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So planen Sie den Kauf von SAN-Systemen

Ein Ratgeber für alle, die sich mit der Anschaffung von High-End SAN-Systemen befassen. Die Top-Produkte unterscheiden sich in einzelnen Punkten.

Die Liste der verfügbaren Storage Area Network (SAN)-Arrays ist lang. Mit den Speichersystemen, die Solid-State Drives (SSDs) an Stelle von oder als Ergänzung zu Hard Disk Drives (HDDs) verwenden, verschwimmt die Grenze zwischen den wirklichen Highend-SAN-Arrays und den Produkten am unteren Ende der Skala.

Einige dieser Midrange SAN-Arrays mögen schneller sein oder besser skalieren als die Highend-SAN-Arrays, aber für unseren Vergleich müssen Highend-Geräte die meisten der folgenden Kriterien erfüllen:

  • Hochskalierbar bei Performance und Kapazität; Unterstützung von Petabytes an Kapazität und einer großen Anzahl von Netzwerk-Ports und CPUs; Unterstützung von HDDs und von SSDs.
  • Sehr hohe, gleichbleibende Performance mit niedrigen Latenzzeiten, eine große Anzahl von IOPS und hohem Durchsatz.
  • Hochverfügbarkeit von mindestens 99,999 Prozent lokal und über mehrere Orte hinweg.
  • Sehr effizienter und erweiterbarer Einsatz von vorhandenen Speichersystemen, mit Features wie Thin Provisioning, leistungsfähigen Clones und Snapshots, Quality of Service (QoS), automatisches Storage Tiering (AST), Deduplizierung, Komprimierung – alles um speziell die Anforderungen von Speicherkonsolidierung auf hohem Niveau zu erfüllen.
  • Reife und Überlebensfähigkeit von Produkt, Software und Hersteller.

Einkaufskriterien für Highend-SANs

Anschließend gehen wir eine Liste von Einkaufskriterien für Highend-SAN-Arrays für Unternehmen durch und vergleichen diese acht acht Top-Produkte:

Die folgenden Kriterien werden als Basis unseres Produktvergleiches benutzt:

  • Hardware-Architektur
  • Platten-Subsystem
  • Performance
  • Protokoll-Support und verfügbare Ports
  • Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit
  • Features für Dateneffizienz
  • Speicher-Management, Datenschutz und -integration

Hardwarearchitektur

Skalierbarkeit ist eines der herausragenden Merkmale von Highend-SAN-Arrays. Deshalb sollte jede Hardwarearchitektur in diesem Umfeld grundsätzlich dieses Feature unterstützen. Mit Ausnahme von Fujitsu Eternus DX8700 S3/DX8900 S3, der HPE 3PAR StoreServ 20000 Storage Family, IBM DS8870 und NetApp FAS8000 basieren diese Produkte auf einer monolithischen Scale-out-Architektur, die sich jeweils auf bis zu acht active-active Controller erweitern lässt, die den Zugang zu einem gemeinsamen Speicher-Pool ermöglichen.

Jüngere Produkte wie EMC VMAX3, HDS VSP G1000, HPE XP7 und NetApp FAS8000 skalieren bis zu Hunderten von Cores. Das IBM-Array DS8870 unterstützt eine symmetrische Multiprocessing-Architektur (SMP) mit einem active-active Paar von Power7+-Servern. Das NetApp-Array FAS8000 ist das einzige Produkt, das horizontal skaliert, indem active-active High-Availability (HA)-Paare hinzugefügt werden, die nur locker miteinander verbunden sind: Jedes HA-Paar stellt ein unabhängiges Speichersystem mit eigenen Prozessoren, Ports und Speicherkapazität dar.

Für die echte Highend-Gruppe von SAN-Arrays für den Enterprise-Einsatz hat sich der monolithische Scale-out-Ansatz als tauglich dafür erwiesen, die Performance bis zu mehreren Millionen IOPS und zu Latenzen im unteren Millisekundenbereich zu erweitern. Zusammen mit der Unterstützung von Hunderten von Cores verschafft dies den Architekturen von HDS VSP G1000, HPE XP7, Huawei OceanStor 18000 und EMC VMAX3 Vorteile in der Konkurrenz der Systeme.

