Storage-Virtualisierung über Netzwerk-basierte Appliances implementieren

Netzwerk-basierte Appliances für Storage-Virtualisierung können auf zwei Arten umgesetzt werden. Storage-Virtualisierung werden In-Band oder Out-of-Band realisiert

Dies ist der letzte Teil unserer vierteiligen Serie über Technologien für Block-basierte Virtualisierung. Im ersten Artikel erklären wir, warum Storage-Virtualisierung für IT-Abteilungen eine interessante Option ist. Im zweiten geht es darum, wie sich Virtualisierung auf Server-Ebene implementieren lässt, im dritten um die Virtualisierung von Storage-Arrays. Im vorliegenden Artikel beschäftigen wir uns mit Netzwerk-basierten Appliances für Storage-Virtualisierung.

Die meisten Anwendungsfälle für Storage-Virtualisierung erfordern zumindest einen gewissen Grad an Storage-Konsolidierung. Insofern ist es sinnvoll, die Maschine für Storage-Virtualisierung im Netzwerk anzusiedeln, mit dem ja meist auch die anderen Storage-Systeme verbunden sind. Bei solchen Netzwerk-basierten Implementationen handelt es sich primär um Software-Lösungen, die auf Commodity-Hardware laufen oder in Switches integriert sind. Dadurch wird die Host-CPU von Rechen-Overhead entlastet, und es besteht keine zwingende Notwendigkeit mehr, für Virtualisierung eigens einen neuen Storage-Array zu kaufen.

Eine Netzwerk-basierte Appliance für Storage-Virtualisierung kann entweder In-Band oder Out-of-Band realisiert werden, also innerhalb des Daten-Pfades oder außerhalb. Out-of-Band-Lösungen laufen meist auf einem Server oder einer Appliance im Netzwerk; dort übernehmen sie die Verarbeitung des Steuer-Verkehrs und leiten I/O-Anfragen an die richtigen physischen Adressen, kümmern sich aber nicht um den eigentlichen Daten-Verkehr. Dadurch kann sich weniger Latenz ergeben als bei In-Band-Virtualisierung. Und weil die Virtualisierungsengine keine Daten verarbeitet, ist es weniger disruptiv, wenn sie ausfällt.

In-Band-Lösungen fangen I/O-Anforderungen von den Hosts ab, übersetzen sie zu physischen Storage-Standorten und geben sie dann an die Storage-Systeme am Backend weiter. Dafür ist erforderlich, dass sie Virtualisierungsengine sowohl Steuer- als auch Daten-Verkehr handhabt. Deshalb sind genügend Rechenleistung und interne Bandbreite vonnöten, wenn nicht zu viel Latenz zum I/O-Prozess für die Host-Server hinzukommen soll.

Vor etwa zehn Jahren wurde lebhaft darüber diskutiert, ob In-Band oder Out-of-Band die bessere Lösung darstellt. Zu dieser Zeit war auch das Konzept des Lebenszyklus-Managements für Informationen (oder Daten – ILM/DLM) sehr populär. Storage-Virtualisierung wurde als Technologie angepriesen, mit der sich Magnetbänder kostensenkend in das primäre Storage integrieren lassen. Doch wie bei vielen anderen neuen Ideen kam es letztlich so, dass immer billigeres Platten-Storage ILM als tragfähigen Anwendungsfall für Storage-Virtualisierung nie zur Geltung kommen ließ.

Netzwerk-basierte Implementierungen der Technologie dagegen überlebten, hauptsächlich durch eine Kombination mit anderen Anwendungen wie Daten-Migration, Datenschutz und Disaster Recovery. Aufgrund heute im Übermaß verfügbarer Rechenleistung und leistungsfähiger Massen-Serverhardware sind die größten Nachteile von In-Band-Virtualisierung irrelevant geworden – Appliances zur Storage-Virtualisierung nach diesem Prinzip dürften inzwischen die verbreitetste Variante sein. Werfen wir einen Blick auf die Anbieter und Produkte auf diesem Markt.

DataCore

SANsymphony von DataCore ist eine Software-Lösung, die auf gewöhnlichen x86-Servern läuft und Storage-Geräte der meisten Anbieter über Fibre Channel, Fibre Channel over Ethernet (FCoE) oder iSCSI unterstützt. Zur Skalierung der Kapazität und für hohe Verfügbarkeit können mehrere Storage-Knoten zu einem Cluster verbunden werden. SANsymphony verbindet Storage mit Hosts über FC oder iSCSI und bietet die volle Palette an Storage-Diensten – Platten-Pooling (Konsolidierung), synchrones Spiegeln, Remote-Replikation, kontinuierliche Datensicherung, Thin Provisioning, Snapshots, Tiered Storage und Dateifreigaben.

FalconStor

Der Network Storage Server (NSS) von FalconStor ist eine 2U-Appliance, die sich über iSCSI, FC oder InfiniBand mit heterogenen Storage-Systemen verbinden lässt. Kapazitätserweiterungen und Hochverfügbarkeit sind durch den Anschluss mehrerer Controller-Module realisierbar. Wie  SANsymphony von DataCore bietet NSS eine Reihe von Storage-Diensten wie synchrones Spiegeln, Thin Provisioning, WAN-optimierte Replikation, Snapshots, Klonen und automatisches DR (physisch zu virtuell und virtuell zu virtuell) für virtuelle Umgebungen.

IBM SVC

Bei dem IBM-Produkt SAN Volume Controller (SVC) handelt es sich um einen In-Band-Controller für Virtualisierung zum Anschluss an heterogene Storage-Systeme über iSCSI oder FC. Bis zu acht SVC-Knoten können für hohe Verfügbarkeit, Bandbreite und Kapazität zu einem Cluster zusammengeschlossen werden. Das System unterstützt bis zu 32 Petabyte an externem Storage. Jeder SVC-Knoten unterstützt zudem vier interne Solid-State Drives (SSDs) als Cache und ermöglicht eine Replikation zwischen Storage-Systemen zwecks DR oder Daten-Migration sowie eine Spiegel-Funktion zwischen lokalen und entfernten SVC-Einheiten.

Wann sich der Einsatz lohnt und für wen

Wie oben erwähnt, sind die meisten Appliances für Netzwerk-basierte Storage-Virtualisierung heutzutage In-Band-Produkte. Verkauft werden sie als Hardware-Appliance oder als Software zur Installation auf Standard-Servern. Dadurch sind die Kosten geringer als bei Array-basierten Lösungen, für die ein Storage-Array angeschafft werden muss. Ideal geeignet sind sie für gemischte Storage-Umgebungen (davon ausgehend, dass die dort vorhandenen Gerätschaften kompatibel sind). Sie bieten ein Maximum an Flexibilität, insbesondere als Software-Lösung.

Für mittelgroße Unternehmen, die auf der Suche nach einer SAN-Lösung sind und dabei flexibel unterschiedliche vorhandene Arrays nutzen wollen, kann eine Appliance für Storage-Virtualisierung eine hervorragende Lösung sein. Ein weiterer Anwendungsfall ist das Hinzufügen neuer Funktionalität zu einer bestehenden Storage-Infrastruktur, etwa Remote-Replikation oder Storage-Tiering. Ebenso kann eine Netzwerk-basierte Virtualisierungslösung die Funktionen von vorhandener Storage-Infrastruktur modernisieren. Mit Features wie Thin Provisioning lassen sich die Management-Effizienz erhöhen und die Kosten pro Terabyte verringern.

Erick Slack ist leitender Analyst bei Storage Switzerland.

Artikel wurde zuletzt im März 2012 aktualisiert

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