Speichernetzwerk
SAN kurz erklärt
10.10.2006 | Autor / Redakteur: Stephen J. Bigelow / Alev Uslu
Speicher und Netzwerk passten lange nicht zusammen. Ein Storage Area Network (SAN) umgeht viele Probleme und verspricht Zukunftssicherheit für lange Zeit.
Generell verfügen alle Netzwerke über irgendeine Form von Speicher. Bislang war dieser innerhalb von Dateiservern untergebracht oder direkt daran angeschlossen, wobei die Dateiserver über die diversen Abteilungen eines Unternehmens verteilt waren. Daraus ergab sich eine unübersichtliche und komplizierte Struktur, die fast unmöglich zu kontrollieren war. Ein „Storage Area Network“ (SAN) umgeht diese Probleme, indem es die Speicher-Ressourcen aus dem eigentlichen Netzwerk herausnimmt und in ein unabhängiges eigenes Netzwerk mit hoher Leistung überführt. Diese wird unter anderem durch moderne, äußerst schnelle Verbindungstechnik gewährleistet. Dazu zählt die Fibre Channel Technik (FC), die einen Datendurchsatz von 2 bis 4 Gigabit pro Sekunde bietet. Server und Speichergeräte sind miteinander über Switches und Hubs verbunden und bilden so ein Netz, das sowohl Redundanz als auch Hochverfügbarkeit gewährleistet. Die SAN-Technik unterstützt zudem Funktionen wie Disk-Mirroring, Backup und Restore, Archivierung sowie die Migration von Daten.
Kupfer oder Glasfaser
Ein SAN setzt sich prinzipiell aus drei Komponenten zusammen: Kabel, Host-Bus-Adapter (HBA) und Switches. Das Kabel ist das physikalische Medium, mit dem die SAN-Komponenten untereinander verbunden sind. SANs können sowohl Kupfer- als auch Glasfaserkabel nutzen. Welches Medium im Einzelfall verwendet wird, hängt von der benötigten Geschwindigkeit und der zu überbrückenden Distanz ab. Kupferkabel wählt man üblicherweise für langsamere und kürzere Verbindungen, Glasfaserkabel für längere Strecken oder Aufgaben, die sehr hohe Geschwindigkeiten erfordern. Glasfaserkabel sind in verschiedenen Varianten am Markt erhältlich, nämlich als Single- oder Mono-Mode-Varianten. Single-Mode Fasern transportieren jeweils nur ein einziges Lichtsignal und überbrücken lange Strecken. Die Multi-Mode-Version nimmt mehrere Signale auf, ist aber vor allem für kürzere Distanzen geeignet. Bei der Auswahl der Glasfaserkabel ist zu beachten, dass die verwendeten Konnektoren mit den restlichen SAN-Komponenten kompatibel sind.
Jeder Server bzw. jedes Storage-Device in einer SAN-Struktur benötigt einen Host-Bus-Adapter (HBA). Das kann entweder eine separate Steckkarte sein, die in einem Slot im Server steckt oder ein Chip, der direkt auf der Hauptplatine des Servers oder des Festplattenspeichers integriert ist. Ein HBA nimmt dem Hauptprozessor des Servers Arbeit ab und steigert dessen Leistung. Die Ports am HBA sind per Kabel mit den Ports auf einem Switch verbunden.
Ein Switch steuert den Datenverkehr zwischen den Komponenten eines Speichernetzwerks. Er nimmt Daten entgegen und leitet sie zum Port des jeweiligen Zielgeräts weiter. Jeder Server und jedes Speichergerät ist so an einen der Ports im Switch angeschlossen. Der Switch überträgt Daten zwischen diesen Komponenten, diese „Quer-Verbindungen“ bilden dann das SAN-Netz, die „Fabric“. Ein intelligenter Switch bietet zusätzlich zu diesen Basisfunktionen fortgeschrittene SAN-Features wie Speichervirtualisierung, Leistungskontrolle, Remote Mirroring, gemeinsame Nutzung von Daten (Data Sharing), Protokollkonvertierung und Sicherheitsfunktionen.
