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28.08.1998 - 

Neue Speichertechnologien/Weiche Migration: SCSI läßt sich einbinden

Fibre Channel ist reif für den strategischen Einsatz

Planung und Einsatz adäquater Speichersysteme sind untrennbar mit der IT-Strategie eines Unternehmens verbunden. Nachdem Small Computer System Interface (SCSI) als Plattform für unternehmensweite Speicherkonzepte an seine technologischen Grenzen stößt, bietet Fibre Channel einen strategischen Rahmen, der sowohl administrative Prozesse als auch Applikationen unterstützt. Data-Warehousing, Online Transaction Processing (OLTP) oder Multimedia brauchen moderne Speicher. Diese sind charakterisiert durch

-zuverlässigere Systemverfügbarkeit,

-automatische Fehlerbehebung,

-höhere Ein- und Ausgaberaten,

-größere Durchsatzraten und

-Ausbaufähigkeit.

Fibre-Channel-Speicher erfüllen diese Anforderungen und bieten gleichzeitig weiche Migrationslösungen zum Investitionsschutz SCSI-basierter Plattensysteme.

Während bisher die Speichersysteme "Server-zentrisch" eingesetzt wurden, bietet ein Storage Area Network ein neues Paradigma, indem die Massenspeicher als zusätzliche Hardwareschicht hinter den Servern angesiedelt werden.

Mit Fibre Channel vernetzte Speichermedien ermöglichen die Unterstüzung heterogener Server, da die oberen Schichten der sogenannten Plattenprotokolle (SCSI 3, Escon, Bus/Tag, IPI 3 etc.) weiterhin eingesetzt werden. Das funktioniert deshalb, weil Fibre Channel eine einheitliche physische Verbindungsschicht zur Verfügung stellt, die mit den genannten Protokollen kompatibel ist. Dieser Ansatz erleichtert auch wesentlich die Migration auf Fibre Channel für die Betriebssystem-Anbieter.

Der eigentliche Nutzen ergibt sich durch den gemeinsamen Zugriff mehrerer Hosts/Server auf einen gemeinsamen Pool von Speichern. Das war bisher nur mit proprietären Speichern oder ebensolchen Clustern möglich. Fibre Channel liefert hier einen offenen Standard. Zukünftig werden sich offene Speicher besser verkaufen als proprietäre.

Systemverfügbarkeit vorrangig

Mit Hilfe von Fibre Channel lassen sich Speicher zu Netzen zusammenfassen, die große Entfernungen zu überbrücken vermögen, so daß Daten durch Spiegelung redundant in verschiedenen Sicherheitsbereichen vorgehalten werden können. In der Ausprägung FC-AL (Fibre Channel - Arbitraded Loop) existieren immer redundante Pfade zu den Datenbeständen. In Kombination mit Raid-Technologien lassen sich ausfallsichere Speichersysteme aufbauen, die proprietäre Konzepte wie zum Beispiel Kanalverlängerungen und Fernkopier-Funktionen komplett - und dabei wesentlich preiswerter - ersetzen. Für offene Systemwelten unter Unix oder Windows NT bedeutet dies den Zugriff auf Speicherkonzepte der Mainframe-Klasse, ohne daß mit proprietären und damit teuren Speicherboxen gearbeitet werden müßte, die zudem nicht interoperabel sind. Fibre Channel ermöglicht offene, mehrdimensional skalierbare, unternehmensweite Speicherkonzepte. Ihre Stärken zeigen sie bezüglich Datensicherheit, Datendurchsatz, Input-Output-Rate sowie natürlich der Kapazität.

Wenn in einem solchen Netz mehrere Server gleichzeitig auf einen Speicherpool zugreifen können, ergibt sich automatisch die Aufgabe der Abschottung dieser Zugriffe gegen möglichen Mißbrauch. Ein Fibre Channel Array maskiert dazu die Speicherbereiche, so daß jeder Host nur sieht, was er sehen darf.

Fibre Channel gewährleistet einen sicheren Übertragungskanal zwischen kommunizierenden Knoten, sogar über mehrere Switches (Vermittlungsknoten) hinweg, wenn dieser vom Verbindungsprotokoll angefordert wird. Dazu werden Speicherpfade gebildet, die gegeneinander abgeschottet sind (Zoning).

Durch die Bandbreite von Fibre Channel, die im GB-Bereich angesiedelt ist (bis 400 MB/s sind heute erreicht), ist ein hoher Datendurchsatz möglich. FC-AL-Techniken schaffen zwar nicht mehr als 100 MB/s, werden aber durch Aggregation von mehreren Fibre-Loops zu einem Speichernetz, zum Beispiel mit Fibre- Channel-Switching, mehr als ausgeglichen.

