Beim Einsatz eines zentralen Speichersystems stehen prinzipiell zwei Konzepte zur Auswahl: SAN (Storage Area Network) und NAS (Network Attached Storage). Beide Varianten unterstützen Unternehmen bei der Konsolidierung der Speicherinseln. NAS dient vor allem zur Konsolidierung großer Dateimengen, SANs zur blockorientierten Adressierung, wie sie beispielsweise bei Datenbanken Verwendung findet.
Fibre Channel oder iSCSI: Vor- und Nachteile
Das Fibre-Channel-Protokoll wurde speziell für den Einsatz in Speichernetzen optimiert. Es dient allein dem Zwecke der Anbindung des Speichers. iSCSI wiederum verpackt SCSI-Kommandos in TCP-Pakete. TCP ist heute der Standard bei der Vernetzung der Geräte und der Rechnerkommunikation. Dieser Bezug zu TCP IP hat für iSCSI Vor- und Nachteile. So benötigen iSCSI-Speichersysteme keine eigene Verkabelung sondern bedienen sich der bestehenden Netzwerkstrecken. Zudem ist der Umgang mit TCP-Netzwerken jedem Administrator, der jemals mit Netzen zu tun hatte, vertraut. Fibre Channel hingegen ist für den Großteil der Administratoren neu.
Die Kompatibilität mit TCP, das Wegfallen zusätzlicher Verkabelung und das oft schon vorhandene Wissen in der IT-Abteilung sind daher auch die größten Vorteile für iSCSI. Ferner ist es in der Regel weitaus günstiger. Fibre Channel hingegen kann mit einem optimierten Protokoll für die Kommunikation zwischen Servern und ihren Storage-Systemen aufwarten. Fibre Channel-Systeme werden heute meist mit 4 oder 8 GBit/s ausgestattet.
Dabei lassen sich auch mehrere Kanäle bündeln, so dass ein Mehrfaches dessen erreicht wird. iSCSI hat aufgrund der Overheads und der Latenzzeiten des Protokolls hier das Nachsehen. Zwar sind auch bei der Standard TCP-Kommunikation heute Verbindungen mit 10 GBit machbar und Ports lassen sich durch Teaming bündeln, aber dennoch ist mit iSCSI meist nicht der Durchsatz einer Fibre Channel-Verbindung zu erzielen. Dafür können zwei iSCSI-Knoten aber beliebig weit entfernt voneinander entfernt sein und somit Kontinente überbrücken. Bei Fibre Channel ist meist nach einigen Dutzend Kilometer Schluss.
Unterschiede gibt es auch in der Ausprägung der Systeme. Bei Fibre Channel handelt es sich in der Regel um vollständige Speichersysteme. Dies hat den Vorteil der schnellen Inbetriebnahme. Erkauft wird dies meist mit verhältnismäßig hohen Hardwarekosten. iSCSI-Systeme sind nicht zwangsläufig an eine Hardware gebunden. Es gibt sie zwar auch als Appliance mit den zugehörigen Platten, aber auch als reine Softwareimplementierungen. Der Speicherplatz kommt dabei von Drittanbietern. Auch Mischformen jeglicher Ausprägung sind verfügbar. Welche unterschiedlichen iSCSI-Systeme derzeit auf dem Markt verfügbar sind, lesen Sie in der folgenden Übersicht.
IBM SystemStorage DS3300
Die IBM System Storage DS3300 ist ein 19 Zoll-Einschub mit 2 Höheneinheiten für Racks. Die Box kann bis zu 12 SAS- und Serial Advanced Technology Attachment (SATA) 3,5"-Festplatten aufnehmen. Dies ermöglicht einen stufenweisen Ausbau auf 3,6 Terabyte Speicherkapazität mit Hot-Swap-fähigen 300-GB-SAS-Platten oder 12,0 TB mit Hot-Swap-fähigen 1,0-TB-SATA-Platten. Bis zu drei EXP 3000-Erweitereungsmodule ermöglichen einen maximalen Ausbau auf bis zu 48 SAS- oder SATA-Festplatten, was einer Kapazität von 48 Terabyte entspricht.
Die Verbindung zum Host erfolgt über iSCSI mit 1 Gbit/s. Eingeschlossen sind auch zwei SAS- (Serial Attached SCSI) Schnittstellen mit 3 Gbit/s zur Kapazitätserweiterung. Die Verwaltung des Speichersystems erfolgt über den DS3000 Storage Manager. Zu den weiteren Funktionen des Systems gehören Flash Copy, Volume Copy und Remote Mirroring-Funktion. Beim Flash Copy wird eine physische Kopie eines logischen Laufwerks erzeugt. Beim Volume Copy wird eine logische Kopie generiert. Das Remote Mirroring erzeugt eine Datenkopie über größere Distanzen hinweg.
