueden tener un efecto significativo en el rendimiento de las copias de seguridad. Un único archivo de base de datos grande y millones de archivos pequeños pueden ocupar la misma cantidad de almacenamiento, pero las cargas de trabajo con archivos pequeños suelen generar una sobrecarga de procesamiento mucho mayor. La enumeración de archivos, la recopilación de metadatos, las comprobaciones de permisos, la indexación y la recreación de archivos pueden aumentar los tiempos de copia de seguridad y restauración.
Por lo tanto, las pruebas de rendimiento deben reflejar las características reales de la carga de trabajo, en lugar de limitarse únicamente al volumen de datos.
Es posible que las decisiones de arquitectura también deban tener en cuenta la densidad de archivos pequeños. Dependiendo del entorno, las organizaciones pueden plantearse estrategias como instantáneas del sistema de archivos, copias de seguridad a nivel de imagen, almacenamiento de objetos o la agrupación y el archivo de grandes colecciones de archivos pequeños antes de su protección.
Las cargas de trabajo con archivos pequeños sobrecargan las operaciones de metadatos
Las arquitecturas modernas de copia de seguridad suelen mantener múltiples copias de los datos protegidos para garantizar la resiliencia y la recuperación. Cada copia adicional afecta a la planificación de la capacidad, y los datos de copia de seguridad que no pueden modificarse ni eliminarse durante un período de retención especificado pueden hacer que ese impacto sea más significativo, ya que los datos protegidos no pueden eliminarse antes de que expire su período de retención.
La planificación del crecimiento debe tener en cuenta las copias primarias y secundarias, la replicación, la retención inmutable, las retenciones legales que pueden impedir que los datos de copia de seguridad caduquen según su ciclo de vida normal, los metadatos, el espacio temporal de recuperación y otros gastos generales asociados al funcionamiento del entorno.
El rendimiento de la restauración recibe menos inversión que la ingesta
La ingesta de copias de seguridad recibe una atención constante, ya que las tareas de copia de seguridad se ejecutan con regularidad. La recuperación a gran escala se prueba con menos frecuencia, lo que significa que las limitaciones de restauración pueden pasar desapercibidas hasta que se vuelven críticas.
El rendimiento de la recuperación puede verse afectado por la velocidad de lectura del repositorio, la fragmentación de las copias de seguridad, la deduplicación y la reconstrucción de datos deduplicados durante los procesos de recuperación, la capacidad de la red, la recuperación y la salida de datos de la nube, el análisis de malware y el rendimiento del destino de recuperación.
¿Qué métricas revelan los problemas de escalabilidad de forma temprana?
La utilización de la capacidad solo ofrece una visión parcial. Por lo tanto, la supervisión debe abarcar el servicio completo de protección y recuperación. Entre las métricas útiles se incluyen la utilización de la ventana de copia de seguridad, el retraso en la cola, el rendimiento de copia de seguridad y restauración, el tiempo de respuesta del catálogo, el retraso en la replicación y la cobertura del RPO, entre otras.
Arquitectura de copias de seguridad de «scale-up» frente a «scale-out»
El «scale-up» amplía un sistema de copias de seguridad existente con más recursos. El «scale-out» amplía la capacidad añadiendo sistemas o nodos y distribuyendo las cargas de trabajo entre ellos.
El «scale-up» añade CPU, memoria, almacenamiento u otros recursos a un sistema existente. Por lo general, es fácil de gestionar, pero la arquitectura sigue estando sujeta a la capacidad máxima de ese sistema.
La escalabilidad horizontal añade nodos, procesadores, unidades de almacenamiento u otros servicios. Este método puede ofrecer un crecimiento más gradual y, potencialmente, permitir que las cargas de trabajo se distribuyan entre varios sistemas, pero también conlleva mayores necesidades de coordinación y operativas.
Un proceso paso a paso para diseñar una copia de seguridad escalable
Una arquitectura de copia de seguridad escalable parte del crecimiento previsto del entorno, en lugar de basarse únicamente en la infraestructura actual.
1. Modelar el crecimiento por carga de trabajo en lugar de utilizar un único porcentaje anual
Realizar un seguimiento de la capacidad protegida, la tasa de cambio diaria, el recuento de objetos, el volumen de trabajos, la retención, el número de copias de seguridad y las ventanas de copia de seguridad disponibles para cada categoría principal de carga de trabajo.
Las bases de datos, las máquinas virtuales, los servidores de archivos, los contenedores y las cargas de trabajo en la nube suelen tener requisitos de protección muy diferentes. Las previsiones también deben tener en cuenta las implementaciones de aplicaciones planificadas, las migraciones a la nube, las adquisiciones, los cambios normativos y la retirada de infraestructura.
