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14.06.2002 - 

Speichernetze/Serverless Backup in einer Native-Fibre-Channel-Umgebung

Datensicherung mit Leistungsvorteilen

Mit Einführung eines Storage Area Network reduzieren Anwender den Datenverkehr über das LAN, was sich besonders beim Backup positiv bemerkbar macht. Jedoch belasten traditionelle Datensicherungen über ein SAN nach wie vor den Anwendungs-Server und beanspruchen 20 bis 30 Prozent der Server-Zyklen. Abhilfe schafft das Serverless Backup. Von Fiona Hunter*

Serverless Backup, auch unter den Bezeichnungen Third Party Copy, Extended Copy oder E-Copy bekannt, führt im SAN-Umfeld die Datensicherung von einer Festplatte zum Bandlaufwerk aus, ohne dabei den Server für die Datenübertragung miteinzubeziehen. Dazu sind die Bandlaufwerke mit SCSI-Schnittstelle über einen Router an das Speichernetz angebunden. Ein "Agent" im Router übernimmt die Kontrolle über das Third Party Copy.

Während die Industrie zunehmend auf Native-Fibre-Channel-Lösungen umsteigt, werden im gleichen Zug die Router aus den SANs entfernt. Das führt dazu, dass der Agent für Third Party Copy in eine andere SAN-Komponente eingebaut werden muss.

Im Falle der Topologie "Direct Attach Backup" steigen bei wachsendem Datenaufkommen die Komplexität und damit auch die Management-Kosten. Die Daten sind in der Regel über zahlreiche Server verteilt, wodurch es zu erheblichen Leistungseinbußen im LAN kommt. Darüber hinaus behindern die großen Backup-Zeitfenster die laufenden Geschäftsprozesse. Diese Lösung bietet lediglich eine eingeschränkte Skalierbarkeit und verursacht zudem hohe Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership).

Bei "LAN-Backup" handelt es sich um einen zentralisierten Ansatz, der teilbar und skalierbar ist. Allerdings sind ebenfalls enorme Leistungseinbußen beim Transfer großer Datenmengen über das LAN zu verzeichnen. Ebenso beeinflussen die benötigten Backup-Zeitfenster den aktuellen Geschäftsbetrieb in nicht unerheblichem Maße.

Das SAN nutzt den Fibre Channel und stellt ein eigenständiges Netzwerk dar. Die Fibre-Channel-Standards wurden im Jahre 1994 vom technischen Komitee ANSI T11 festgelegt und werden heutzutage von zahlreichen Speicherkomponenten wie Festplatten-Subsystemen, Bandrobotern, Bandlaufwerken, Switches, Routern, Hubs sowie Host-Bus-Adaptern unterstützt. Das produktive Netzwerk wird beim Backup somit nicht in der Form belastet, wie es im LAN-Backup der Fall ist. Es gibt dennoch Leistungseinbußen, die durch die Inanspruchnahme des Servers entstehen: Dieser wird nach wie vor für den eigentlichen Datentransfer benötigt und stellt somit einen potenziellen Engpass dar. Diese Topologie zeichnet sich dennoch im Vergleich zu den vorher genannten Möglichkeiten durch die niedrigsten Total Cost of Ownership bei gleichzeitig erhöhter Leistung aus.

Noch weiter geht das (LAN-freie) Speichernetz mit Fibre Channel Interface und Serverless Backup. Dabei übernimmt die Aufgabe des Datentransfers vom Applikations-Server zum Speichergerät ein Router oder im Idealfall das eigentliche Datensicherungsgerät.

Im Laufwerk integriert: E-Copy-Command

Der Server setzt mit Hilfe der Applikationssoftware den Extended Copy Command ab. Der Befehl beschreibt den Ort, wo die Daten abgelegt sind, und die Anforderungen, die für das Kopieren der Daten benötigt werden, beispielsweise die Länge der Datenblöcke, wie viele davon insgesamt übertragen werden sollen und was geschehen soll, wenn die Daten nicht in die definierten Blöcke passen.

Der Extended Copy Command erlaubt es dem Bandlaufwerk, als SCSI-Befehlsauslöser zu agieren und eine gezielte Verbindung zur Harddisk aufzunehmen. Im ersten Schritt werden der Festplatte über das FC-SAN Lesebefehle erteilt. Die Harddisks schickt daraufhin die angeforderten Daten über das Speichernetz an das Tape-Drive, das die Informationen auf das Band speichert. Falls gewünscht, erstellt das Bandlaufwerk einen Statusbericht über den Vorgang und liefert ihn an die Applikation.

Diese Vorgehensweise beinhaltet erhebliche Einsparungspotenziale: Das Backup erfolgt wesentlich schneller, da der "Engpassfaktor" Applikations-Server umgangen wird. Die benötigte CPU-Leistung, die Speicherkapazität sowie der I/O-Verbrauch während des Backups sinken. Dedizierte Backup-Server werden überflüssig. Applikations- und File-Server, die als Backup-Server eingesetzt wurden, können ausschließlich für geschäftskritische Aufgaben eingesetzt werden. Da der Datenstrom direkt zum Laufwerk gelenkt wird und nicht abhängig von der Leistungsfähigkeit des Servers ist, kann die volle Datentransferrate des Laufwerks genutzt werden. Backups lassen sich jederzeit vornehmen, ohne das Netz zu belasten. Das hat zur Folge, dass limitierte Backup-Zeitfenster dann der Vergangenheit angehören.

Der Storage-Router als teurer Flaschenhals hat ausgedient

Mit dem Einbau der E-Copy-Funktion in das Bandlaufwerk werden Storage Router, die den Datenfluss steuern, überflüssig. Ein kostspieliges Element, das zum einen eine Fehlerquelle und zum anderen einen potenziellen Flaschenhals darstellte, wurde somit umgangen.

Der Vormarsch von Native-(sprich: echter) FC-Laufwerken und -Libraries, die direkt an das SAN angeschlossen sind, macht auch die SCSI-to-FC-Router überflüssig, die, wie bereits die Storage Router, teuer, leistungsmindernd und als zusätzliche mögliche Fehlerquelle zu betrachten sind.

Serverless Backup mit E-Copy Command ist eine kosteneffiziente und zuverlässige Lösung, welche die verschiedensten technologischen Entwicklungen nutzt: FC-SANs nehmen dem produktiven Netz das Backup ab und liefern die Bandbreite, die Entfernungs- und Anschlussmöglichkeiten, die für SCSI-Lösungen unerreichbar waren. (kk)

*Fiona Hunter ist Marketing Manager Central European Region bei der Exabyte Germany in Langen.

Angeklickt

Der Artikel geht auf die verschiedenen Backup-Topologien ein und beleuchtet dann ausführlicher das Thema Serverless Backup. Dies geschieht schwerpunktmäßig mit Blick auf Native-Fibre-Channel-Bandlaufwerke, welche die E-Copy-Command-Funktion in ihrer Firmware aufgenommen haben.