Durch den Einsatz von sehr schnellen und intelligenten Storage-Prozessoren innerhalb solcher Netze können über 20000 Inputs und Outputs auf einen einzelnen von einem Disk-Prozessor gesteuerten Speicher-Subpool erreicht werden. In der Regel werden diese Pools durch Raid-Technologien geschützt werden müssen, da die I/O-Raten wegen der physischen Beschränkung der Einzelplatten nur durch Paral- lelschalten mehrerer Platten (Disk Striping) erreicht werden können.

Bis zu 126 Disk-Einheiten können gemeinsam betrieben und über Disk-Prozessoren kaskadiert werden. So läßt sich die Speicherkapazität ausbauen. Damit sind Systeme möglich, die mehrere TB Daten fassen. Vorteile sind multidimensionale Skalierbarkeit, Multiserver-Fähigkeit, einheitliche Verwaltung des Speicherpools und fallende Preise aufgrund der Standardisierung der verwendeten Komponenten.

Die Verwaltung von großen Speicherpools muß für das Gesamtunternehmen von einem einzigen Arbeitsplatz aus möglich sein. Eine multidimensionale Speicherarchitektur benötigt eine zentrale Verwaltungskomponente, die die Dimensionen des Speicher-Managements anschaulich darstellt. Dazu müssen wesentliche Funktionen abgedeckt sein, zum Beispiel

-Speicherpool-Konfiguration und -Verwaltung,

-Leistungsmessung und Analyse,

-Fehlerbericht und -behebung sowie

-Fernüberwachung. Die entsprechenden Verwaltungsprotokolle für den Fibre Channel hat das American National Standards Institute (ANSI) genormt. Die Administrationswerkzeuge selbst werden in Standardverwaltungssysteme wie zum Beispiel Hewlett-Packards "Openview" eingebunden.

Unter anderem kommen folgende Anwendungen in Betracht:

-Online Transaction Processing (OLTP): Diese Lösungen sind durch wahlfreie Zugriffe und eine hohe Input-Output-Rate bestimmt.

-Datei-Server: Dieser Anwendungstyp zeichnet sich durch gesteigerte Datenübertragungsraten und einen wahlfreien Zugriff aus.

-Data-Warehouse: Die Anforderungen hinsichtlich In- und Output bewegen sich im mittleren Bereich, die Datenübertragung ist aber durch hohe Durchsätze gekennzeichnet.

-Multimedia: Input und Output sind weinger hoch, doch ist mit einem extrem starken, kontinuierlichen Datenfluß zu rechnen. Hier dürfte das Datenvolumen am stärksten wachsen.

Kein Verlust der Investitionen in SCSI

Manche Unternehmen zögern mit der Einführung von Fibre-Channel-Systemen, da sie den Verlust ihrer Investitionen in die SCSI-Technologie fürchten. Für heutige Anwender von SCSI-basierten Speicherlösungen bieten die Hersteller allerdings weiche Migrationspfade an.

In der Regel wird man zunächst die Anbindung der Speichersysteme an die Server-Landschaft verbessern. Dies geschieht dadurch, daß die vorhandenen Speicherprozessoren von externen Raid-Systemen gegen Controller mit FC-AL-Technologie ausgetauscht werden. Damit sind die Investitionen in die SCSI-basierten Platten dieser Systeme geschützt. Solche Hybridlösungen - intern SCSI, extern FC-AL - kosten nicht viel mehr als reine SCSI-Lösungen.

In einem nächsten Schritt werden FC-AL-basierte Magnet- platten eingesetzt. Diese dürften in kurzer Zeit nicht mehr viel mehr kosten als SCSI-Platten. Bisher bieten mehrere Hersteller FC-AL-Plattensubsysteme ohne Raid-Intelligenz (Just a bunch of disk = JBOD) an. Der endgültige Schritt zu einer reinen Fibre- Lösung (full fibre) eröffnet schließlich alle Vorteile des Fibre Channel.

Angeklickt

Mit Fibre Channel lassen sich offene, mehrdimensional skalierbare, unternehmensweite Speichersysteme aufbauen. Als Vorteile gelten hohe Datensicherheit, guter Datendurchsatz und eine überzeugende Input-Output-Rate.

Mario Vosschmidt ist leitender Systemberater bei der Data General GmbH in Schwalbach.