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14.05.1999 - 

Speicherkonzepte/Flexibilität bei Leistung und Kapazität

Checkliste für die Migration zum SAN

Von Paul Schuster* Für den Aufbau von eigenen Speichernetzen gibt es viele Gründe und Konzepte. Paul Schuster* beschreibt, welche Chancen die Storage Area Networks (SANs) bieten.

Storage Area Networks bringen eine Reihe von Vorteilen und werden aus den verschiedensten Gründen implementiert. Einer der wichtigsten ist die Flexibilität in puncto Leistung und Kapazität. Durch die Netzarchitektur können die Plattensubsysteme unabhängig von den Servern ausgebaut und gemeinsam genutzt werden. Die Bandlaufwerke lassen sich den einzelnen Servern bei Bedarf wesentlich einfacher direkt zuordnen als bei anderen Lösungen.

In einer SAN-Umgebung können Cluster-Architekturen relativ einfach implementiert und Daten über große Abstände repliziert werden. Beides zusammen ist die Basis für eine hochverfügbare Speicherumgebung und einen umfassenden Katastrophenschutz.

Laut einer IDC-Studie betragen die reinen Anschaffungskosten für die Datenspeicherung von 1 GB nur ein Fünftel der Gesamtkosten, vier Fünftel entfallen auf das System-Management. Im SAN bestehen neue Möglichkeiten für die zentrale Verwaltung großer Datenmengen bei geringem Aufwand: Durch die Netzarchitektur und standardisierte Management-Information-Bases (MIBs) für die zentrale Administration kann eine SAN-Umgebung ähnlich fehlertolerant und hochverfügbar sein wie ein IP-Netzwerk.

Der unterschiedlichen Lebensdauer von Speicher und Servern wird in einer SAN-Umgebung Rechnung getragen. Durch die Konsolidierung der Speicherressourcen läßt sich zudem ungenutzter Plattenplatz wesentlich reduzieren. Bei steigenden Speichermengen muß nur dort und nicht in neue Server investiert werden.

Die Sicherung von großen Datenmengen über ein SAN geht - insbesondere bei Einsatz der Fibre-Channel-Technik - schneller als über ein LAN, da dort mit Client, Netzwerk, Backup-Server und Laufwerken vier mögliche Ressourcenengpässe auftauchen können. Mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 100 MB/s ist ein Fibre-Channel-(FC-)Netz um den Faktor acht schneller als ein TCP/IP-Netz mit einer Bandbreite von 100 Mbit/s.

Schließlich erlaubt die Netzwerkarchitektur eines SAN neben der schnellen Datenübermittlung auch die Überbrückung von Distanzen bis zu zehn Kilometern: eine gute Basis für die schnelle Replikation der Daten und somit beispielsweise für den Aufbau von Ausweichrechenzentren.

Die Einführung einer SAN-Umgebung kann unterschiedliche Gründe haben, der wichtigste aber ist der Aufbau einer Speicher-Management-Infrastruktur als Grundlage für eine einfache Erweiterung der Umgebung. Im folgenden drei typische Szenarien.

Beispiel 1: Einführung einer SAN-Umgebung wegen Engpässen bei der Datensicherung. Vorhandene Server mit lokal großen Datenmengen und Cluster-Umgebungen können über das LAN nicht mehr im nötigen Tempo gesichert werden.

Vorgehensweise: Hub für den Aufbau der Netzverbindungen, Einbindung der Laufwerke über FC-to-SCSI-Bridges. Als Software kommt etwa "Legato Networker Smartmedia" für die gemeinsame Nutzung der Laufwerksressourcen zum Einsatz. Im nächsten Schritt werden die Plattenkapazitäten durch ein Plattensubsystem erweitert, das über das SAN zur Verfügung gestellt wird.

Vorteile: Höhere Übertragungsgeschwindigkeiten, weniger Laufwerke (durch gemeinsame Nutzung) bei höherer Performance, Verlegung des Bandroboters in ein bis zu 40 Kilometer entferntes Ausweichrechenzentrum.

Beispiel 2: Neues Projekt als Basis für eine Datenkonsolidierung. Für ein konkretes Vorhaben sind größere Datenmengen erforderlich. Sie werden über ein SAN zur Verfügung gestellt. Vorhandene Daten werden schrittweise in das zentrale Speichersubsystem übernommen.

Vorgehensweise: Einrichtung von Switches für die Einbindung der Plattensubsysteme mit der Möglichkeit, einzelne Datenbereiche einzelnen Servern zuzuordnen (Zoning). Optional besteht die Möglichkeit der automatischen Replikation der Daten auf ein zweites Plattensubsystem. Die Sicherung der Daten erfolgt direkt, ohne Einbindung des Applikations-Servers (Hostless Backup).

Vorteile: Gute Skalierbarkeit der Speicherkapazitäten, hohe Performance bei der Datensicherung ohne Belastung des Produktivsystems sowie einfache Administration der zentralisierten Ressourcen.

Beispiel 3: Aufbau eines Ausweichrechenzentrums. Ein FC-basierendes SAN bietet durch die großen Abstände, die zwischen den einzelnen Knoten überbrückt werden können, und die hohen Übertragungsgeschwindigkeiten beste Voraussetzungen für die schnelle Übertragung großer Datenmengen in Ausweichrechenzentren. Durch die Netzarchitektur kann zudem der gesamte Datenbereich einheitlich verwaltet werden.

Vorgehensweise: Wie in Beispiel 2 werden Switches für die Verbindung von zwei Umgebungen installiert. Für die Kommunikation zwischen den Komponenten wird das Switched Fabric Protocol genutzt. Dann erfolgt die Replikation der Daten in das Ausweichrechenzentrum. Im nächsten Schritt machbar: Konfiguration des Clusters über beide Rechenzentren und gegenseitige Sicherung der Daten.

Vorteile: Architektur mit der höchstmöglichen Verfügbarkeit, hoher Leistungsfähigkeit und zudem gut skalierbar.

SAN-Chancen

Heute:

- Unterstützung von homogenen Cluster-Umgebungen;- gemeinsame Nutzung von Platten-Subsystemen in einer heterogenen Umgebung;- Backup über SAN, unabhängig vom LAN;- gemeinsame Nutzung von Laufwerken und Tape Libraries in einer heterogenen Umgebung;- zentrales Management der Komponenten.

Anfang 2000:

- Unterstützung heterogener Cluster-Umgebungen;- Backup ohne Host;- einheitliches Management.

Anfang 2001:

- Einheitliches File-System;- Unix und NT möglich;- selbständiges Management der Speicherumgebung;- File-System-unabhängiges Hierarchical- Storage-Management (HSM);- Load Balancing und Storage- Management integriert.

Angeklickt

Die Einführung von dedizierten Speichernetzen kann verschiedene Gründe haben. Einer der wichtigsten ist die Schaffung der Infrastruktur, die für die Zukunft die größtmögliche Flexibilität verspricht. Drei typische Szenarien sollen das verdeutlichen.

*Paul Schuster ist technischer Direktor der IQ products GmbH in Dornach bei München.