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StorServer und ServerStorage werden ein wichtiger Bestandteil der Storage-Welt

StorServer und ServerStorage kommen aus unterschiedlichen Ecken, verschmelzen aber zunehmend. In Jahr 2017 glänzen sie in Verbindung mit Object Storage.

Ob All-Flash-Array, Object Storage, Software-defined Storage oder Hyper-converged Infrastructure: Derzeit schwirren viele Trendbegriffe durch die Speicherbranche. Welche davon werden 2017 eine wichtige Rolle spielen? Durch die zunehmende Verschmelzung von Storage und Server dürften dies ServerStorage und StorServer sein.

Der große Megatrend in der Speicherbranche ist neben Flash auch 2017 Software-defined Storage (SDS). Doch davon gibt es unterschiedliche Spielarten, die in einigen Teilen sehr ähnlich, in anderen wieder recht unterschiedlich zueinander sind. Von Marketing-Abteilungen der Speicherhersteller werden auch Technologien unter diesen Modebegriff gesteckt, die nur am Rande damit zu tun haben – wie reine Softwareimplementierungen, SAN-Appliances oder klassische Produkte. Eine unklare Definition von SDS macht die Lage nicht einfacher, so dass der Überblick schnell verloren geht. Daher ist es im ersten Schritt wichtig, die verschiedenen Begriffe darzustellen.

Gemäß der Storage Networking Industry Association (SNIA) wird SDS als virtualisierter Speicher mit einer Serviceschnittstelle definiert. Dabei werden Speicherressourcen in Pools mit spezifischen Eigenschaften zusammengefasst und als Service in Form von Serviceeinheiten präsentiert. Die physikalische Bereitstellung der Ressourcen erfolgt transparent für den Nutzer aus einer oder mehreren Speicherquellen. Kernmerkmale wie Automation, standardisierte Schnittstellen (APIs), ein virtualisierter Datenpfad, Skalierbarkeit und Abstraktion sollten erfüllt sein.

Vier Arten von SDS

Insgesamt lassen sich aus den Angeboten der Hersteller vier Grundtypen von SDS herausfiltern: Scale-out-Architekturen, Speicher-Virtualisierung, Systeme mit einer zusätzlichen Control-Plane sowie Softwarelösungen auf Standardhardware. Für all diese Typen reklamieren die Hersteller ein SDS-Label, wobei nicht alle der Definition der SNIA genügen.

Bei Scale-out-Architekturen befinden sich der Control- und Datenpfad auf denselben Systemen. Sie werden der Kategorie SDS zugerechnet, weil ein Software-Layer den Verbund der Speicherressourcen der einzelnen Knoten in einem oder mehreren Pools zusammenfasst. Verfügbare Angebote sind hier zum Beispiel NetApp FAS (cDOT), Dell EMC Isilon oder HP StoreVirtual.

Hersteller von klassischen Speicher-Virtualisierungs-Lösungen erfüllen die Definition durch ihre Umsetzung und Abstraktion von physikalischen Storage-Ressourcen in einer übergeordneten Speicherschicht. Diese Variante bieten unter anderem IBM SVC, Dell EMC VPlex, DataCore SANsymphony, NetApp FlexArray, HDS HUS VM und FalconStor FreeStor.

Systeme mit einer zusätzlichen Control-Plane stellen darüber Datenpools und Datenpfade dynamisch bereit. Die Services der Speichersysteme werden in einem Katalog verwaltet und den jeweiligen Storage-Services als Merkmal hinzugefügt. Der Datenfluss vom Client zum Speicher erfolgt dann wieder als direkte Verbindung. Über den Control-Pfad werden auf den Speichersystemen automatisiert Speicherressourcen konfiguriert. Typische Vertreter hier sind OpenStack Cinder und Dell EMC ViPR.

ServerStorage bestehen aus Standard-x86-Servern, an die in einem Zwei-Knoten-Cluster Festplattenkäfige angeschlossen sind. Die Speicherservices werden über einen Softwarelayer auf einem Betriebssystem – meist Linux oder Windows – vollständig bereitgestellt. Dieser Quasi-Nachbau von Enterprise-Speichersystemen findet sich etwa in Microsoft Storage Spaces, HP StoreVirtual, RedHat Gluster, IBM GSS (GPFS), Nexenta, NetApp Ontap Edge, Dell EMC IsilonSD Edge, Dell EMC UnityVSA oder Ceph RDB.

