Realización de copias de seguridad de GPFS: Guía de copia de seguridad del sistema de archivos IBM Spectrum Scale

¿Qué es GPFS y por qué es importante la copia de seguridad de datos?

El panorama empresarial actual está cada vez más orientado a los datos, lo que requiere un marco subyacente capaz de gestionar grandes volúmenes de datos en sistemas distribuidos y que plantea retos únicos para la mayoría de los sistemas de archivos habituales. En este contexto, nos gustaría analizar con más detalle IBM Spectrum Scale, una solución anteriormente conocida como General Parallel File System o GPFS.

GPFS es una solución increíblemente útil para las empresas que se enfrentan a un crecimiento explosivo de los datos y que necesitan un acceso fiable y la protección de toda la información cubierta. Sin embargo, antes de profundizar en los detalles de las estrategias de copia de seguridad para este entorno, es importante explicar qué hace que este sistema de archivos sea tan único y por qué es tan difícil proteger la información en este entorno utilizando medios convencionales.

Comprender IBM Spectrum Scale y GPFS

IBM Spectrum Scale surgió del General Parallel File System, que se desarrolló originalmente para entornos informáticos de alto rendimiento. IBM Spectrum Scale es una solución de almacenamiento compleja para gestionar información en recursos dispersos, que funciona con múltiples dispositivos de almacenamiento físico como una sola entidad lógica. El hecho de que Spectrum Scale pueda proporcionar acceso simultáneo a archivos desde múltiples nodos significa que elimina prácticamente los cuellos de botella que suelen asociarse a los sistemas de archivos tradicionales que trabajan con cargas de trabajo masivas.

La transición de GPFS a Spectrum Scale es más que un simple cambio de nombre. La tecnología central sigue basándose en la arquitectura GPFS, pero IBM ha ampliado con éxito sus capacidades para satisfacer los requisitos empresariales modernos, como la compatibilidad con el análisis de datos, las funciones de seguridad mejoradas, la integración en la nube y mucho más. A pesar de todos los esfuerzos de cambio de marca, la mayoría de los administradores y fuentes de documentación siguen haciendo referencia a este sistema como GPFS cuando hablan de sus aspectos operativos.

También nos referimos al sistema como GPFS a lo largo de esta guía, para mantener la coherencia y la claridad con los recursos técnicos existentes.

La importancia de las copias de seguridad de datos en GPFS

La naturaleza crítica de las cargas de trabajo con las que operan los sistemas hace que la pérdida de datos en un entorno Spectrum Scale sea especialmente devastadora. Las aplicaciones que se ejecutan en GPFS a menudo no pueden tolerar un tiempo de inactividad prolongado o la indisponibilidad de los datos, ya sea en la producción de medios, el entrenamiento de IA, la modelización financiera, la investigación científica, etc. Esta es una de las principales razones por las que las estrategias de copia de seguridad robustas no solo son recomendables para estos entornos, sino absolutamente esenciales.

La naturaleza distribuida de GPFS puede crear retos poco convencionales en los enfoques de copia de seguridad tradicionales. Con información potencialmente repartida en docenas, o incluso cientos, de nodos, la coordinación adecuada de copias de seguridad coherentes requeriría técnicas altamente especializadas. Además, el enorme volumen de información que se gestiona habitualmente en los entornos GPFS (que a menudo alcanza petabytes de información) significa que las ventanas de copia de seguridad y los requisitos de almacenamiento también exigen una planificación muy cuidadosa.

Las empresas que utilizan GPFS también deben hacer frente a factores de cumplimiento normativo que a menudo exigen políticas específicas de retención de datos. No implementar marcos adecuados de copia de seguridad y recuperación no solo supone un riesgo para la continuidad operativa, sino que puede exponer a la organización a importantes sanciones legales y financieras en sectores regulados.

Características principales de IBM Spectrum Scale para la gestión de copias de seguridad

IBM ha logrado integrar una serie de potentes capacidades directamente en Spectrum Scale, lo que mejora significativamente las capacidades relacionadas con las copias de seguridad de forma nativa. Estas características constituyen la base de estrategias integrales de protección de datos, que equilibran el rendimiento con la fiabilidad y la eficiencia.

Los ejemplos más destacados de estas características en Spectrum Scale son:

• Gestión de archivos basada en políticas: capacidades de automatización para operaciones del ciclo de vida, selección de copias de seguridad y movimiento de datos basadas en reglas personalizables.
• Instantáneas coherentes a nivel global: creación de copias puntuales de todo el sistema de archivos sin interrumpir las operaciones en curso.
• Integración con TSM/Spectrum Protect: la conexión directa con la plataforma de copia de seguridad empresarial de IBM agiliza enormemente las copias de seguridad.
• Opciones de redundancia de datos: las capacidades de replicación y codificación de borrado protegen contra fallos de hardware.
• Recuperación en clúster: disponibilidad mantenida incluso durante fallos parciales del sistema.

Ninguna de estas capacidades elimina la necesidad de estrategias de copia de seguridad adecuadas, pero sí proporcionan al personal administrativo potentes capacidades para crear esquemas de protección complejos. Cuando se aprovechan adecuadamente, las características nativas de Spectrum Scale mejoran drásticamente la eficiencia y la fiabilidad de las operaciones de copia de seguridad, especialmente en comparación con los enfoques genéticos que se aplican a los sistemas de archivos convencionales.

Sin embargo, el verdadero poder de Spectrum Scale se pone de manifiesto cuando las empresas personalizan sus herramientas para adaptarlas a sus propios objetivos de tiempo de recuperación, jerarquías de valor de los datos y patrones de carga de trabajo específicos. Una estrategia de copia de seguridad correctamente diseñada para entornos GPFS debe basarse en sus capacidades nativas, al tiempo que aborda los requisitos específicos de los procesos empresariales que soporta el sistema.