2. Convertir los objetivos de recuperación en requisitos de rendimiento
Los objetivos de recuperación deben determinar las necesidades medibles de la infraestructura. Asigne los requisitos de recuperación en función de la prioridad de las aplicaciones, ya que no todas las cargas de trabajo son iguales. Algunas aplicaciones críticas pueden necesitar recursos de recuperación de alto rendimiento, mientras que los datos menos sensibles al tiempo pueden utilizar vías de almacenamiento y recuperación de menor coste.
3. Trazar las rutas completas de los datos de copia de seguridad y recuperación
Documentar la ruta completa de los datos durante la restauración, desde el almacenamiento de copias de seguridad hasta el entorno de producción y desde este último de vuelta al almacenamiento de copias de seguridad. Esto debe incluir el almacenamiento de origen, los agentes de copia de seguridad o los transferidores de datos, los enlaces de red, los cortafuegos, las etapas de cifrado y deduplicación, los repositorios, los destinos de replicación, los servicios de catálogo y los destinos de recuperación. Trazar cada componente ayuda a identificar dónde puede verse limitado el rendimiento, ya que el elemento más lento de forma sostenida puede limitar el rendimiento del proceso global de copia de seguridad o restauración.
Los escenarios de desastre introducen una consideración adicional: la contienda por los recursos compartidos. Durante la recuperación, es posible que los servicios de red, computación, identidad y almacenamiento ya se encuentren bajo una carga elevada o sean parcialmente inaccesibles. Por lo tanto, la planificación de la recuperación debe evaluar si estos recursos compartidos pueden soportar la restauración de las copias de seguridad al mismo tiempo que se vuelven a poner en línea otros sistemas críticos.
4. Establecer grupos de recursos de copia de seguridad independientes
Las organizaciones deben considerar la creación de dominios de copia de seguridad independientes cuando la ubicación geográfica, los límites de seguridad, la contienda por las cargas de trabajo o los requisitos de recuperación dificulten el funcionamiento de un único dominio compartido. Se puede reducir la contienda y limitar el impacto de un fallo o de una carga de trabajo inusualmente exigente utilizando nodos de copia de seguridad, grupos de almacenamiento, proxies u otros recursos independientes.
NOTA: La separación también genera una sobrecarga administrativa. Cada nuevo dominio requiere supervisión, aplicación de parches, gestión de credenciales, planificación de la capacidad y pruebas.
5. Automatizar las decisiones sobre el ciclo de vida y la ubicación
Con el aumento de las cargas de trabajo protegidas, la configuración manual resulta cada vez más difícil. Las programaciones de copia de seguridad, los períodos de retención, los niveles de almacenamiento, los requisitos de replicación y las políticas de caducidad pueden asignarse mediante la automatización basada en políticas. La detección automatizada también puede ayudar a identificar nuevos sistemas que se hayan implementado sin la protección adecuada.
6. Añadir seguridad sin crear un cuello de botella no cuantificado
Si bien la seguridad es una parte importante de la arquitectura moderna de copias de seguridad, los controles de seguridad también añaden requisitos adicionales. La planificación de la capacidad y el rendimiento debe tener en cuenta el cifrado, la inmutabilidad, la autenticación multifactorial, el análisis de malware y los entornos de recuperación aislados.
Las organizaciones también deben mantener copias de seguridad fuera de línea y sometidas a pruebas periódicas. La CISA sugiere almacenar las copias de seguridad fuera de línea y cifradas, y comprobar periódicamente la disponibilidad e integridad de las mismas para garantizar que sigan siendo utilizables en caso de un incidente de ransomware u otro escenario de recuperación.
7. Probar el crecimiento y la recuperación antes de que la producción alcance el límite
Las pruebas deben basarse en los requisitos previstos, no solo en los niveles actuales de carga de trabajo. Las pruebas de carga y recuperación deben medir el volumen de datos, la concurrencia de tareas, el rendimiento del catálogo, la utilización del repositorio, la replicación, los escenarios de fallo y el rendimiento de la recuperación.
Lista de comprobación de la escalabilidad de las copias de seguridad
Al diseñar la arquitectura de copias de seguridad, utilice esta lista de comprobación para verificar si puede satisfacer los requisitos actuales y el crecimiento futuro:
- Capacidad protegida actual: la cantidad total de datos de los que se han realizado copias de seguridad actualmente.
- Tasa de crecimiento: la tasa anual a la que se espera que crezcan los datos protegidos.