Grundsätzlich zählen zwar Hyper-converged-Infrastrukturen (HCI) ebenfalls zu diesem Typus. Allerdings skalieren diese Systeme über viel mehr Server und es werden in der Regel nur die lokalen Festplattensteckplätze statt Festplattenkäfige genutzt. Zu dieser Kategorie zählen Microsoft Storage Spaces Direct, Dell EMC ScaleIO, DataCore HC virtual SAN, SimpliVity, Nutanix und VMware VSAN.

Kombination von Server und Storage

Welche dieser Varianten wird 2017 besonders im Mittelpunkt stehen? Wahrscheinlich werden es die Softwarelösungen auf Standardhardware sein. Denn diese bieten für Unternehmen jeder Größenordnung zahlreiche Vorteile. So wie der im Verhältnis zur klassischen Speicher-Appliance günstigen Preis der x86-Hardware, einfache Installation, Investitionsschutz durch Nutzung von Standard Hardware, kürzere Produktzyklen und ein hohes Maß an Infrastruktur-Flexibilität. Dabei ist es letztlich egal, ob ServerStorage oder StorServer zum Einsatz kommt, denn das Resultat bleibt praktisch das gleiche. Wie lässt sich das erklären?

Dies liegt daran, dass beide Angebote zwar aus unterschiedlichen Ursprüngen entstanden sind, aber zum gleichen Ergebnis führen: der Verschmelzung von Server und Storage. Eine Lösung stammt dabei sozusagen aus der Serverecke, die andere aus der Storage-Ecke, doch beide treffen sich in der Mitte. Wie kam es dazu?

StorServer

StorServer ist ein Kunstbegriff, der bereits im Jahr 2012 in verschiedenen Medien auftauchte, aber erst jetzt wiederentdeckt wird. Für die Lösung waren zwei Voraussetzungen nötig:

Die Trennung der Hardware- und Software-Ebene in Speichersystemen ermöglicht, dass sich auf der Storage-Hardware neben den eigentlichen Speicherfunktionen prinzipiell auch andere Workloads ausführen lassen.

So bestand noch Anfang des Jahrzehnts bei fast allen Speichersystemanbietern ein sogenannter Bare-Metal Zusammenhang zwischen individuell entwickelter Hardware und dem Speicherbetriebssystem. Heute laufen alle Speicherfunktionen vollständig virtualisiert auf einem Hypervisor.

Nach dem Mooreschen Gesetz steigt die Prozessor-Kapazität deutlich stärker als der Speicherbedarf.

Durch den Preisverfall bei Prozessoren verfügt inzwischen auch einfache x86-Server-Hardware über 2 CPU-Sockel mit jeweils 12 bis 24 Prozessorkernen.

Der Speichervorgang benötigt vergleichsweise wenig Prozessor-Leistung, wenn nicht gerade ein großes Backup, Datendeduplizierung oder eine Datenspiegelung durchgeführt wird. Durch die Parallelisierung der Speicherfunktionen können mehrere Cores gleichzeitig oder auch bewusst getrennt genutzt werden. Daher befinden sich diese überwiegend im Leerlauf. Tatsächlich reicht in der Regel die Anzahl der Cores eines CPU-Sockel zur Abbildung aller Speicherfunktionen aus. Damit entstand die Idee, den zweiten Sockel des Storage-Systems für einfache, unkritische Server Workloads zu nutzen.

In einem ersten Schritt lassen sich damit die bislang strikt getrennten Systeme für Speicherung, Management und Monitoring auf einer Hardware vereinen. Beispiele gibt es bereits bei Anbieter von Unified Speichersystemen. Hier werden die Management-, Monitoring- und Remote-Support-Funktionen als virtuelle Maschinen auf dem Speichersystem selbst installiert. Es ist zu erwarten, dass die Anbieter weitere unkritische Serverworkloads über die Zeit freigeben werden.

ServerStorage

Den umgekehrten Weg beschritt die Entwicklung zu ServerStorage. Hier werden in Standard-x86-Hardware Teile der Serverprozessoren für Storage-Aufgaben bereitgestellt. Diese Variante stand schneller zur Verfügung als StorServer, da die Trennung von Hardware und Software inklusive Virtualisierung im Serverbereich weit früher vollzogen wurde. Entsprechend ist sie auch bislang der vorherrschende Trend bei der Vereinigung von Server und Storage auf einer Hardware.