¿Cuáles son las diferentes opciones de copia de seguridad disponibles en GPFS?

El diseño de una estrategia sólida de protección de datos para IBM Spectrum Scale requiere que los administradores analicen varios enfoques de copia de seguridad con ventajas distintas en escenarios concretos. La gran complejidad de las implementaciones de GPFS de nivel empresarial exige un alto grado de comprensión de todas las opciones disponibles. Elegir la combinación adecuada de métodos de copia de seguridad no es solo una decisión técnica, sino que también afecta directamente a la utilización de los recursos, la continuidad del negocio y las capacidades de cumplimiento normativo sin gastos operativos o financieros innecesarios.

Copias de seguridad completas frente a copias de seguridad incrementales

La copia de seguridad completa es el enfoque más sencillo en el campo de la protección de datos. Una operación de copia de seguridad completa copia todos y cada uno de los archivos del sistema de archivos o directorio seleccionado al destino de la copia de seguridad, independientemente de su estado actual. Este enfoque tan completo crea una instantánea completa y autónoma de la información que se puede restaurar por sí sola sin depender de otros conjuntos de copias de seguridad.

La mayor ventaja de una copia de seguridad completa es lo sencillo que resulta restaurarla: los administradores solo necesitan tener acceso a un único conjunto de copias de seguridad cuando es necesario realizar una operación de recuperación. De este modo, los tiempos de recuperación se reducen, lo que supone una ventaja significativa en diversas situaciones estresantes relacionadas con fallos del sistema. Dicho esto, las copias de seguridad completas pueden consumir cantidades significativas de recursos de almacenamiento y ancho de banda de la red, lo que hace que las copias de seguridad completas diarias no sean prácticas para la mayoría de las implementaciones de GPFS a gran escala.

La copia de seguridad incremental es una de las alternativas más comunes a las copias de seguridad completas, ya que proporciona un método eficaz de protección de datos al capturar solo la información que ha cambiado desde la última operación de copia de seguridad. Reduce drásticamente las ventanas de copia de seguridad y los requisitos de almacenamiento, lo que facilita en gran medida la realización de operaciones de copia de seguridad frecuentes. La desventaja aparece durante los procesos de restauración, en los que cada proceso de recuperación debe acceder a varios conjuntos de copias de seguridad en una secuencia muy específica, lo que tiende a prolongar el tiempo total de recuperación. Las copias de seguridad incrementales se consideran especialmente eficaces en entornos GPFS, gracias a las sólidas capacidades de seguimiento de cambios de GPFS, ya que el sistema puede identificar de forma rápida y eficaz los archivos modificados sin necesidad de realizar exhaustivas operaciones de comparación.

¿Cuándo utilizar copias de seguridad diferenciales en GPFS?

Hablando de términos medios, las copias de seguridad diferenciales son un término medio entre los enfoques completos e incrementales. Las copias de seguridad diferenciales capturan específicamente todos los cambios desde la última copia de seguridad completa, en lugar de desde cualquier copia de seguridad reciente. Las copias de seguridad diferenciales merecen una consideración especial en entornos GPFS, teniendo en cuenta que ciertos patrones de carga de trabajo de este entorno hacen que las copias de seguridad diferenciales sean especialmente valiosas.

Una de las mayores ventajas de las copias de seguridad diferenciales es la simplicidad de la recuperación de conjuntos de datos con tasas de cambio moderadamente altas. Al restaurar cualquier copia de seguridad diferencial, los administradores solo tienen que añadir la última copia de seguridad completa para completar toda la operación. Se trata de un proceso de recuperación mucho más sencillo que ejecutar cadenas de copias de seguridad incrementales potencialmente largas en una secuencia precisa. Esta diferencia en la complejidad puede ser fundamental para los sistemas de archivos GPFS de misión crítica con RTO estrictos, en los que el largo proceso de recuperación de una copia de seguridad incremental puede prolongarse más allá de los acuerdos de nivel de servicio existentes.

Los entornos GPFS con aplicaciones que realizan muchas transacciones son otro ejemplo de un caso ideal para las copias de seguridad diferenciales. Cuando los datos sufren cambios frecuentes en un subconjunto más pequeño de archivos, el enfoque incremental tradicional crea cadenas de copias de seguridad muy ineficientes, con una gran cantidad de pequeños conjuntos de copias de seguridad que deben restaurarse a la vez cuando es necesario. Las copias de seguridad diferenciales son mucho mejores para consolidar estos cambios en unidades mucho más manejables, al tiempo que siguen siendo más eficientes que las copias de seguridad completas. Muchas cargas de trabajo de bases de datos que ejecutan GPFS muestran este patrón exacto: sistemas financieros, aplicaciones ERP y una variedad de cargas de trabajo similares con actualizaciones periódicas a pequeña escala de información crítica.

Uso de la GUI para la gestión de copias de seguridad en IBM Spectrum Scale

Aunque las interfaces de línea de comandos pueden proporcionar potentes capacidades de control a los usuarios experimentados, IBM también reconoce la necesidad de herramientas de gestión más accesibles. Se trata de un tema especialmente importante para entornos en los que los especialistas en almacenamiento pueden no tener suficientes conocimientos y experiencia con GPFS. Spectrum Scale GUI ofrece una interfaz basada en web que tiende a simplificar muchos aspectos de la gestión de copias de seguridad mediante una visualización intuitiva y una guía de flujo de trabajo muy práctica.

Las capacidades de gestión de copias de seguridad de la GUI ayudan a los administradores a:

• Configurar políticas de copia de seguridad mediante creadores de políticas visuales.
• Generar informes detallados sobre el éxito o el fracaso de las copias de seguridad y su consumo de almacenamiento.
• Visualizar las dependencias de las copias de seguridad para evitar tantos errores de configuración como sea posible.
• Programar y supervisar las tareas de copia de seguridad mediante un panel de control centralizado.
• Gestionar instantáneas y recuperaciones mediante sencillas operaciones de apuntar y hacer clic.