Verbindungstechnik und Protokolle
Charakteristisch für SANs ist auch die verwendete Verbindungstechnik, das kann entweder Fibre Channel (FC) sein oder iSCSI. FC-Technologie ist am weitesten unter SANs in Rechenzentren verbreitet. FC verbindet Server und Speicher mit einer Geschwindigkeit von zwei bis vier GBit/s, in Zukunft sollen bis zu zehn GBit/s möglich sein. FC benutzt Glasfaserkabel für den Datentransport über längere Distanzen. Für kürzere Verbindungen werden inzwischen meist gewöhnliche Koaxial- und Twisted-Pair-Kupferkabel verwendet. FC verbindet entweder zwei Geräte direkt miteinander (Point-to-Point) oder steuert mehrere Geräte über einen Switch (Fabric) oder eine Ringverbindung (Arbitrated Loop). FC-Technik ist kompatibel mit SCSI- und IP-Protokoll.
iSCSI
iSCSI ist ein von der IETF entwickelter Standard, der es ermöglicht, die im Speicherumfeld üblichen SCSI-Kommandos in TCP/IP-Pakete zu verpacken und über normale Ethernet-Verbindungen wie LAN, WAN oder Internet zu übertragen. Da IP heute praktisch eine Standardtechnologie ist, wird erwartet, dass iSCSI den Trend zum SAN weiter verstärkt, in kleinen und mittleren Unternehmen hat sich die Technik bei der SAN-Entwicklung bereits durchgesetzt. Weil Ethernet-Netzwerke zunächst nur mit bis zu ein GBit/s operieren, ist iSCSI nicht so schnell wie FC, das bereits in der niedrigsten Leistungsklasse zwei Gigabit/s bietet. Allerdings ist iSCSI deutlich preiswerter, und die meisten IT-Profis kennen sich mit der etablierten Ethernet-Technik bestens aus, was Implementierungsvorteile bringt. Zudem soll Ethernet noch deutlich schneller werden. Erste Zehn-Gigabit-Netze sind schon im Einsatz. Das könnte die Position von FC als bevorzugte SAN-Netzwerktechnologie schwächen.
SAN-Management
Um ein Speichernetzwerk aufzubauen, reicht es nicht aus, mehrere Server und Festplattenlaufwerke „aneinanderzuhängen“. Die vorhandenen Ressourcen müssen installiert, allokiert, getestet und gewartet werden, in kurzen Zeitabständen kommen neuen Geräte hinzu, und die Speicheranforderungen eines Unternehmens variieren beständig. Ein vernünftiges Management für diese Prozesse ist also lebenswichtig. Die verwendeten Werkzeuge sollten Zeit und Aufwand dafür so gering wie möglich halten.
Storage-Resource-Management-Tools (SRM) überwachen und managen die physikalischen und logischen SAN-Ressourcen. Physikalische Ressourcen umfassen Festplattenspeicher, Raid-Systeme, Bandbibliotheken und Fibre-Channel-Switches. Die logischen Ressourcen sind die verwendeten Dateisysteme und die „Speicherelemente“ innerhalb von Anwendungen (z.B. Oracle-Datenbankfiles). Mit einem guten Werkzeug lässt sich die gesamte Storage-Infrastruktur zentral von einer einzigen Konsole aus verwalten: Es erkennt Storage-Ressourcen, ermittelt ihre Kapazität und Konfiguration und misst die Leistung. Mit seiner Hilfe kann der Administrator Änderungen an der Konfiguration vornehmen und über alle Komponenten hinweg konsistente Policies durchsetzen. SAN-Management-Tools gibt es von EMC, Symantec/Veritas, Mc Data, Hewlett-Packard, IBM, Sun und CA.
In der Praxis kann sich die Wahl des passenden Tools allerdings als sehr anstrengend erweisen, weil jedes Programm die Aufgaben individuell anpackt. Besser ist es eine Software zu wählen, die unterschiedliche Techniken unterstützt, damit der zuständige Systemadministrator auch bei Verwendung von Netzwerkgeräten, Plattenspeichern und Betriebssystemen unterschiedlicher Hersteller jederzeit den Überblick behält. Das Tool sollte aussagekräftige Monitor- und Reportfunktionen bieten und zudem Informationen enthalten, mit denen der Administrator rechtzeitig Probleme innerhalb des SAN erkennen und lösen kann.
Diese Aussagen sind grober Unfug:
>Single-Mode Fasern transportieren jeweils nur
>ein...
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posted am 12.01.2010 um 16:04 von Unregistriert
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