IBM SystemStorage DS5000
Bei der DS5000 handelt es sich um eine Serie an iSCSI-/FC-Speichersystemen. Diese können mit 112 bis 480 Laufwerken ausgebaut werden. Als Speichermedien kommen 8-Gbit/s Fibre-Channel-Platten, SATA-Laufwerke, SSD (Solid State Disks) oder FDE (Full Disk Encryption) Drives zum Einsatz. Die Plattentypen sind frei mischbar. Die Verwaltung erfolgt über den IBMs System Storage.
Die Software erlaubt eine zentrale Verwaltung aller lokalen und vernetzten Systeme. Die DS5000 kann bis zu 64GB Cache beinhalten, arbeitet mit einem Realtime OS und kann RAID-Level im laufenden Betrieb migrieren. Zu den weiteren Funktionen zählen Snapshots sowie synchrone und asynchrone Datenspiegelung. Für Oracle und VMWare Kunden gibt es spezielle Management-Software, die in die Applikation integriert ist. CDP-Funktionen (Kontinuerliche Datensicherung) sind optional erhältlich.
IBM System SVC (SAN Volume Controller)
Bei IBM SVC handelt es sich um eine skalierbare Virtualisierungs-Appliance, die bestehende Disk-Systeme verwalten kann. Das System gibt es in zwei Ausführungen. In der SVC-EE (Entry Edition) werden bis zu 260 angeschlossene Festplatten verschiedener Hersteller virtualisiert. Die SVC Enterprise Edition erweitert das Datenvolumen in den Petabyte-Bereich. Die minimale Ausbaustufe beträgt zwei, die maximale Ausbaustufe acht Knoten.
Durch eine Trennung der Knoten in unterschiedliche Standorte ist Hochverfügbarkeit zu erzielen. Der SVC hat 8-Gbit/ Fibre-Channel Anschlüsse sowie iSCSI-Ports. Die Managementsoftware kennt Funktionen zum Thin Provisioning, der Online Datenmigration und Multipathing. Snapshot-Funktionalität sowie Datenspiegelung (synchron und asynchron) sind optional erhältlich.
HP LeftHand P4000 SAN
Bei der HP Lefthand P4000 SAN handelt es sich um eine Appliance mit integriertem Plattenspeicher. Es ist im Prinzip ein Proliant Rechner mit integrierten Platten. HP bietet verschiedene Modelle der Lefthand an. Mit 2 x 8 SATA-Platten wird eine Kapazität von bis zu 12,0 TB erzielt. Beim Einsatz von bis zu 48 SAS-Platten kann das System auf bis zu 21,6 TByte ausgebaut werden.
Um Ausfallsicherheit zu erreichen, kommen mehrere Systeme als Cluster zum Einsatz. Die Clusterknoten lassen sich entweder im Data Center oder auch verteilt über mehrere Standorte platzieren. Durch die integrierten Verwaltungsfunktionen werden die Speicherfragmente der Knoten zu einem großen Pool zusammengefasst. Um den Speicher zu erweitern packt man einfach eine weitere Box irgendwo im Netz dazu.
Für die Ausfallsicherheit sorgen die Cluster-Funktionen sowie das Netzwerk-RAID. Dabei erfolgt, ähnlich wie beim Platten-RAID, ein automatischer Abgleich der Daten über die einzelnen Baugruppen. Eingeschlossen ist auch ein Lastausgleich zwischen den Systemen. Zum Funktionsumfang der Lefthand gehören ferner Funktionen zum Erzeugung von Snapshots, ein Remote Copy über die Knoten hinweg und die Unterstützung für Thin Provisioning.
HP Lefthand VSA
Die Lefthand VSA (Virtual SAN Appliance) ist eine reine Softwarelösung. Sie ist für VMware-Umgebungen vorgesehen. Es handelt sich dabei um eine virtuelle Maschine, die in die Umgebung des ESX Server von VMware einzubetten ist. Die integrierte Verwaltungssoftware nutzt den freien Speicherplatz ihres VMware-Servers und stellt diesen dann als iSCSI-Speicher zur Verfügung.
Werden mehrere VSA genutzt, so werden die Speicherfragmente der ESX-Server in einem Pool gebündelt. Die Funktionen des Netzwerk-RAID bilden dann über alle Speicherfragmente einen ausfallsichern Gesamtpool. Die Lefthand VSA kann zusammen mit der Lefthand P4000 in einem Verbund verwendet werden. Der gesamte Speicherpool wird damit aus einzelnen freien Fragmenten von bestehenden ESX-Servern und aus den mehreren physischen Hardwareappliances der Lefthand P4000 zusammengestellt.