Al mismo tiempo, es posible que algunas configuraciones avanzadas de copia de seguridad sigan requiriendo la intervención de la interfaz de línea de comandos en casos específicos. La mayoría de las empresas maduras intentan mantener la competencia en ambos métodos, realizando las operaciones rutinarias en la GUI y dejando las herramientas de línea de comandos para la creación de scripts automatizados o casos complejos.

Comprender las diferentes opciones de almacenamiento para las copias de seguridad

Sorprendentemente, el destino de las copias de seguridad GPFS tiene un impacto sustancial en la eficacia de una estrategia de copia de seguridad. Los métodos de ejecución de las copias de seguridad pueden seguir siendo similares, pero la tecnología de almacenamiento subyacente tiende a diferir mucho, lo que influye en la velocidad de recuperación, la rentabilidad y las capacidades generales de retención. Los administradores inteligentes deben evaluar las opciones en todo un espectro de posibilidades en lugar de centrarse en la capacidad bruta.

El almacenamiento en cinta es un buen ejemplo de una opción de almacenamiento poco convencional que sigue desempeñando un papel crucial en muchas arquitecturas de copia de seguridad GPFS. Prácticamente no hay alternativas a las cintas cuando se trata de almacenar grandes cantidades de datos con fines de retención a largo plazo con capacidades de seguridad air-gapped. Las capacidades de las cintas empresariales modernas son muy convenientes para los datos de copia de seguridad a los que se accede con poca frecuencia, ya que las generaciones LTO más recientes ofrecen varios terabytes de capacidad por cartucho a una fracción del coste del almacenamiento en disco. La integración de IBM Spectrum Scale y Spectrum Protect (la solución de copia de seguridad de IBM) ayuda a optimizar el movimiento de datos a las bibliotecas de cintas, al tiempo que mantiene catálogos consultables que pueden mitigar las limitaciones de acceso de las cintas.

Los destinos de copia de seguridad basados en disco son sustancialmente más rápidos que las operaciones de restauración de cintas, pero también son una forma de almacenamiento mucho más cara. En esta categoría, las empresas pueden elegir entre matrices de almacenamiento de uso general y dispositivos de copia de seguridad dedicados, estos últimos suelen utilizar capacidades de deduplicación dedicadas integradas para mejorar la eficiencia del almacenamiento. El almacenamiento de objetos también debe mencionarse aquí como una especie de término medio que ha ganado cada vez más popularidad en los últimos años, ya que ofrece una combinación de rendimiento razonable para las cargas de trabajo de copia de seguridad y una situación económica mejor que las soluciones SAN/NAS tradicionales.

¿Cómo realizar copias de seguridad de datos en GPFS?

Pasando de la teoría a la práctica, las copias de seguridad en IBM Spectrum Scale requieren el dominio de herramientas y técnicas específicas diseñadas teniendo en cuenta este complejo sistema de archivos distribuidos. La ejecución correcta depende de muchos factores diferentes, desde la emisión de los comandos adecuados hasta la comprensión de todas las consideraciones arquitectónicas que influyen en el comportamiento de las copias de seguridad en entornos de sistemas de archivos paralelos. En esta sección se revisan los aspectos operativos clave de las copias de seguridad de GPFS, desde las utilidades de línea de comandos hasta las garantías de coherencia.

Uso del comando mmbackup para copias de seguridad completas

El comando mmbackup es la columna vertebral de las operaciones de copia de seguridad estándar para entornos IBM Spectrum Scale. Se diseñó específicamente para funcionar con las características únicas de GPFS, con sus amplias estructuras de metadatos, patrones de acceso paralelo y naturaleza distribuida. El comando mmbackup puede proporcionar un enfoque especializado para las copias de seguridad con un rendimiento y una fiabilidad superiores en comparación con cualquier utilidad de uso general, lo que se nota más cuando se opera a gran escala.

En términos generales, mmbackup crea una interfaz eficiente entre Spectrum Scale y Spectrum Protect, gestionando prácticamente todo, desde el movimiento de datos y la selección de archivos hasta la conservación de metadatos, al mismo tiempo. Su sintaxis básica utiliza un patrón lógico sencillo:

• Limitar las operaciones a conjuntos de archivos específicos.
• Definir patrones de exclusión o inclusión.
• Controlar el paralelismo, etc.

Es especialmente importante tener en cuenta estos parámetros en entornos de producción, donde las ventanas de copia de seguridad suelen estar limitadas y no hay margen para la contienda por los recursos.

En cuanto a las organizaciones que no utilizan Spectrum Protect, también existen varias alternativas de terceros en el mercado para programas de copia de seguridad con soporte para la integración con GPFS, aunque a menudo carecen de la profunda integración de mmbackup.

También existe una vía completamente personalizada, que utiliza el comando mmapplypolicy para identificar los archivos que requieren copia de seguridad y scripts complejos para el movimiento de datos. Es el enfoque más flexible disponible, pero requiere un esfuerzo y unos recursos considerables tanto para el desarrollo como para el mantenimiento continuo.

Pasos para crear instantáneas en IBM Spectrum Scale

Las instantáneas son muy útiles cuando se utilizan junto con las copias de seguridad tradicionales en entornos GPFS, ya que ofrecen puntos de protección casi instantáneos sin el impacto en el rendimiento ni la duración de las copias de seguridad completas. A diferencia de las copias de seguridad convencionales, que copian los datos a un medio externo, las instantáneas utilizan la estructura interna del sistema de archivos para conservar vistas puntuales, al tiempo que siguen compartiendo los bloques sin cambios con el sistema de archivos activo.