Das Festplatten-Subsystem

Alle Systeme skalieren bis zu mehreren Petabytes an Rohspeicher. Vor allem das NetApp FAS8000 EX kann bis zu 17.800 Drives und mehr als 100 Petabytes an Rohspeicher unterstützen, womit es den klaren Marktführer bei der Kapazitätserweiterung in einer Größenordnung darstellt, die den Rest des Felds für Enterprise-SANs weit hinter sich lässt. Die Fähigkeit, den Speicher von Drittanbietern zu virtualisieren und zu dem eigenen Storage-Pool hinzuzufügen – bei Nutzung sämtlicher Array-Features –, ist schon länger ein Gütesiegel der beiden Systeme HDS VSP G1000 und HPE XP7 gewesen. Ebenso unterstützt das EMC-Array VMAX3 die Virtualisierung von Third-Party-Speicher mittels Federated Tiered Storage (FTS), und die Speicher-Virtualisierung von NetApps FlexArray erlaubt es seinem System FAS8000, Speicher-Pools aus der NetApp-E-Serie sowie aus Speichersystemen von EMC, HPE und Hitachi zu bilden.

Abbildung 1: Die SAN-Systeme in der Übersicht

Alle Produkte unterstützen eine Kombination aus SSDs und HDDs. Das IBM-Array DS8870 verbindet Festplatten mit hoch-performanten Flash-Einschüben (mit einer Höheneinheit), die bis zu 240 verschlüsselungsfähige Flash-Cards mit jeweils 400 Gigabytes aufnehmen. Neben Festplatten und SSDs bietet NetApp eine Kombination aus einem read-only PCI Express (PCIe) Flash-Cache und einem SSD Cache-Flash-Pool, womit das FAS8080EX-System bis zu 144 Terabytes an Cache unterstützen kann – der größte Cache-Bereich bei SAN-Produkten in diesem Vergleich. Die HPE 3PAR StoreServ 20000 Storage Family unterstützt bis zu 1,8 Terabytes an DRAM-Cache und 32 Terabytes an Flash-Cache. Und das Eternus-Array DX8900 S3 von Fujitsu unterstützt momentan zusätzlich zu Festplatten und SSDs einen DRAM-Cache sowie bis zu 67,2 Terabytes an Flash-Cache.

Die meisten Produkte stellen Automated Storage Tiering (AST) zwischen mehreren Speicherstufen zur Verfügung, besonders zwischen Festplatten und Solid-State Storage, aber es gibt Unterschiede bei der Einrichtung und bei der Genauigkeit der Datenverschiebung. Storage Tiering erweitert die Cache-Fähigkeiten, indem aktive Daten auf schnellen Tiers und weniger schnelle auf langsameren gehalten werden. Obwohl NetApp den Ersatz von Festplatten durch SSDs für zusätzliche Solid-State-Stufen unterstützt, bietet der Hersteller kein automatisches Storage-Tiering für diese Speicherstufen an. NetApp baut auf seinen großen Cache aus NAND-Flash (einer Kombination aus Flash-Cache und dem Cache-Flash-Pool), um aktive Daten in schnellem Flash-Storage zu halten.

Mit zunehmenden Security-Bedrohungen und der wahrscheinlichen Nutzung von SAN-Produkten in Cloud-Umgebungen ist die Verschlüsselung von Daten im Ruhezustand unumgänglich. Alle erwähnten Produkte liefern Backend-Verschlüsselung durch das Array, außer bei der HPE 3PAR StoreServ 20000 Storage Family, dem IBM-Array DS8870 und dem NetApp FAS8000, die sich alle auf selbstverschlüsselnde Festplatten verlassen. OceanStor 18000 von Huawei unterstützt keine Verschlüsselung.

Das NetApp-System FAS8080 EX führt bei der Rohkapazität und der Cache-Erweiterung. Indem es sich ausschließlich auf einen großen Cache verlässt, um aktive Daten auf dem schnellsten Tier zu halten, vermeidet dieses Array die größere Komplexität von AST, aber erlaubt es den Kunden nicht, Datenbewegungen auf Speicherstufen jenseits des Cache zu automatisieren.

Performance

Obwohl es schwierig ist, die Performance eines SAN-Arrays als Resultat der jeweiligen Workloads und der Array-Konfiguration zu beurteilen, wäre ein Vergleich von Highend-SAN-Arrays nicht vollständig, ohne auf IOPS/sec, Latenzen und Durchsatz einzugehen. Wir benutzen eine Kombination aus den Benchmarks des Storage Performance Council (SPC), die auf die besondere Konfiguration von Arrays eingehen und nur für einige Produkte verfügbar sind, sowie aus anderen Informationen wie Architektur und Skalierbarkeit, um die Performance einzuschätzen.