- Tasa de cambio diaria: porcentaje o volumen de datos que cambia entre ciclos de copia de seguridad.
- Recuento de archivos u objetos: el número de archivos, objetos o registros individuales que debe gestionar el sistema de copia de seguridad.
- Ventana de copia de seguridad: el periodo de tiempo disponible para la ejecución de las copias de seguridad programadas.
- RPO requerido: la pérdida máxima de datos tolerable medida en tiempo.
- RTO requerido: el tiempo máximo aceptable para restaurar sistemas o datos.
- Rendimiento de restauración: la velocidad a la que el entorno de copia de seguridad puede restituir los datos durante una recuperación.
- Número de copias en la copia de seguridad: ¿cuántas copias deben mantenerse y dónde?
- Período de retención inmutable: el período mínimo de tiempo durante el cual las copias de seguridad deben protegerse contra modificaciones o eliminaciones.
- Ancho de banda de replicación: el rendimiento necesario para que la red transfiera los datos de copia de seguridad entre entornos o ubicaciones.
Cómo demostrar que una arquitectura de copia de seguridad es escalable
Realiza pruebas de carga y recuperación para demostrar la escalabilidad de la copia de seguridad y la recuperación basándote en los volúmenes de datos previstos, la concurrencia, la retención, los fallos y los requisitos de recuperación.
Las especificaciones de los proveedores y las cifras de rendimiento publicadas son útiles para la comparación, pero no garantizan el rendimiento en un entorno concreto. Los resultados reales dependen de factores como el tipo de datos y el tamaño de los archivos, la tasa de cambio, la compresión y la deduplicación, el cifrado, la latencia de la red, el rendimiento de la fuente, el diseño del repositorio y la infraestructura de recuperación.
Por lo tanto, una prueba de concepto significativa debería reproducir las condiciones que la organización espera encontrar a medida que crece.
Las pruebas también deberían incluir la recuperación tras ataques de ransomware y eventos destructivos que afecten a los datos. La norma NIST SP 1800-11 ofrece orientación sobre la recuperación de datos tras incidentes destructivos, haciendo especial hincapié en la validación de la integridad de los datos y en garantizar que la información recuperada sea fiable y pueda utilizarse de forma segura.
Por qué los costes de las copias de seguridad suelen crecer más rápido que los datos
Los costes de las copias de seguridad pueden crecer más rápido que los datos protegidos. Esto se debe a que el crecimiento puede aumentar al mismo tiempo el número de copias de almacenamiento, la retención, la replicación, las licencias, el tráfico de red, la recuperación en la nube, la infraestructura de gestión y el esfuerzo administrativo.
Debe elaborar un modelo de costes realista que contemple un periodo de planificación de al menos tres años e incluya:
- Crecimiento de datos y tasas de cambio diarias
- Retención, replicación, inmutabilidad y retenciones legales
- Licencias de software y soporte técnico
- Requisitos de almacenamiento y renovación de hardware
- Almacenamiento en la nube, operaciones, recuperación y tarifas por transferencia de datos hacia el exterior de la nube (egres)
- Costes de red y de transferencia entre regiones
- Infraestructura de catálogo y gestión
- Pruebas de recuperación y recursos de recuperación temporales
- Administración, supervisión, aplicación de parches y respuesta ante incidentes
- Costes de migración o de salida de la plataforma
Cómo Bacula Enterprise facilita las copias de seguridad escalables
Bacula Enterprise destaca como una solución de copia de seguridad y recuperación especialmente escalable que ofrece respuestas realistas a los problemas relacionados con la escala que se han comentado aquí. Utiliza una arquitectura modular, por lo que los componentes de gestión de copias de seguridad, servicios de cliente, almacenamiento y catálogo pueden implementarse por separado en función de las necesidades del entorno.
La plataforma es compatible con un amplio espectro de categorías de cargas de trabajo, incluidos sistemas físicos y virtuales, bases de datos, contenedores y entornos en la nube. Esto la convierte en la opción ideal para organizaciones que necesitan proteger múltiples tipos de infraestructura bajo una única estrategia de copia de seguridad.
En términos de escalabilidad, el diseño modular permite distribuir el procesamiento de copias de seguridad, el almacenamiento y los servicios asociados a medida que crecen el volumen de datos y los requisitos de la carga de trabajo. Por lo tanto, para las organizaciones que están creciendo rápidamente, esta arquitectura puede considerarse como parte de una evaluación más amplia de cómo la infraestructura de copias de seguridad puede escalar con el tiempo.