El proceso de creación de una instantánea básica en Spectrum Scale es relativamente sencillo y solo requiere unos pocos pasos:

1. Identificación del destino: determine si necesita una instantánea de un conjunto de archivos específico o de todo el sistema.
2. Establecimiento de una convención de nomenclatura: elija un esquema de nomenclatura coherente que pueda utilizarse para identificar el propósito de la copia de seguridad y que incluya también una marca de tiempo.
3. Creación de instantáneas: ejecute la variante de comando adecuada a una de las opciones del paso 1:
   1. Instantáneas a nivel de conjunto de archivos: mmcrsnapshot FILESYSTEM snapshot_name -j FILESET
   2. Instantáneas a nivel de sistema de archivos: mmcrsnapshot FILESYSTEM snapshot_name
4. Verificación de archivos: confirme la integridad de la nueva instantánea con mmlssnapshot.

Las instantáneas se vuelven aún más potentes cuando se integran en estrategias de protección más amplias y complejas. Hay muchas empresas que crean instantáneas inmediatamente antes y después de operaciones de gran envergadura, como actualizaciones de aplicaciones, integraciones con aplicaciones de copia de seguridad, etc. Las instantáneas también se pueden realizar a intervalos fijos regulares como parte de los esfuerzos de protección continua de los datos.

A pesar de sus numerosas ventajas, las instantáneas no deben confundirse nunca con copias de seguridad reales. Siguen siendo vulnerables a los fallos de almacenamiento físico y, a menudo, tienen períodos de retención limitados en comparación con las copias de seguridad externas. Las estrategias eficaces de protección de datos suelen utilizar una combinación de instantáneas y copias de seguridad tradicionales para disponer tanto de protección fuera del sistema a largo plazo como de puntos de recuperación rápidos y frecuentes.

Cómo garantizar la coherencia en las instantáneas y copias de seguridad de GPFS

La con el programa que utiliza el sistema de archivos es esencial para realizar copias de seguridad coherentes con las aplicaciones.

Muchas aplicaciones empresariales proporcionan sus propios enlaces únicos para los sistemas de copia de seguridad. Por ejemplo, los sistemas de gestión de bases de datos ofrecen comandos para vaciar las transacciones al disco y pausar temporalmente los procesos de escritura durante operaciones de copia de seguridad críticas. Se requiere una scripting y una orquestación cuidadosas para integrar estos enlaces específicos de la aplicación. Muchas aplicaciones empresariales proporcionan sus propios enlaces únicos para los sistemas de copia de seguridad. Por ejemplo, los sistemas de gestión de bases de datos ofrecen comandos para vaciar las transacciones en el disco y pausar temporalmente los procesos de escritura durante operaciones de copia de seguridad críticas. Se requiere una cuidadosa programación y coordinación para integrar estos procesos específicos de la aplicación con las operaciones de copia de seguridad de GPFS, lo que a menudo implica comandos previos y posteriores a la copia de seguridad que indican a las aplicaciones que entren o salgan del modo de copia de seguridad.

La funcionalidad de instantáneas de Spectrum Scale ofrece una serie de características diseñadas específicamente para combatir los retos de consistencia:

• Grupos de consistencia
• Consistencia global
• Suspensión de escritura

Dicho esto, la consistencia en entornos más exigentes a menudo requiere herramientas adicionales, como cuando se ejecutan bases de datos o sistemas de procesamiento de transacciones. Algunas empresas implementan tecnologías de consistencia de terceros para coordinar las capas de aplicaciones, bases de datos y almacenamiento. Otras optan por implementar enfoques específicos para cada aplicación, basándose en API de copia de seguridad de bases de datos para mantener la integridad de las transacciones mientras se generan copias de seguridad en ubicaciones GPFS.

Estrategias de copia de seguridad híbridas: combinación de copias completas, incrementales e instantáneas

Las estrategias de protección de datos más eficaces en entornos GPFS rara vez se basan en un único enfoque de copia de seguridad, sino que aprovechan una combinación de técnicas para lograr mejores velocidades de recuperación, eficiencia de almacenamiento, etc. Los enfoques híbridos reconocen la necesidad de adaptar las medidas de protección a tipos de datos específicos, en función del valor, la tasa de cambio y los requisitos de recuperación de la información. Los enfoques híbridos permiten a las organizaciones centrar los recursos donde aportan el mayor valor empresarial, al tiempo que reducen el uso de sobrecargas para los datos menos importantes.

Un enfoque híbrido bien diseñado suele incorporar:

• Copias de seguridad completas semanales como puntos de recuperación autónomos.
• Copias de seguridad incrementales diarias para capturar de forma eficiente los cambios continuos.
• Instantáneas más frecuentes para proporcionar puntos de recuperación casi instantáneos para la información más reciente.
• Replicación continua para subconjuntos de datos críticos para la misión, con el fin de reducir al máximo el tiempo de recuperación.

La potencia de este enfoque queda clara cuando se comparan varios escenarios de recuperación. Los enfoques híbridos permiten a los administradores restaurar eliminaciones accidentales recientes a partir de instantáneas en cuestión de minutos, al tiempo que mantienen un conjunto completo de funciones de protección contra fallos catastróficos a través de la cadena de copias de seguridad tradicional.

Sin embargo, la implementación de marcos de copia de seguridad híbridos no es un proceso fácil; requiere una cuidadosa coordinación para garantizar que todos los componentes de la configuración puedan funcionar en armonía y no interfieran entre sí. La contienda por los recursos, la duplicación innecesaria y las amenazas inherentes a la toma de decisiones manuales son solo algunos ejemplos de cómo una configuración híbrida puede configurarse incorrectamente y causar más daño que beneficio.

