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Die fünf Methoden der Storage-Virtualisierung

Es gibt fünf Optionen, Storage zu virtualisieren und jede hat ihre Vor- und Nachteile. So finden Sie die beste Methode für Ihr Rechenzentrum.

Der Begriff der Virtualisierung beschreibt die Abstraktion des physischen Storage, so dass es anders dargestellt wird, als es wirklich ist. So lassen sich beispielsweise mehrere Disks über den Abstraktions-Layer als eine große Festplatte abbilden, anstatt einer Ansammlung vieler kleiner Disks.

Es gibt eine erkleckliche Anzahl an Technologien, die sich als Storage-Virtualisierungs-Optionen klassifizieren lassen. Der gemeinsame Nenner ist der, dass alle einen Abstraktions-Layer nutzen, um das darunter liegende physische Storage zu „überdecken“. Hier ist ein Überblick über die unterschiedlichen Typen der Storage-Virtualisierungen, die derzeit in den Unternehmen zum Einsatz kommen.

Host-basierte Virtualisierung

Ein der meist genutzten Virtualisierungs-Methoden für Storage ist die Host-basierte Storage-Virtualisierung. Dabei geht es um die Art und Weise wie ein Virtualisierungs-Host das Storage dem Gast-Betriebssystem präsentiert.

Ein gutes Beispiel ist die dynamische Erweiterung der Virtual Hard Disk (VHD). Es kommt selten vor, dass eine virtuelle Maschine eine physische Festplatte für sich vereinnahmt. Normalerweise nutzt eine VM eine VHD, die vom Host zwar als Festplatte dargestellt wird, in Wirklichkeit aber nur ein File ist. Bei einer dynamischen Erweiterung einer VHD, benötigt diese zunächst nur wenig physischen Speicherplatz und wächst, wenn Daten von der virtuellen Maschine in das File geschrieben werden. Die VM kann weder das darunterliegende File oder dessen dynamische Erweiterung sehen, sondern eben nur die ihr dargebotene Festplatte.

Array-basierte Storage-Virtualisierung

In den letzten Jahren wurde der Begriff der Array-basierten Storage-Virtualisierung für unterschiedliche Dinge verwendet. Mittlerweile bedeutet diese Art der Abstraktion ein Storage-Tiering auf Hardwareebene. Storage-Tiering wurde konzipiert, um die Leistung von Flash-Speicher zu nutzen, ohne die Kosten eines All-Flash-Arrays zu erzeugen.

Flash-Speicher ist schneller als rotierende Medien, allerdings haben SSDs meist geringere Kapazitäten und einen höheren Preis pro GByte als Festplatten, was sich derzeit allerdings ändert. Array-basierte Storage-Virtualisierung ermöglicht eine Gruppierung von Storage in unterschiedliche Tiers. Eine SSD würde als High-Speed-Tier klassifiziert, während eine Festplatte als Standard-Tier eingeteilt würde. Erstellt ein Administrator eine LUN, dann kann diese LUN Laufwerke aus beiden Tiers enthalten.

Hierbei fungiert der High-Speed-Tier als Lese- und Schreib-Cache. Daten werden zuerst auf diesen Tier geschrieben und dann automatisch an den Standard-Tier verschoben. Daten, auf die sehr häufig zugegriffen wird, lassen sich auch automatisch auf den schnellen Tier transferieren, während inaktivere Daten im Standard-Tier verbleiben. Dieses automatische Tiering verbessert die Gesamt-Performance. Der Prozess wird vollständig über die Hardware abgewickelt und erfolgt dem Betriebssystem gegenüber transparent.

Storage-Virtualisierung auf Betriebssystemebene

Einige Betriebssystemhersteller offerieren die gleichen Basisfunktionalitäten wie bei der Array-basierten Storage-Virtualisierung, nur auf Ebene der Software, als Funktion des Betriebssystems. So verfügen beispielsweise Windows Server 2012 und 2012 R2 über eine Funktion namens Windows Storage Spaces, mit der sich Tiered Storage mittels Virtualisierung umsetzen lässt.

File-System-Virtualisierung

File-System-Virtualisierung erfolgt durch Technologien wie Distributed File System (DFS) von Microsoft. Hier erhält man einen zentralen, konsolidierten Überblick über die File-Daten eines Unternehmens. Anwendern wird damit „vorgetäuscht“, dass alle Daten in einem einzigen File-Server residieren, obwohl die Informationen auf unterschiedlichen SMB-Shares oder vielen File-Servern abgelegt sind. File-System-Virtualisierung wird immer seltener verwendet, da die Kapazitäten von File-Server-Storage immer weiter ansteigen.

Einige Formen dieser Virtualisierung gewährleisten mehr als das Vereinen von SMB-Shares mittels eines Namespace. Sie ermöglichen auch File-System-Replikation, die bei externen Büros hilfreich sein kann, da Anwender alle Daten nutzen können – auch die im Hauptbüro – ohne die Files über WAN herunterladen zu müssen.

Fibre-Channel-Storage-Virtualisierung

Fibre-Channel-Storage-Virtualisierung ist ein generischer Begriff für Storage-Virtualisierung auf Basis von Fibre Channel (FC). Einige Hersteller bezeichnen ein FC-SAN als eine Form der netzwerkbasierten Storage-Virtualisierung, da der FC-Switch I/O-Anfragen an physischen Storage virtualisieren und umleiten kann, ohne dass der Server diesen Storage wirklich benutzt. Der Begriff umfasst auch virtuellen FC. Virtueller FC ist eine Form der Host-basierten Storage-Virtualisierung, es funktioniert allerdings etwas anders als die übliche Host-basierte Virtualisierung.

Virtueller FC ist ein Mechanismus, der es einer VM ermöglicht, sich direkt mit einem FC-Array oder FC-SAN zu verbinden, indem der Virtualisierungs-Stack genutzt wird. Der große Vorteil hierbei ist, dass Server mit einer direkten Abhängigkeit zu FC-Storage virtualisiert werden kann. Ebenso ist es möglich, virtuellen FC bei der Erstellung eines Gast-Clusters zu nutzen, das FC-basierte Cluster Shared Volumes verwendet. Allerdings sollte man beachten, dass Einschränkungen des virtuellen FC je nach Hypervisor variieren. So lassen sich zum Beispiel mit Microsoft Hyper-V keine VMs von einem virtuellen FC-angebundenen Storage booten.

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Artikel wurde zuletzt im März 2016 aktualisiert

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