Wenngleich das aus Gründen der Performance und Lastverteilung kaum das Optimum sein kann, so ermöglicht es dennoch sanfte Migrationen von Speichersystemen. Eingeschlossen sind ferner Snapshot-Funktionen sowie die Unterstützung für Thin Provisioning. Durch Synchronisation lassen sich außerdem die Daten über mehrere Festplatten und an entfernte Standorte spiegeln.
DataCore SANmelody
SANmelody unterstützt bis zu 32 Terabyte maximaler Kapazität gespiegelt. Bei SANmelody handelt es sich um eine Verwaltungssoftware, die Plattenspeicher virtualisiert und den Nutzern zentral zur Verfügung stellt. Die Verwaltungssoftware selbst wird auf einem Standard-Rechner ausgeführt. Dies hat Vor- und Nachteile. Der Nachteil ist die Zwischenschicht.
Der Vorteil liegt in der universellen Auslegung. Die eigentlichen Platten und Speichersysteme kommen von Dritten. Hierbei kommt SANmeldoy mit DAS-Platten mit ATA-, IDE-, SATA-, Firewire oder SAS-Anschluss und auch Disk Arrays zurecht. Neben iSCSI unterstützt die Speichersoftware die SAN-Protokolle FC, InfiniBand und Fibre Channel over Ethernet (FCoE). SANmelody kennt ferner Funktionen zur Pool-Bildung des Speichers aus iSCSI-, DAS- und FC-Speicher-Fragmenten.
Eingeschlossen sind außerdem erweiterte Funktionen wie Snapshots, CDP-Funktionen und Thin Provisioning. Durch die synchrone Spiegelung der Daten zwischen zwei Knoten erfolgt die Absicherung gegen einen Ausfall. Durch asynchrone Replikation von virtuellen Disks lassen sich auch große Entfernungen überbrücken.
DataCore SANsymphony
SANsymphony zielt auf den Einsatz im Enterprise. Es ist die umfangreichere der beiden Varianten; sie kann auch mit Speicherpools bis in den Petabyte-Bereich umgehen. Die Virtualisierungssoftware greift dabei auf die Speichersysteme und Disk Arrays von Dritten zurück.
Das Tool arbeitet mit jeglichen Schnittstellen für Platten, wie etwa DAS ATA-, IDE-, SATA-, Firewire oder SAS-Anschluss. Unterstützt wird ferner FC, InfiniBand, FCOE und natürlich iSCSI. Durch SYNsymphony erfolgt die Virtualisierung des Speichers in einem großen Pool.
Dazu gehören auch Funktionen wie Snapshots, CDP und Thin Provisioning. Durch die synchrone Spiegelung der Daten zwischen zwei Knoten erfolgt die Absicherung gegen einen Ausfall. Größere Entfernungen werden durch asynchrone Replikation überbrückt.
DataCore Virtual SAN Appliance Software
Das neueste Produkt aus diesem Segment ist die Virtual SAN Appliance Software. Sie wird in den Citrix StorageLink integriert und stellt dem Citrix XenServer und Microsoft Hyper-V via Citrix Essentials SAN-Speicher zur Verfügung.
Open-E Data Storage Solution (DSS)
Die Data Storage Software (DSS) von Open-E ist eine rein softwarebasierte Implementierung für Speichersysteme und stellt diese via iSCSI zur Verfügung. Die Software verlangt einen Standard x86-Rechner. Sie wird entweder fest auf dem Rechner installiert oder von einem USB-Stick oder einer CD/DVD gestartet. Der Speicher wird über eines der heute gängigen Interfaces angeschlossen. DSS kümmert sich auch um Ausfallsicherheit und Fehlertoleranz.
Die Ausfallsicherheit wird durch die Spiegelung der Inhalte erreicht. Hierzu setzt DSS auf Standard-Verfahren wie eine IP-Netzwerkstrecke, eine FC-Verbindung oder einer NAS-Anbindung auf. Nach dem ersten initialen Abgleich der beiden Volumes schaltet das System in die laufende Spiegelung aller Änderungen um. Gleichzeitig wird der Datenspiegel durch die Managementfunktionen des Tools durch eine Heartbeat überwacht.
DSS unterstützt neben iSCSI auch Fibre Channel und NAS-Verfahren. Der Failover wird derzeit aber nur für iSCSI-Verbindungen angeboten. Die Spiegelung der Daten auf das zweite System hingegen ist für alle Formen der Speicheranbindung, also Fibre Channel, NAS und iSCSI verfügbar.