El coste total de propiedad a largo plazo es donde las empresas pueden ver el verdadero valor de los enfoques híbridos. La capacidad de alinear los costes de protección con el valor de los datos tiende a generar un ahorro considerable con el tiempo, que compensa con creces cualquier inversión inicial en la creación de múltiples capas de protección de copia de seguridad. Una copia de seguridad híbrida correctamente configurada puede ofrecer una protección intensiva para los datos críticos, al tiempo que garantiza que los datos menos valiosos consuman menos recursos y requieran ciclos de copia de seguridad menos frecuentes, algo que un enfoque tradicional no puede hacer.

¿Cómo gestionar los procesos de copia de seguridad en GPFS?

Detrás de toda estrategia de protección de datos exitosa se encuentra un marco de gestión robusto, que transforma las capacidades técnicas en fiabilidad operativa. La configuración adecuada de las tareas de copia de seguridad sigue siendo necesaria, pero la verdadera seguridad solo aparece cuando las medidas de copia de seguridad se combinan con procesos disciplinados de resolución de problemas, supervisión y programación. En entornos GPFS, estos aspectos operativos requieren una atención especial, teniendo en cuenta su escala y complejidad medias. La rápida respuesta a los problemas, la automatización y la verificación son algunos buenos ejemplos de características de gestión que ayudan a convertir los sistemas de copia de seguridad funcionales en un marco de protección verdaderamente resistente.

Programación de tareas de copia de seguridad en IBM Spectrum Scale

La programación estratégica es lo que transforma los procesos de copia de seguridad manuales e impredecibles en operaciones automatizadas fiables que pueden mantener un delicado equilibrio entre los requisitos de disponibilidad del sistema y las necesidades de protección de la organización. Encontrar ventanas de copia de seguridad adecuadas en entornos GPFS requiere un análisis cuidadoso de los patrones de uso, lo que supone un paso más allá de la simple programación nocturna.

Los programadores nativos de GPFS pueden ofrecer capacidades básicas de sincronización, pero hay muchas empresas del sector que utilizan reglas de programación mucho más complejas con herramientas externas, con gestión de dependencias, notificaciones inteligentes, sincronización consciente de la carga de trabajo y otras capacidades avanzadas.

En cuanto a los entornos con operaciones globales o requisitos 24/7, el concepto de ventanas de copia de seguridad se sustituye a menudo por estrategias de protección continua.

Estos enfoques permiten distribuir operaciones de copia de seguridad más pequeñas a lo largo del día, evitando picos de consumo de recursos sustanciales, lo que difiere mucho de los trabajos de copia de seguridad «monolíticos» estándar. Los motores de políticas GPFS pueden resultar especialmente útiles en este caso, ya que automatizan la identificación de los archivos modificados para estas operaciones de protección continuas, lo que ayuda a dirigirlos a procesos de copia de seguridad con una sobrecarga administrativa mínima o nula.

Supervisión y comprobación de los resultados de los trabajos de copia de seguridad

La verificación y supervisión de las copias de seguridad son funciones que se supone que combaten el problema de las copias de seguridad no verificadas, que crean una ilusión de protección cuando no hay garantía total de que una copia de seguridad se pueda restaurar correctamente cuando sea necesario. La supervisión integral se supone que aborda este problema, transformando la incertidumbre en confianza al proporcionar visibilidad de las operaciones de copia de seguridad e identificar los problemas antes de que puedan afectar a la capacidad de recuperación. En entornos Spectrum Scale, esta visibilidad cobra especial importancia para garantizar una protección completa, ya que una operación de copia de seguridad media en este entorno abarca varios nodos y niveles de almacenamiento al mismo tiempo.

Muchas empresas implementan paneles de control dedicados para agregar métricas de protección en todo su entorno GPFS. Estas herramientas de visualización pueden ayudar al personal administrativo a identificar rápidamente posibles problemas, tendencias, etc. Los sistemas de supervisión eficaces también suelen tener respuestas de alerta multifacéticas en función de la prioridad del negocio y la gravedad del impacto, en lugar de producir notificaciones excesivas y crear lo que se denomina «fatiga de alertas». Una de las situaciones más comunes en entornos GPFS de gran tamaño es el uso de entornos de supervisión automatizados con revisiones manuales periódicas para identificar patrones de degradación sutiles que podrían haber pasado desapercibidos para los sistemas automatizados.

Reanudación de operaciones para copias de seguridad interrumpidas

Cuando los procesos de copia de seguridad se encuentran con interrupciones inesperadas, la capacidad de reanudar las operaciones de manera eficiente es lo que diferencia a los esquemas de protección frágiles de los potentes. Afortunadamente, IBM Spectrum Protect cuenta con capacidades de reanudación integradas que se han diseñado específicamente para entornos distribuidos, lo que permite mantener metadatos detallados del progreso para que las operaciones interrumpidas puedan continuar desde el punto en el que se interrumpieron, en lugar de reiniciarse por completo.

Sin embargo, para lograr un rendimiento de reanudación óptimo, es necesario prestar atención a una serie de detalles de configuración, como por ejemplo:

• Persistencia de los metadatos: para garantizar que la información de seguimiento pueda sobrevivir al reinicio del sistema.
• Independencia de los componentes: asegurarse de que las tareas de copia de seguridad permiten la finalización parcial.
• Frecuencia de los puntos de control: un delicado equilibrio entre el posible trabajo adicional y la sobrecarga.
• Mecanismos de verificación: asegurarse de que los componentes que ya se han copiado siguen siendo válidos.

También hay situaciones en las que las capacidades nativas de reanudación pueden resultar insuficientes. En ese caso, los scripts envolventes personalizados pueden ayudar a dividir las operaciones de copia de seguridad de gran tamaño en componentes separados que son más fáciles de rastrear. Este método puede crear una sobrecarga de gestión adicional, pero también demuestra ser mucho más flexible en situaciones en las que las ventanas de copia de seguridad están muy limitadas o cuando las interrupciones son algo habituales y frecuentes.

