Das müssen Sie über Software Defined Storage wissen

Software-Defined Storage (SDS) ist mittlerweile ein wichtiger Trend bei vielen Unternehmen. Der Begriff im eigentlichen Sinne beschreibt den zukünftigen Umgang mit Datenspeichern in IT-Abteilungen. Dabei arbeitet Software Defined Storage eng mit Software Defined Networking zusammen. Vor allem in virtualisierten Rechenzentren spielen die beiden Technologien eine entscheidende Rolle.

Software Defined Storage beschreibt die Möglichkeit zentral den Datenspeicher im Unternehmen mit einer Software-Lösung zu verwalten und zu steuern. Die Vorteile dabei sind die effizientere Ausnutzung des Speichers, eine bessere Skalierbarkeit und eine vollkommene Auftrennung zwischen Speicher-Hardware und der Kontrollebene. Einfach ausgedrückt wird beim Einsatz von Software-definied Storage die Speicherung der Daten von der physischen Hardware getrennt. Dabei bauen Server und Anwendungen eine Verbindung mit dem virtualisierten Speicher im Software-Definied-Storage-Bereich auf. Software und Hardware sind also wie Instanzen voneinander getrennt.

Speicher-Virtualisierung ist der kleine Bruder von Software Defined Storage. Hier werden die physischen Datenträger nur zu einem virtuellen Pool zusammengefasst. Es fehlen in diesem Fall aber erweiterte Dienste wie Deduplizierung, Richtlinien, Provisionierung und das Aufteilen von Storage nach seiner Geschwindigkeit.

Darum ist Software Defined Storage sinnvoll

Ohne Software Defined Storage wird der Datenspeicher im Unternehmen je nach eingesetzter Technologie getrennt voneinander verwaltet. So gibt es verschiedene Datenträger und -Systeme wie NAS, SAN, lokale Festplatten und andere physische Datenträger. Auf diesen sind verschiedenartige Daten mit entsprechenden Freigaben im Netzwerk gespeichert. Alle Datensysteme agieren unabhängig voneinander und unterliegen einer eigenen Verwaltung.

Ein Software-Defined-Storage-System setzt sich über alle angebundenen Datenträger und fasst diese zu einer virtuellen Gesamtstruktur zusammen. Diese virtuelle Speicherstruktur lässt sich durch eine zentrale Management-Software frei aufteilen und Anwendern individuell zur Verfügung stellen.

Der Vorteil einer solchen Storage-Infrastruktur ist die Skalierbarkeit, da zusätzliche Datenträger schnell und unproblematisch in ein solches System eingebunden werden können. Darüber hinaus wird der Speicherplatz deutlich effizienter genutzt als in herkömmlichen System. So lässt sich etwa schnelle Datenverfügbarkeit entsprechend schnellen Storage-Systemen zuordnen und umgekehrt sowie die Speicherkapazität wesentlich dynamischer verwalten.

Speicherplatz sparen und Leistung verbessern

SDS-Systeme bieten zusätzlich Deduplizierungs-Funktionen. Bei diesem Verfahren werden doppelt vorhandene Dateien erkannt und dann tatsächlich nur einmal gespeichert. Alle Systeme können die Datei weiterhin nutzen, da Zeiger auf den Speicherort der "einzelnen" Datei hinweisen, so wird kein unnötiger Speicherplatz verschwendet.

Dazu kommt die Möglichkeit verschiedene Storage-Tiers zu definieren. Im SDS-System sind dazu Datenträger mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten integriert, zum Beispiel Flash-Speicher, SSD, HDD, oder ein NAS. Häufig verwendete Dateien speichert das System auf schnellen Speichergeräten, weniger häufig verwendete Dateien werden auf den langsameren Datenträgern abgelegt. Dadurch steigt die Geschwindigkeit des Datenzugriffs deutlich an und die Latenz geht zurück.