La arquitectura de Bacula facilita la escalabilidad vertical y horizontal de muchas formas diferentes. Algunos ejemplos de ello serían:
Volúmenes masivos de datos: Se adapta desde entornos empresariales convencionales hasta infraestructuras de HPC e IA de varios petabytes.
Milmillonares de archivos: HPCAccelerator distribuye las cargas de trabajo del sistema de archivos entre procesadores concurrentes, lo que permite una protección eficiente de milmillonares de archivos.
Procesamiento paralelo: Se pueden ejecutar simultáneamente múltiples flujos de copia de seguridad y restauración, lo que aumenta sustancialmente el rendimiento.
Alta concurrencia de tareas: Admite miles de tareas de copia de seguridad simultáneas en entornos grandes y complejos.
Arquitectura distribuida: Los componentes de copia de seguridad pueden distribuirse entre múltiples servidores, redes y ubicaciones para evitar la dependencia de un único cuello de botella en el procesamiento.
Integración paralela de sistemas de archivos: Las capacidades específicas para Lustre e IBM Storage Scale/GPFS ayudan a proteger de forma eficiente sistemas de archivos extremadamente grandes y de alto rendimiento.
Copias de seguridad incrementales eficientes: Tecnologías como Lustre Changelog y BSnapDiff identifican los datos modificados sin necesidad de escanear repetidamente todo un sistema de archivos de gran tamaño.
Escalabilidad del almacenamiento: Los clientes pueden ampliar su capacidad a través de discos, cintas, almacenamiento de objetos y recursos en la nube sin estar atados a un único proveedor o tecnología de almacenamiento.
Escalabilidad de la carga de trabajo: Una única plataforma puede proteger servidores físicos, máquinas virtuales, contenedores, bases de datos, cargas de trabajo en la nube y entornos HPC a medida que la infraestructura se amplía.
Escalabilidad económica: Bacula no cobra en función del volumen de datos protegidos, por lo que los conjuntos de datos en rápido crecimiento no generan automáticamente un aumento rápido de los costes de licencia.
Estas capacidades hacen que Bacula sea escalable tanto técnica como económicamente, especialmente para entornos de HPC, IA, infraestructuras de TI complejas, investigación y grandes empresas.
Preguntas frecuentes
¿Puede el almacenamiento en la nube hacer que un sistema de copias de seguridad sea automáticamente escalable?
El almacenamiento en la nube puede proporcionar una capacidad prácticamente elástica, pero no elimina otras limitaciones. El software de copias de seguridad, el ancho de banda de la red, los límites de la API (interfaz de programación de aplicaciones), los servicios de metadatos, el rendimiento de la recuperación, los costes de salida de datos y la infraestructura de recuperación pueden afectar a la escalabilidad. Por lo tanto, el almacenamiento en la nube debe evaluarse como parte de la arquitectura completa de copias de seguridad y recuperación.
¿Cuánta capacidad de reserva debe mantener un repositorio de copias de seguridad escalable?
No existe un porcentaje universal que se aplique a todos los entornos. La planificación de la capacidad debe tener en cuenta el crecimiento previsto de los datos, las tasas de cambio diarias, los períodos de retención, las copias inmutables, la replicación, los aumentos temporales de la carga de trabajo, los fallos de hardware o de nodos, y el tiempo necesario para adquirir e implementar capacidad adicional.
¿La deduplicación mejora siempre la escalabilidad de las copias de seguridad?
No. La deduplicación puede reducir el consumo de almacenamiento y el tráfico de red, pero su eficacia depende del tipo de datos que se protejan. Además, requiere recursos de procesamiento y metadatos, y puede influir en el rendimiento de la recuperación dependiendo de la implementación. Tanto la eficiencia de las copias de seguridad como el rendimiento de la restauración deben medirse con cargas de trabajo representativas.
¿Cuándo debe una organización dividir un entorno de copias de seguridad en varios dominios?
Puede ser conveniente disponer de dominios de copias de seguridad separados cuando un único entorno provoque conflictos por los recursos, problemas de seguridad, requisitos de residencia de datos o dependencias operativas entre cargas de trabajo que estén separadas geográficamente u organizativamente. El objetivo debe ser crear límites útiles, pero sin generar silos de gestión innecesarios. La supervisión centralizada, la gestión de políticas y la generación de informes pueden ofrecerte visibilidad en múltiples entornos.
¿Puede un sistema de copia de seguridad escalar si la recuperación sigue siendo manual?
Solo hasta cierto punto. A medida que aumenta el número de cargas de trabajo protegidas, las tareas de recuperación manuales —como secuenciar aplicaciones, gestionar credenciales, configurar redes y validar los datos restaurados— pueden convertirse en importantes cuellos de botella.
