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22.04.1994

Modularitaet sichert Investitionen In heterogenen Netzen braucht man modulare Massenspeicher

EMC will Massenspeicher nicht nur fuer einen einzigen DV-Hersteller und dessen Rechner entwickeln. Schon bei der Entwicklung muessen deshalb die Geraete so offen gestaltet werden, dass sie ohne grosse Veraenderungen mit vielerlei Hardware oder wechselnden Betriebssystemen zusammenarbeiten koennen. Wolfgang Dembowy* beschreibt das Konzept, mit dem sich diese Ziele erreichen lassen sollen.

Die Entwicklung von Massenspeichern folgt bis heute selten einem modularen Ansatz. Statt jede Funktion und jedes Bauteil unabhaengig von anderen aufzubauen, haengen die Einzelteile sehr stark voneinander ab und aehneln eher einem Spaghettihaufen als einem sorgsam aufgeraeumten Schreibtisch. Eine Veraenderung kann das gesamte System unbrauchbar machen, wenn in ihrer Folge mehrere Komponenten nicht mehr korrekt arbeiten. Bis die Fehler dann ausgemerzt sind, ist die verwendete Technik schon veraltet. Im PC- und Workstation-Bereich ist Hard- und Software schon lange modular aufgebaut; ausserdem verwendet man Standard-Schnittstellen und einheitliche Systemumgebungen. EMC konzipierte daher 1987 Mosaic:2000 als modulare, offene Architektur fuer Massenspeicher. Alle notwendigen Basisfunktionen ebenso wie optionale oder EMC- typische Erweiterungs-Features, beispielsweise RAID 1 oder Caching, werden von getrennten Soft- und Hardwareteilen uebernommen. Alle Hardware-Bausteine wie Prozessoren oder Busse sind Standardbauelemente. "Intelligent" werden die Maschinen durch die Verbindung ueber die Systemsoftware, die einzelnen Module des Mikrocodes.

Alle Funktionen laufen selbstaendig ab und werden von Teilen des Mikrocodes vor Ort unterstuetzt. Im derzeit groessten System, der Produktfamilie Symmetrix, arbeiten etwa 150 Mikroprozessoren. Jeweils acht Prozessoren kontrollieren die acht Host-Anschluesse und den Datentransfer vom Cache und den acht SCSI-Schnittstellen zu den Platten. Die einzelnen Anschluesse verfuegen wieder ueber eigene Prozessoren fuer die Abwicklung des Transfers.

Damit ist es moeglich, Host-Daten auf bis zu acht Leitungen parallel zu den Platten durch die Maschine weiterzureichen. Insgesamt sind an dieser Aufgabe etwa 80 Prozessoren beteiligt. Die restlichen 70 stehen fuer Steuer- und Kontrollfunktionen zur Verfuegung. An jeder der 128 Platten organisiert ein Mikroprozessor die Schreib- und Lesevorgaenge. Diese hohe Zahl lokaler Prozessoren ermoeglicht eine eindeutige Zuordnung der Hardware zu den Softwaremodulen. Wird ein Austausch notwendig, um fuer eine Funktionalitaet neue Hardwaretechnologie zu nutzen, beschraenken sich die Massnahmen auf den Austausch von Steckkarten.

Aehnlich einfach ist die Veraenderung der Software. Funktionen sind Modulen des Mikrocodes eindeutig zugeordnet. Es wurden bereits die Kanalprozessoren erwaehnt, die den Datentransfer steuern. In der Software entspricht dies beispielsweise einem Modul, das auf der Eingangsseite die Escon-(Enterprise System Connection-) oder Block-Multiplex- und auf der Ausgangsseite die SCSI-Schnittstellen verwaltet. Mit Hilfe der Kanalprozessoren setzt zudem das Traffic- Management-Modul die Uebertragungsprotokolle des Host-Rechners in das interne Format um. Andere Module steuern die Ablaeufe im Cache, ueberwachen die Integritaet der Platten, regeln die Datensicherung bei signifikanter Haeufung von Fehlern.

EMC-Maschinen sind vor allem in der IBM/370- und IBM/390-Welt verbreitet. Die Software versteht deshalb die dort verwendeten Protokolle und kann somit auch an die steckerkompatiblen Rechner von Amdahl, Cray, Hitachi oder Siemens angeschlossen werden.

Anders sieht es mit den Computern der OEM-Partner Bull und Unisys aus. Zwar ist die Adressierung von Daten grundsaetzlich identisch mit der bei allen anderen Grossrechnern, doch das Kommunikationsprotokoll weicht ab. Um EMC-Massenspeicher auch fuer diese Modelle anbieten zu koennen, war eine Aenderung im Mikrocode des Traffic-Managements notwendig, das die Protokolluebersetzung vornimmt. Dieses Vorgehen war im modularen Aufbau der Mosaic- Massenspeicher vorgesehen und wurde schon einmal eingesetzt. Als IBM vom Block-Multiplexer-Kanal (IBM/370) zu Escon ueberging (IBM/390), waren zwei Schritte notwendig: Der Anschluss fuer das zweiadrige Bus-TAG-Kabel musste durch einen Glasfaserstecker ersetzt werden, und zusaetzlich war die Software fuer Traffic- Management zu veraendern, da bei Escon die Daten seriell statt parallel uebertragen werden. Auch bei den Festplatten beschraenkt sich ein Technikwechsel auf den Austausch von Steckern sowie auf Software-Anpassungen. In EMC-Massenspeicher werden die Daten ueber den SCSI-Bus uebertragen. Dann aber unterscheiden sich die Verfahren: Jeder Host adressiert zwar Zylinder, Sektoren und Spuren gleich, doch innerhalb der Spur werden Daten unterschiedlich verwaltet. SCSI setzt eine Formatierung in Fixed Block Architecture (FBA) voraus, bei der die Platte in Bloecke zu 512 Bytes pro Spur eingeteilt wird. Die Adressierung in der Spur erfolgt durch Abzaehlen der Bloecke. IBM-Speicherplatten arbeiten mit Zaehlern und Schluesseln (Count Key Data = CKD). Um den SCSI- Standard als Grundlage einsetzen zu koennen, versteckt das Disk- Management die Massenspeicher fuer den angeschlossenen Grossrechner und spiegelt die noetige Aufteilung vor.