Gestión de fallos de copia de seguridad y recuperación en GPFS

Los fallos en las copias de seguridad pueden producirse incluso en los entornos más meticulosamente diseñados. Una buena señal de que un marco es realmente potente es que el sistema puede responder eficazmente a cualquier problema en cualquier momento, en lugar de intentar evitar por completo todos los fallos (lo cual es prácticamente imposible). Un enfoque estructurado de la gestión de fallos puede convertir las situaciones más caóticas en procesos de resolución bien engrasados.

Un buen primer paso para el diagnóstico de fallos de copia de seguridad sería establecer procedimientos estandarizados de análisis de registros para distinguir desde el principio entre restricciones de acceso, problemas de coherencia, limitaciones de recursos, errores de configuración y fallos de infraestructura. Una vez descubierta la categoría del problema, se deben seguir estrategias de resolución según guías predefinidas y personalizadas para cada categoría de fallo, con vías de escalado, plantillas de comunicación, pasos de corrección técnica, etc.

El proceso de transición desde la corrección del fallo hasta el funcionamiento normal también requiere una verificación, en lugar de simplemente asumir que el problema se ha resuelto. Las copias de seguridad de prueba, las comprobaciones de integridad y otros métodos son una buena forma de verificarlo, y las empresas maduras incluso cuentan con análisis post mortem de fallos de copia de seguridad dedicados que intentan examinar las causas raíz del problema en lugar de limitarse a abordar los síntomas.

¿Cuáles son las mejores prácticas para las copias de seguridad de datos en GPFS?

La experiencia técnica es lo que permite la funcionalidad de las copias de seguridad, pero los esfuerzos de protección de datos verdaderamente resilientes en entornos IBM Spectrum Scale deben tener una perspectiva mucho más amplia que trascienda los comandos y las herramientas. Las organizaciones exitosas abordan la protección de GPFS como una disciplina empresarial propia, en lugar de una mera tarea técnica, alineando las inversiones en protección con el valor de los datos, creando marcos que establecen procesos de gobernanza para una ejecución coherente, etc. Las mejores prácticas que se presentan a continuación son el resultado de la experiencia acumulada en implementaciones empresariales de diversos sectores, con el objetivo de salvar la brecha entre la realidad práctica y los ideales teóricos en entornos complejos y multifacéticos.

Creación de una estrategia de copia de seguridad para sus necesidades de acceso a los datos

Una análisis exhaustivo de los requisitos empresariales es el punto de partida de toda estrategia de copia de seguridad, en el que se articulan claramente los objetivos de recuperación empresarial que reflejan la realidad operativa de la empresa, en lugar de metas y objetivos arbitrarios. La mayoría de los entornos GPFS con cargas de trabajo diversas en estas situaciones tienen que implementar niveles de protección por capas para adaptar la intensidad de la protección al valor de los datos y otros factores.

El proceso de desarrollo de la estrategia debe abordar, de una forma u otra, muchas cuestiones fundamentales, como los objetivos de tiempo de recuperación para diferentes escenarios, las dependencias de las aplicaciones, los requisitos de cumplimiento, los objetivos de punto de recuperación, etc. Una estrategia de copia de seguridad eficaz también requiere la colaboración entre diferentes equipos, en la que todas las partes interesadas aporten sus puntos de vista para elaborar estrategias que puedan equilibrar las prioridades contrapuestas y la viabilidad técnica.

Pruebas periódicas de restauración de copias de seguridad

Como se ha mencionado anteriormente, las copias de seguridad no probadas son solo una ilusión de protección, y las empresas maduras deben comprender claramente que las pruebas son obligatorias, no opcionales. Los procesos de validación exhaustivos pueden ayudar a transformar la protección teórica en una capacidad de recuperación probada, al tiempo que se desarrolla la experiencia y la confianza de la organización en las operaciones de recuperación antes de que se produzcan emergencias.

Los marcos de pruebas complejos deben incluir múltiples niveles de validación: simulaciones a gran escala de interrupciones importantes, muestreo rutinario de archivos aleatorios, etc. Las pruebas completas de recuperación de aplicaciones pueden requerir recursos significativos, pero esta inversión se amortiza cuando surgen emergencias reales, ya que revelan problemas técnicos y deficiencias en los procesos en ejercicios controlados, en lugar de en situaciones de alta presión. El elemento sorpresa también es importante en estos procesos de prueba, ya que ayuda a simular mejor situaciones reales (limitando los avisos previos, restringiendo el acceso a la documentación principal, etc.).

Documentar los procesos y procedimientos de copia de seguridad

Cuando se produce una emergencia, una documentación clara y detallada puede ayudar a abordar el problema de forma ordenada, en lugar de caótica. Una documentación exhaustiva es especialmente importante en entornos GPFS complejos, en los que los procesos de copia de seguridad y recuperación afectan a docenas de componentes y a varios equipos a la vez. La documentación completa también debe incluir no solo referencias de comandos simples, sino también el razonamiento que hay detrás de todas las opciones de configuración, las dependencias y los árboles de decisión, para ayudar a resolver problemas comunes.

Las estrategias de documentación eficientes reconocen las diferentes necesidades de los destinatarios y crean recursos por capas, que van desde manuales técnicos detallados hasta resúmenes ejecutivos. De este modo, cada parte interesada puede acceder rápidamente a la información con el nivel de detalle que prefiera, sin necesidad de revisar material que le resulte excesivo o complejo.

También deben llevarse a cabo ciclos de revisión periódicos sincronizados con los cambios del sistema para toda la documentación de una organización, de modo que esta información se trate como un componente crítico del sistema, y no como algo secundario. Las plataformas de documentación interactiva se han vuelto más populares en los últimos años, ya que combinan los procedimientos escritos tradicionales con comprobaciones de validación automatizadas, herramientas de apoyo a la toma de decisiones, vídeos integrados y otras funciones prácticas.