Die Performance-Anführer bei SPC-1 und SPC-2 sind das HDS-Array VSP G1000 und die OEM-Version, die HPE als XP7 herausbringt: Diese Arrays erreichen zwei Millionen IOPS/sec (mit einer Ratio von 1 $/SPC-1 IOPS), Latenzen im unteren Millisekunden-Bereich und hohem Durchsatz.

Was die Hardwarearchitektur betrifft, könnte die maximale Cache-Größe von 16 Terabytes des EMC-Arrays VMAX3 eine Herausforderung für die Messwerte der anderen Systeme sein, aber unabhängige Benchmarks gab es zu Redaktionsschluss noch nicht. Nur NetApp stellte dem Storage Performance Council eine Midrange-FAS8040 zur Verfügung, doch sind die Ergebnisse eher bescheiden. Die NetApp-Produktfamilie der FAS-Arrays läuft mit Block-Level-Protokollen oberhalb seines WAFL-File-Systems (Write Anywhere File Layout) und basiert auf einer locker miteinander verbundenen Scale-out-Architektur von HA-Paaren: Eine solche Anordnung ist bei Scale-out-NAS verbreitet, aber ungewöhnlich in dem SAN-Array-Markt im Highend-Bereich.

Protokoll-Support und verfügbare Ports

Alle Produkte unterstützen FC-Protokolle (Fibre Channel) mit 8 Gbps und mit 16 Gbps. Fibre Channel over Ethernet (FCoE) wird von allen Produkten außer EMC VMAX3 und IBM DS8870 unterstützt. Die Unterstützung von FICON für den Mainframe, die immer ein besonderes Gütesiegel der Highend-Arrays gewesen war, gibt es nur bei HDS VSP G1000, HPE XP7 und den DS8870-Arrays von IBM. Unterstützung für native File-Systeme ist verfügbar für EMC VMAX3, HDS VSP G1000, die HPE 3PAR StoreServ 20000 Storage Family und für NetApp FAS8000.

Die Eternus-Arrays DX8700 S3/DX8900 S3 von Fujitsu unterstützen 16 Gbps FC, 10 Gbps iSCSI und 10 Gbps FCoE. Die HPE 3PAR StoreServ 20000 Storage Family und NetApp FAS8000 arbeiten mit dem iSCSI-Protokoll, das ihnen in Umgebungen ohne ein FC-Netzwerk Vorteile verschafft. Insgesamt stehen die HDS VSP G1000 und HPE XP7 mit ihrer Unterstützung von Protokollen für Highend-SAN-Arrays an erster Stelle, weil sie mit FC, FICON und File-System-Protokollen arbeiten. Das Fehlen von iSCSI ist hier kein größeres Problem, weil in den Anwendungsfällen, in denen diese Arrays in der Regel eingesetzt werden, FC noch immer vorherrschend ist. Kunden, die in diesem Bereich ein Ethernet-basiertes SAN installieren wollen, können FCoE benutzen.

Alle dargestellten Arrays können mindestens bis zu 128 Frontend-Ports skalieren, wobei die EMC VMAX3, HDS VSP G1000, HPE XP7, HPE 3PAR StoreServ 20000 Storage Family und Huawei OceanStor 18000 auch in der Lage sind, über die Grenze von 200 Frontend-Ports hinaus zu skalieren.

Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit

Einer der Hauptgründe, ein Highend-SAN-Array anzuschaffen, besteht darin, gleichmäßig über Speicherdienste zu verfügen. Fünf Neunen an Verfügbarkeit – was etwa fünf Minuten an Auszeit pro Jahr entspricht – sind die minimale Anforderung für diese Array-Klasse, aber sechs Neunen entsprechen eher der Norm. Das NetApp-Array FAS8080 erreicht das Minimum von fünf Neunen, aber NetApp weist darauf hin, dass es Optionen für sechs Neunen gibt, wenn man den Best-Practices-Ratschlägen des Herstellers folgt.

Die Arrays HDS VSP G1000 und HPE XP7 nehmen sieben Neunen an Verfügbarkeit für sich in Anspruch, womit sie die höchste Verfügbarkeitsrate unter den Produkten dieses Vergleichs besitzen. Das EMC-Array VMAX3 will zusammen mit EMCs VPLEY-HA-Produkt ebenfalls sieben Neunen liefern. Alle Produkte stellen HA-Optionen für einzelne oder mehrere Rechenzentren zur Verfügung und unterstützen reibungslose Software-Upgrades und Hardwareaustausch. End-to-end-Datenschutz mittels des T10-DIF Datenintegritätsfeatures ist weit verbreitet bei vielen Highend SAN-Arrays, und es wird von allen Produkten unterstützt, mit Ausnahme des FAS8000 von NetApp. Dieses Feature sorgt für eine echte Einheitlichkeit der gesamten Infrastruktur, indem Storage Arrays über das ganze SAN hinweg bis zum Server und wieder zurück kontrolliert werden.