Beide Lösungen bieten im Vergleich zu klassischen Server-/ Speicher-Kommunikation einen wesentlichen technischen Vorteil: Sie eliminieren sämtliche externen Netzwerkkomponenten, die zwischen Server und Storage geschaltet sind.

Gerade das Netzwerk bildet heute in Sachen Performance häufig einen Engpass im Rechenzentrum. Dies liegt einerseits an der Datenübertragung und den damit verbundenen Speicherprotokoll-Konvertierungen über die Leitungen, andererseits an den Verarbeitungsprozessen der Switches, die eine gewisse Zeit beanspruchen und so für eine hohe Latenz sorgen. Indem Storage und Server direkt auf einer Hardware zusammengebracht werden, lässt sich bis zu eine Millisekunde pro Speicherprozess sparen. Vor allem bei datenhungrigen Applikationen oder Big-Data-Analysen kann diese Zeitersparnis ein großer Vorteil sein. Tatsächlich war die Verringerung der Latenz zwischen Anwendung und Storage die große Triebfeder zur Entwicklung von ServerStorage. Dagegen wollte man bei StorServer nur freie Kapazitäten sinnvoll nutzen.

Object Storage

Ihre Stärken können beide Ansätze aber nur dann vollständig ausspielen, wenn sie mit modernen Speichertechnologien verknüpft werden. Dazu zählt vor allem Object Storage. Dadurch werden einzelne Datenpakete – Objekte genannt – auf effiziente Weise, auch geografisch, verteilt und an mindestens drei Ablageorten gespeichert. Dies ermöglicht geräte- und ortsunabhängige Einsatzszenarien wie eine Enterprise Dropbox (Enterprise File Sync & Share EFSS) zur Speicherung und gemeinsamen Nutzung von Dateien oder die Realisierung von sehr günstigen, sehr großen Speichersystemen zur Ablage von selten benutzten unstrukturierten Daten.

Umgekehrt benötigen Lösungen für Object Storage – ob als Software- oder Appliance-Variante – jenseits der intelligenten Technologie für die Use Cases eine Extra-Hardware zur Speicherung der Daten. Dazu bietet sich die günstige Standard-x86-Hardware an. Wenn nun die Serverfunktionen für die Use Cases und die Speicherfunktionen für das eigentliche Object Storage virtualisiert auf einer Hardware laufen, ist die Definition von StorServer oder ServerStorage im Kontext SDS erfüllt. Durch diese Entwicklung dürfte die Bedeutung der Kombisysteme noch weiter steigen.

Prognose für 2017

Derzeit werden die Use Cases für Object Storage von vielen verschiedenen kleinen Firmen entwickelt, während Object-Storage-Systeme auf wenige große Anbieter konzentriert sind. Object Storage wird aber erst in der Kombination mit unterschiedlichen Use Cases wertvoll einsetzbar. Diese Kombinationen müssen aber bislang noch individuell konfiguriert und angepasst werden.

„ServerStorage und StorServer werden Trend-Themen im Jahr 2017.“

Ulf Schade, Computacenter AG &Co. oHG

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Entsprechend dürfte es 2017 eine erhebliche Marktkonsolidierung bei den Use Case Anbietern geben, indem Object-Storage-Hersteller die Use-Case-Lösungen kleiner Entwickler aufkaufen und in ihre Systeme integrieren. Dadurch ließen sich auf einem Object-Speicher-Angebot zahlreiche Einsatzszenarien wie Enterprise Dropbox, Share & Sync, Big Data, Cloud-Applikationen, Backup/Recovery, globaler File Service, Hochsicherheitsbereiche oder Langzeitarchivierung standardmäßig bereitstellen – realisiert von einem Anbieter der auch die Verantwortung für den gesamten Support übernimmt.

Dies dürfte den Storage-Markt deutlich beleben und verändern, da sich die bislang rein für die Speicherung von Daten oder das Management geeigneten Systeme zu intelligenten Gesamtlösungen weiterentwickeln. Mit Object Storage, Use Cases und eventuell weiteren Workflows in einem einfach zu installierenden Paket könnte die intelligente Speichertechnologie dann zum Massenmarkt werden.

Über den Autor:
Ulf Schade, Dipl.-Ing., Wirtschafts-Ing., ist Solution Manager (Leader) Datenmanagement und RZ-Konsolidierung bei der Computacenter AG & Co. oHG.

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Artikel wurde zuletzt im Februar 2017 aktualisiert

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