Cómo proteger las copias de seguridad de GPFS contra las amenazas cibernéticas

Las estrategias modernas de protección de datos deben estar preparadas para hacer frente no solo a los modos de fallo habituales, sino también a las ciberamenazas altamente complejas que se dirigen específicamente a los sistemas de copia de seguridad. Es cierto que, históricamente, las copias de seguridad se centraban en la recuperación tras fallos de hardware o eliminaciones accidentales, pero los marcos de protección actuales también protegen a las empresas contra los ataques de ransomware, que pueden reconocer e intentar eliminar las opciones de recuperación.

Para proteger las copias de seguridad de GPFS es necesario un enfoque complejo y multicapa que combine inmutabilidad, aislamiento, controles de acceso y cifrado para crear capacidades de recuperación resilientes. Las medidas de seguridad más esenciales en este caso son las siguientes:

• Protección con aislamiento físico mediante sistemas aislados de la red o soportes offline.
• El principio de copia de seguridad 3-2-1: tres copias de los datos existentes en dos tipos de soportes diferentes, con una copia almacenada fuera de las instalaciones.
• Cifrado de las copias de seguridad tanto en tránsito como en reposo.
• Escaneo periódico del repositorio de copias de seguridad.
• Inmutabilidad de las copias de seguridad para evitar cualquier modificación de copias específicas de la información.
• Controles de acceso estrictos con credenciales independientes para los sistemas de copia de seguridad.

Las empresas con la protección más flexible también mejoran estas medidas técnicas mediante diversas salvaguardias procedimentales: evaluaciones de seguridad periódicas realizadas por terceros, procedimientos de verificación complejos, equipos independientes para gestionar las copias de seguridad y la producción, etc.

Retos comunes y resolución de problemas en las copias de seguridad de GPFS

Ni siquiera la planificación más meticulosa puede evitar que los entornos de copia de seguridad GPFS encuentren algún tipo de error o problema que requiera una solución. La naturaleza distribuida de Spectrum Scale, combinada con los grandes volúmenes de datos, crea muchos retos inusuales que difieren de los que se encuentran en los entornos de copia de seguridad habituales. A continuación, intentamos abordar los problemas más comunes y sus posibles soluciones de forma clara y concisa.

Solución de fallos y errores en las copias de seguridad

Los fallos en las copias de seguridad en entornos GPFS suelen manifestarse con mensajes de error crípticos que requieren mucho contexto para poder entenderlos, en lugar de poder leerse directamente. Una resolución eficaz de los problemas debe comenzar por comprender la complejidad de la arquitectura en capas de las operaciones de copia de seguridad de GPFS, reconociendo cómo los síntomas de un componente pueden tener su origen en otro componente completamente diferente.

Las categorías de fallos más comunes incluyen problemas de conectividad de red, incompatibilidad de permisos, restricciones de recursos en períodos de pico e inconsistencias en los metadatos que activan los marcos de verificación. La resolución eficaz de estos problemas siempre consiste en intentar ser proactivo en lugar de reactivo, es decir, encontrar y resolver los problemas fundamentales en lugar de luchar contra los síntomas.

Los administradores experimentados tienden a desarrollar sus propios enfoques estructurados que les ayudan a examinar los posibles problemas siguiendo una secuencia lógica, por ejemplo:

• Registros del sistema
• Disponibilidad de recursos
• Productividad de los componentes

Las empresas con operaciones maduras también tienden a mantener sus propias bibliotecas de patrones de fallos, en las que se documentan los problemas anteriores y cómo se resolvieron, lo que suele acelerar drásticamente la resolución de problemas al tiempo que se crea el conocimiento institucional en la organización.

Gestión de las limitaciones de almacenamiento durante las copias de seguridad

Las limitaciones de almacenamiento son uno de los retos más persistentes para las operaciones de copia de seguridad de GPFS, especialmente a medida que los volúmenes crecen y las ventanas de copia de seguridad permanecen fijas o incluso se reducen. Estas limitaciones se manifiestan de diferentes formas, desde la insuficiencia de espacio para la preparación de las copias de seguridad hasta un rendimiento inadecuado en ese momento dentro de los plazos requeridos.

Intentar adquirir almacenamiento adicional rara vez es una solución a estos problemas, ya que el crecimiento de los datos suele superar los aumentos presupuestarios. Por eso, las estrategias eficaces se centran en maximizar la eficiencia del almacenamiento actual utilizando técnicas como la deduplicación de longitud variable, las copias de seguridad incrementales a nivel de bloque y los algoritmos de compresión para tipos de datos específicos.

Muchas empresas también implementan esquemas de clasificación de datos que permiten aplicar diferentes enfoques de protección en función del valor y la frecuencia de cambio de la información, lo que ayuda a dirigir los recursos hacia los datos críticos y a aplicar medidas de protección menos potentes a la información de menor prioridad. El análisis del uso del almacenamiento también se utiliza habitualmente en estos entornos, examinando los patrones de acceso y el historial de cambios con el fin de predecir el comportamiento futuro y ajustar automáticamente los parámetros de protección para optimizar la utilización de los recursos.

Prevención de la corrupción de datos durante las copias de seguridad de GPFS

La corrupción de datos durante las operaciones de copia de seguridad es un riesgo especialmente incómodo, ya que estos problemas pueden pasar desapercibidos hasta que los intentos de restauración revelan puntos de recuperación inutilizables. Los entornos GPFS son susceptibles tanto a problemas comunes como a vulnerabilidades de corrupción únicas, como estados inconsistentes del sistema de archivos, flujos de datos interrumpidos, inconsistencias en los metadatos, etc.

