{"id":8887,"date":"2015-02-13T10:19:00","date_gmt":"2015-02-13T10:19:00","guid":{"rendered":"https:\/\/networks.imdea.org\/en-busca-de-un-almacenamiento-eficiente-y-con-fuerte-coherencia-para-nuestros-datos\/"},"modified":"2021-01-22T16:05:26","modified_gmt":"2021-01-22T15:05:26","slug":"en-busca-de-un-almacenamiento-eficiente-y-con-fuerte-coherencia-para-nuestros-datos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/networks.imdea.org\/es\/en-busca-de-un-almacenamiento-eficiente-y-con-fuerte-coherencia-para-nuestros-datos\/","title":{"rendered":"En busca de un almacenamiento eficiente y con fuerte coherencia para nuestros datos"},"content":{"rendered":"

Sobre los cimientos de dos d\u00e9cadas de investigaci\u00f3n incremental en el almacenamiento de datos<\/strong>, IMDEA Networks<\/a> lanza el proyecto cient\u00edfico ATOMICDFS<\/strong><\/a>, con el objetivo de abordar la b\u00fasqueda de implementaciones eficientes del almacenamiento distribuido de datos con coherencia fuerte.<\/p>\n

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Uno de los problemas fundamentales de la inform\u00e1tica es el almacenamiento eficaz de los datos<\/strong>. Desafortunadamente, los dispositivos de almacenamiento magn\u00e9tico y tipo flash han demostrado ser poco fiables para garantizar la disponibilidad y la capacidad de supervivencia de los datos, debido a la frecuencia e imprevisibilidad de sus fallos. La replicaci\u00f3n<\/strong> ha sido la t\u00e9cnica prominente para evitar la p\u00e9rdida de datos. Por medio de la replicaci\u00f3n, copias de los datos se guardan en m\u00faltiples dispositivos de almacenamiento; as\u00ed, en caso de fallo de un dispositivo, los datos pueden ser recuperados de una r\u00e9plica \u201csana\u201d de los mismos. Aunque la replicaci\u00f3n resuelve el problema de la capacidad de supervivencia de los datos, se introduce un nuevo y m\u00e1s complejo desaf\u00edo: la coherencia<\/strong>. Los datos de cada r\u00e9plica tienen que ser id\u00e9nticos para que cualquier fallo de almacenamiento se considere tolerable. Pero, \u00bfc\u00f3mo podemos asegurarnos de que los cambios realizados en una de las r\u00e9plicas van a ser propagados al resto de r\u00e9plicas? Las soluciones tradicionales implican el uso de controladores RAID (conjunto redundante de discos independientes). Una serie de dispositivos de almacenamiento est\u00e1n conectados a un controlador RAID y cualquier actualizaci\u00f3n de los datos se propaga desde el controlador a todos los dispositivos conectados. Aunque RAID maneja la coherencia de datos, por lo general \u00e9sta se gestiona a trav\u00e9s de un controlador centralizado, que reside en un solo lugar, y est\u00e1 conectado a la red a trav\u00e9s de una sola interfaz de red. Estas caracter\u00edsticas hacen de los sistemas RAID (y de cualquier tecnolog\u00eda similar) potenciales puntos \u00fanicos de fallo y cuellos de botella para el rendimiento.<\/p>\n

Los anteriores problemas han conducido a la popularidad y el uso generalizado de sistemas de almacenamiento<\/strong> distribuido<\/strong> (DSS o Distributed Storage Systems, por sus siglas en ingl\u00e9s). Un sistema de almacenamiento distribuido supera los puntos \u00fanicos de fallo y los cuellos de botella mediante la replicaci\u00f3n de datos en nodos dispersos geogr\u00e1ficamente, lo que garantiza la disponibilidad de dichos datos, incluso en casos de desastres totales en una ubicaci\u00f3n. Aunque la distribuci\u00f3n de datos mejora la robustez de la replicaci\u00f3n, crea nuevos desaf\u00edos a nivel de coherencia. Una multiplicidad de clientes puede ahora acceder simult\u00e1neamente a diferentes r\u00e9plicas mediante la comunicaci\u00f3n con los servidores remotos que almacenan los datos. La asincron\u00eda de la red y fallos potenciales en los nodos hacen a\u00fan m\u00e1s dif\u00edcil garantizar que las actualizaciones de datos se propaguen a todas las r\u00e9plicas. Las soluciones comerciales actuales (tales como Dropbox<\/a>), son inadecuadas para manejar la concurrencia, y conf\u00edan en la infrecuencia de los accesos concurrentes al espacio de almacenamiento por parte de los distintos usuarios. Sin embargo, las aplicaciones futuras que requieran accesos concurrentes a un DSS a trav\u00e9s de m\u00faltiples dispositivos inform\u00e1ticos, exigir\u00e1n s\u00f3lidas garant\u00edas de los contenidos de ese DSS, que tendr\u00e1n que ser indistinguibles de las garant\u00edas que ofrece una soluci\u00f3n de almacenamiento centralizado.<\/p>\n