Diese Technologie bietet sogar die Möglichkeit den Arbeitsspeicher von Servern als schnellen Zwischenspeicher zu nutzen. Dazu speichert das SDS-System die Dateien, die aktuell in Verwendung sind, in den freien Arbeitsspeicher des Servers, häufig verwendete Dateien transferiert die Lösung auf SSD, und auf den HDD liegen die Dateien, die weniger häufig genutzt werden.

Aufgaben einer Software-Defined Storage-Umgebung

Während die angebundenen virtuellen oder physischen Server, Clients und Anwendungen mit dem Software-Defined-Storage-System arbeiten und dieses die Hardware orchestriert, ist die physische Storage-Hardware komplett vom Rest des Netzes getrennt. Nur das Software-Defined-Storage-System hat die Möglichkeit, auf die Speicher-Hardware zuzugreifen.

Das System kümmert sich aber nicht nur um die einfache Speicherung von Daten, sondern bietet auch Erweiterungen und Dienste, wie Deduplizierung, Richtlinien, Provisionierung und Schnittstellen zu anderen Systemen. Zusätzlich können Unternehmen über ein optimales Software-Defined Storage-System auch die Speicherhardware skalieren. Dadurch lassen sich zum Beispiel Scale-out-File-Server bereitstellen.

Alles im allen bietet die SDS-Technologie die Möglichkeit, Speicher schnell und einfach im Netzwerk zur Verfügung zu stellen. Dabei spielt es keine Rolle, welche Hardware zum Einsatz kommt. Der Speicher wird zu einem Pool zusammengefasst und das SDS-System steuert die Speicherung bei maximal möglicher Geschwindigkeit.

SDS bei Windows-Servern und VMware vSphere

Software-Defined-Storage ist keine Spezialität von Drittanbietern, sondern Microsoft und VMware haben diese Funktionen direkt in Ihre Betriebssysteme integriert. Mit Windows Server 2012/2012 R2/2016 lässt sich lokaler Festplattenplatz als Storage Pool zusammenfassen und in einzelne logische Laufwerke aufteilen. Die gleiche Möglichkeit gibt es mit vSAN auch in VMware.

Mit Windows Server 2016 bietet Microsoft die neue Technologie Storage Spaces Direct an. Damit lassen sich alle lokalen Datenträger in einem Knoten eines Clusters zu einem gemeinsamen Speicher zusammenfassen. Dieser kann dann individuell im Netzwerk provisioniert werden. Basierend auf dieser Technologie können Unternehmen unter Windows Server 2016 ein Storage-Definied-Storage-System aufbauen, das ohne zusätzliche Software auskommt.

Vorteile von Software-Definied-Storage

Durch die Verwendung von Software-Definied-Storage lässt sich die Kontrollebene von der Speicherhardware trennen und erhält somit eine flexible und skalierbare Storage-Infrastruktur. Auch eine Virtualisierung der Umgebung ist auf diesem Weg möglich. Ein weiterer Vorteil ist die Vermischung von Storage-Systemen verschiedener Anbieter.

Das SDS-System verwaltet zentral alle physischen Speicher, dabei kommunizieren die einzelnen Clients und Server ausschließlich mit dem SDS und dessen Freigaben. Das System automatisiert Aufgaben und Speicherplatz lässt sich einfach und schnell bereitstellen. Durch die Aufteilung der Hardware in verschiedene Leistungsklassen (SSD, Flash, HDD), kann das SDS-System die Leistung und Vorteile aller Systeme optimal ausnutzen.

In größeren SDS-Umgebungen besteht die Möglichkeit auf Self-Service-Portale zu setzen. So können dann etwa Abteilungsleiter oder untergeordnete Administratoren über das Portal zusätzlichen SDS-Speicher dem System zuweisen. Die Storage-Infrastruktur orchestriert die Anfrage automatisiert und bindet den Speicher mit den gewünschten Funktionen in das System ein. Mit Software-Defined-Storage lassen sich auch erweiterte Funktionen wie Richtlinien, Snapshots, Hochleistungsspeicher mit Flash realisieren.