NetApp Fabric Attached Storage
Das Konzept der Fabric Attached Storage von NetApp basiert auf dem Storage Controller des Herstellers. Dabei handelt es sich um eine physische Appliance, die sich ausschließlich um die Verwaltung kümmert. Hinter dem Storage Controller hängt ein Shelf mit den Platten. Diese können vom Typ Fibre Channel, SAS oder SATA sein. Dabei werden auch gemischte Umgebungen in einem Shelf unterstützt.
Die Anbindung zum Host passiert über iSCSI oder auch weitere Kommunikationsvarianten der Host-Anbindung wie etwa FC, NFS, FCOE oder auch SMB. Der Storage Controller bildet einen virtualisierten Pool über freie Speicherkapazitäten und stellt diese den Hosts zur Verfügung. Zu den weiteren unterstützten Funktionen gehört Snapshooting, die Spiegelung und Deduplication.
Die Spiegelung erfolgt über synchrone und asynchrone Techniken. Im RZ oder bei geringen Entfernungen (bis 100 km) wird auf die synchrone Spiegelung zurückgegriffen. Asynchrone Spiegelung über IP kommt für Außenstellen zum Einsatz. Mittels FlexShare erfolgt eine Priorisierung des vorhandenen Speichers in Zugriffsklassen. Ein Performance Acceleration Modul sorgt für beschleunigten Zugriff. Hierbei handelt es sich um einen SSD-Cache Speicher für langsame SATA-Platten.
Über die Plug-Ins des SnapManager integriert sich NetApp in VMware, Hyper-V und Citrix XenServer. Damit lassen sich Clones von virtuellen Maschinen erzeugen und verwalten. Durch den Rückgriff auf die Deduplizierungs-Techniken werden gleiche VMs nur einmal angelegt.
NetApp vSeries
Bei der vSeries handelt es sich um ein Virtualisierungs-Gateway. Es basiert auf dem NetApp Storage Controller. Dieser übernimmt die gesamte Verwaltung des Speichers. Geliefert wird er als physische Appliance. Auf diesem Controller läuft die Verwaltungssoftware.
Die eigentlichen Plattensysteme kommen von Drittanbietern EMC, HP, IBM, HDS oder Sun. Sie werden über Fibre Channel angebunden. Der NetApp Storage Controller bündelt die freien Kapazitäten der Disk-Arrays und stellt sie den Hosts als iSCSI-LUNs zur Verfügung gestellt. Ansonsten sind die Funktionalitäten zwischen den Fabric Attached Storage-Systemen und der vSeries äquivalent. Der Storage Controller sorgt auch hier für einen Speicherpool. Dessen Kapazitäten allerdings werden durch die LUN-Verknüpfung vorhandenen Systemen von Drittanbietern bereitgestellt. Die vSeries kennt ferner Snapshooting, die Datenspiegelung, Deduplication und FlexShare zur Priorisierung des vorhandenen Speichers in Zugriffsklassen.
Synchrone Spiegelung wird im Data Center oder bei geringen Entfernungen (bis 100km) angewandt. Bei größeren Distanzen greift NetApp auf asynchrone Spiegelung zurück. Die Integration in VMware, Hyper-V und Citrix XenServer erfolgt über Plug-Ins des SnapManager.
Rocket Division StarWind
StarWind von Rocket Division ist hierzulande relativ unbekannt. Sein Vorteil: es ist klein und schnell installiert und hat nur geringe Anforderungen. Starwind besteht ausschließlich aus einem Verwaltungsmodul. Die Software ist extrem schlank. Gut 4,5 MByte umfasste die von der Website des Herstellers geladene Installationsdatei für den Target und die Managementkonsole.
Diese wird auf einem x86-Windows-Rechner eingerichtet. Das macht es einfach, gleichzeitig sind damit kaum die Durchsatzraten von dedizierten Speichersystemen zu erzielen. Die Verwaltungssoftware stellt die lokalen DAS-Platten als iSCSI-LUNS zur Verfügung. Ferner werden auch Fibre Channel oder SAS-Platten unterstützt. Die Managementkonsole ermöglicht auch eine zentrale Verwaltung mehrerer verteilter Starwind-Speicherfragmente.
Windows Storage Server 2008 R2
Microsoft liefert im Windows Storage Server 2008 ebenfalls eine iSCSI-Implementierung. Damit wird der Windows Server zum iSCSI-Gerät. Die Anbindung der Platten erfolgt über Treiber, die allerdings in den Windows-Kontext eingebunden sind.
Geliefert wird das Speichersystem immer als eine vorkonfigurierte Kombination einer Hardware plus dem Windows Softwaresystem des Storage-Servers. Dies ist mit den Konzepten und Lieferpaketen anderer Herstellern und deren Appliances vergleichbar. Zu den weiteren Funktionen des Storage Servers gehören Funktionen wie File Deduplication. (Computerwoche/haf)