Para evitar estos problemas es necesario aplicar una disciplina operativa y medidas de seguridad arquitectónicas, manteniendo la integridad de los datos durante todo el ciclo de vida de la protección. Entre los métodos esenciales para prevenir la corrupción se incluyen la verificación de sumas de comprobación, los procedimientos de verificación de la preparación de las copias de seguridad, y mucho más.

La validación posterior a la copia de seguridad también es una recomendación habitual, que va más allá de la simple comprobación de la finalización e incluye la validación de la coherencia de los metadatos, pruebas de restauración completa de forma periódica, verificación del contenido basada en muestras, etc. Muchos entornos modernos incluso utilizan enfoques de copia de seguridad de doble flujo, creando copias paralelas a través de rutas independientes, lo que permite realizar comparaciones cruzadas para identificar la corrupción que de otro modo podría pasar desapercibida.

Consejos para una gestión eficiente de las copias de seguridad en clústeres grandes

La escala de los entornos GPFS tiende a introducir complejidad en muchos aspectos diferentes de la gestión de datos. Por ejemplo, la gestión de las copias de seguridad se vuelve mucho más difícil en estos entornos, como ya hemos mencionado en varias ocasiones. Los enfoques tradicionales rara vez funcionan en grandes clústeres GPFS que abarcan decenas o cientos de nodos. Por lo tanto, se necesitan estrategias altamente especializadas para lograr la eficiencia en estos entornos, que deben diseñarse específicamente para la escala desde cero para que funcionen.

Los consejos más importantes que podemos recomendar para la gestión de copias de seguridad en grandes clústeres GPFS son:

• Implementar redes de copia de seguridad dedicadas
• Configurar mecanismos de limitación adecuados
• Aprovechar la automatización de la verificación de copias de seguridad
• Distribuir la carga de las copias de seguridad
• Establecer políticas de retención graduadas
• Diseñar desde la resiliencia
• Mantener los metadatos de las copias de seguridad

La paralelización en varios niveles con una asignación de recursos cuidadosamente gestionada es habitual en muchas implementaciones de copias de seguridad en clústeres grandes. En estos casos, también se prefieren los enfoques de copia de seguridad continua, que eliminan por completo las ventanas de copia de seguridad tradicionales. De este modo, las copias de seguridad completas se sustituyen por procesos incrementales que se ejecutan constantemente y que pueden mantener una protección constante y minimizar el impacto en los sistemas de producción.

Soluciones de copia de seguridad basadas en POSIX para GPFS

Si bien es cierto que IBM Spectrum Scale ofrece integración nativa con Spectrum Protect a través de comandos especializados como mmbackup, las empresas también pueden aprovechar las soluciones de copia de seguridad compatibles con POSIX para proteger sus entornos GPFS. POSIX son las siglas de Portable Operating System Interface (Interfaz de sistema operativo portátil) y es un conjunto de estándares que define cómo interactúan las aplicaciones con los sistemas de archivos, independientemente de su arquitectura subyacente.

Dado que GPFS se presenta como un sistema de archivos compatible con POSIX, prácticamente cualquier programa de copia de seguridad que cumpla con estos estándares debería poder acceder y realizar copias de seguridad de la información de los entornos Spectrum Scale, aunque el rendimiento y la compatibilidad de las funciones puedan variar mucho de una solución a otra.

Bacula Enterprise sería un buen ejemplo de una solución de este tipo: una plataforma de copia de seguridad empresarial con un núcleo de código abierto que funciona como un sistema de copia de seguridad basado en POSIX puro para GPFS y entornos similares. Es especialmente sólida en el mercado de la HPC, donde ha demostrado su eficacia en empresas que prefieren operar en entornos mixtos con una variedad de herramientas y estándares especializados.

Puede que no ofrezca el conjunto de funciones de integración profunda disponible a través de mmbackup y Spectrum Protect, pero la gran flexibilidad y el amplio ecosistema de complementos de Bacula la convierten en una opción sólida para las estrategias de copia de seguridad de GPFS, especialmente cuando las empresas necesitan estandarizar las herramientas de copia de seguridad en diferentes plataformas de almacenamiento y sistemas de archivos.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se integran las copias de seguridad de GPFS con las plataformas de almacenamiento en la nube?

Los entornos GPFS pueden aprovechar el almacenamiento en la nube mediante la función Transparent Cloud Tiering, que crea conexiones directas entre Spectrum Scale y proveedores como IBM Cloud, Azure, AWS, etc. Las empresas que implementan este enfoque deben evaluar cuidadosamente las implicaciones de latencia, los requisitos de seguridad y el coste total de propiedad antes de comprometerse con repositorios de copia de seguridad basados en la nube.

¿Qué consideraciones se deben tener en cuenta al realizar copias de seguridad de entornos GPFS con cargas de trabajo en contenedores?

Las aplicaciones en contenedores que se ejecutan en almacenamiento GPFS plantean una serie de retos únicos que requieren enfoques de copia de seguridad específicos, con especial atención al estado de las aplicaciones y la persistencia de los datos. Las estrategias eficaces suelen combinar instantáneas de volumen con herramientas que reconocen las aplicaciones para garantizar que tanto los datos como la configuración puedan restaurarse de forma coherente.

¿Cómo pueden las empresas probar eficazmente el rendimiento de las copias de seguridad de GPFS antes de la implementación en producción?

La alta precisión en las pruebas de rendimiento de las copias de seguridad requiere el uso de perfiles de datos realistas que se ajusten a las cargas de trabajo de producción, en lugar de benchmarks sintéticos que tienden a fallar a la hora de reflejar las condiciones del mundo real. Las empresas deben dedicar tiempo suficiente a realizar pruebas iterativas que permitan optimizar la configuración, teniendo en cuenta que los resultados iniciales de rendimiento rara vez representan la máxima eficiencia alcanzable sin un ajuste específico de los parámetros de GPFS y de la aplicación de copia de seguridad.