Features für die Dateneffizienz

Einer der ersten Anwendungsfälle für ein Highend-SAN-Array für Unternehmen besteht in der Speicherkonsolidierung von enormen Datenmengen: Jedes Feature, das in diesem Zusammenhang physikalischen Speicher erhalten kann, trägt zu signifikanten Kosteneinsparungen bei. Alle beschriebenen Produkte unterstützen Thin Provisioning – eine Funktion, die mehr Speicher zuschreibt, als physikalisch vorhanden ist. In ähnlicher Weise sind effiziente Clones und Snapshots, die sehr wenig Platz beanspruchen, übliche Features von Highend-SAN-Arrays. Andererseits wird Inline-Datendeduplizierung des SSD-Tiers nur von der HPE 3PAR StoreServ 20000 Storage Family unterstützt, während sowohl IBM DS8870 als auch NetApp FAS8000 Post-Process-Deduplizierung unterstützen.

Obwohl alle Produkte Quality of Service (QoS) bieten, unterscheiden sie sich in der Art und Weise, wie sie diese zuteilen. Die meisten Arrays managen Service-Level-Aufgaben auf der Volume-Ebene, während das NetApp-System FAS8080 QoS-Policies auf Volume-, File- und VM-Ebenen zulässt. Die Unterstützung von Inline-Verschlüsselung der Daten auf der teuren SSD-Stufe gibt der HPE 3PAR StoreServ 20000 Storage Family einen Vorsprung bei der Dateneffizienz: Den Einsatz des teuren SSD-Tiers zu maximieren, führt zu deutlichen Kosteneinsparungen.

Speicher-Management, Datenschutz und Integration

Alle Produkte stellen eine Management-Anwendung mit graphischer Oberfläche und ein Interface für direkte Kommandoeingabe zur Verfügung. Synchrone und asynchrone Replikation sind bei Highend-Enterprise-Arrays unverzichtbar, und alle vorgestellten Produkte unterstützen beide Arten von Replikation. Was die Integration angeht, sind hier die APIs von VMware vorherrschend: Die vStorage APIs for Array Integration (VAAI) und die vStorage APIs for Storage Awareness (VASA) werden von allen Produkten unterstützt.

Fazit für Big Iron

Die HDS VSP G1000 und die HPE XP7-Version dieses Arrays besitzen einen leichten Vorteil gegenüber den anderen Enterprise-SAN-Produkten, die in diesem Bericht untersucht wurden. Diese beiden Produkte erweitern die Skalierungsgrenzen, besitzen die führenden SPC-Benchmarks bei Performance, kommen bei Verfügbarkeit auf sieben Neunen, und haben mit der Ausnahme von Inline-Deduplizierung die Features, die man sich von einem Highend-SAN-Array erwartet – einschließlich des Mainframe-Supports und der Fähigkeit, Speicher von Drittherstellern zu virtualisieren und mit den eigenen Ressourcen in einem Pool zusammenzulegen.

Das EMC-Array VMAX3 folgt dichtauf, aber hat keine Features wie FCoE- und FICON-Support. Es kann auch keine unabhängigen Benchmark-Ergebnisse zur Verfügung stellen.

Das IBM-System DS8870 ist ein effizientes Highend-Array mit vielen Features, das für die meisten geschäftskritischen Applikationen tauglich ist.

Die HPE 3PAR StoreServ 20000 Storage Family gehört nun eindeutig zu den Top-Arrays für SAN-Umgebungen mit effizienten Features wie zum Beispiel Inline-Deduplizierung.

Das Huawei OceanStor 18000 ist ein beeindruckendes Produkt der ersten Generation, aber der Hersteller verfügt erst über geringe Markenbekanntheit in dem globalen Speichermarkt, und die Anzahl an spezialisierten Speicher-Aministratoren ist noch gering. In ähnlicher Weise ist Fujitsu nicht auf allen globalen Märkten gleichmäßig vertreten, am ehesten neben Japan noch in Deutschland.

Die NetApp-Produktfamilie FAS8000 gehört zu den Topgeräten, was Skalierbarkeit, Speicher-Features und Integration angeht. Es ist auch das beste NAS-Produkt am Markt und ist gut geeignet für VMware-Umgebungen, aber für Anwendungen mit großem Transaktionsbedarf ist es eher nicht empfehlenswert.

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Artikel wurde zuletzt im August 2016 aktualisiert

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