\"\"Sobre la base de dos d\u00e9cadas de investigaci\u00f3n incremental, IMDEA Networks<\/a> lanza el proyecto cient\u00edfico ATOMICDFS<\/strong>, con el objetivo de abordar el reto de \u00abbuscar implementaciones at\u00f3micas eficientes del almacenamiento distribuido de datos\u201d. DFS<\/strong> significa sistema de<\/strong> archivos distribuido<\/strong> (Distributed File System<\/em>, en ingl\u00e9s) y describe un tipo especial de DSS que almacena y maneja archivos. ATOMIC define las garant\u00edas de coherencia que nuestro sistema de archivos proporciona en caso de accesos concurrentes. La atomicidad<\/strong> ofrece la garant\u00eda m\u00e1s s\u00f3lida e intuitiva de coherencia, ya que crea la ilusi\u00f3n de un almacenamiento al que se accede secuencialmente, a\u00fan cuando varios clientes accedan a la vez. Lo que los clientes esperan ver es la existencia de una \u00fanica copia del sistema de archivos, como si se accediera a un equipo local. Cada vez que se lee un archivo esperamos obtener: (a) los cambios de la \u00faltima operaci\u00f3n de escritura o modificaci\u00f3n, y (b) una copia del archivo que sea tan reciente como la obtenida en la \u00faltima operaci\u00f3n de lectura. Aunque intuitiva y f\u00e1cil de entender, la atomicidad es muy dif\u00edcil de proporcionar en un entorno de paso de mensajes que es as\u00edncrono y propenso a fallos debido a su alta imprevisibilidad.<\/p>\n

ATOMICDFS tiene como objetivo investigar la existencia de un DFS <\/strong>extremadamente eficiente<\/strong> que <\/strong>pueda ofrecer garant\u00edas<\/strong> at\u00f3micas<\/strong> en entornos tan hostiles. Esta cuesti\u00f3n se puede dividir en sub-problemas. Nuestro objetivo es identificar los principales componentes y presentar un an\u00e1lisis te\u00f3rico de la dificultad de resolver todos y cada uno de ellos. A continuaci\u00f3n, desarrollaremos soluciones algor\u00edtmicas para abordar los diferentes aspectos del problema, apuntando a un rendimiento que satisfaga nuestros l\u00edmites te\u00f3ricos. En \u00faltima instancia, tenemos la intenci\u00f3n de implementar nuestros algoritmos sobre hardware de mercado (es decir, medios magn\u00e9ticos habituales, como discos o memorias tipo flash), sin ning\u00fan tipo de caracter\u00edsticas especiales, para proporcionar la impresi\u00f3n de un solo espacio de almacenamiento de alta disponibilidad, al que acceder\u00e1n m\u00faltiples clientes de manera concurrente. Esto a la larga conducir\u00e1 a una nueva soluci\u00f3n de almacenamiento rentable, ampliamente disponible, robusta y fuertemente coherente.<\/p>\n

Dr. Nicolas Nicolaou<\/a> ha sido galardonado con una beca intraeuropea Marie Curie para el desarrollo profesional (IEF<\/a>) para trabajar en este proyecto de investigaci\u00f3n, junto con el cient\u00edfico responsable del proyecto Dr. Antonio Fern\u00e1ndez Anta<\/a>, Research Professor en IMDEA Networks. ATOMICDFS operar\u00e1 desde diciembre de 2014 a noviembre de 2016.<\/p>\n

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