Welche Data-Storage Architekturen können die zukünftigen Anforderungen erfüllen?

Fast kein anderer Bereich innerhalb der IT ist einem so großen Wachstum und neuen Anforderungen unterworfen wie der Storage. Ein für die IT-verantwortlichen Personen wichtiges Faktum ist die Tatsache, daß die Investitionen für Storage-Systeme mehr als 75 % der Server-Kosten betragen. Die Tendenz ist stark steigend und es ist eine Frage der Zeit, bis die Kosten für Storage diejenigen der Server übersteigen werden. Bei diesen Kosten handelt es sich um reine Hardware-Kosten. Mit zunehmender Storage-Kapazität wird auch die Komplexität des Storage-Managements höher. Nach verschiedenen Quellen betragen die Kosten für RAW-Storage (Bruttokapazität des Storage) zwischen 5-10 % der IT-Kosten. Die Kosten für einen kontrollierten (managed) Storage betragen das 2- bis 10fache des RAW-Storage. Diese Fakten sind auch den Herstellern der Server-Systeme bestens bekannt. Und dies ist genau der Grund, warum Storage, der früher eher stiefmütterlich behandelt wurde, bei diesen Herstellern zunehmend an Bedeutung gewinnt und nun bei den Marketing- und Verkaufsstrategien eine primäre Position einnimmt. Die Fokussierung auf Storage-Systeme wird zusätzlich noch durch eine neue technische Entwicklung unterstützt. Bei dieser Entwicklung handelt es sich um die Fibre-Channel-Technik (inkl. FC-AL Fibre Channel Arbitrated Loop). Fibre Channel ist die Antwort auf die zunehmenden Begrenzungen der SCSI-Technologie. Fibre Channel unterscheidet sich hauptsächlich in drei Bereichen von der bestehenden SCSI-Technologie. Dies sind: viel höhere Bandbreite (100 Mbyte/Sek. pro Point-to-Point-Verbindung oder Loop), längere Distanzen (30 m bis 10 km) und vollkommen neue Möglichkeiten, Server und Storage miteinander zu verbinden. So stehen verschiedene Topologien (Point-to-point, Fabric, Loop) und Elemente wie Hubs, Switches usw. zur Verfügung. Es gibt noch viele andere Vorteile der Fibre-Channel-Technologie, so zum Beispiel der gleichzeitige Einsatz verschiedener Protokolle (SCSI, TCP/IP usw.). Auf diese Punkte soll an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden, da sie den Rahmen des Artikels sprengen würden.

SAN (Storage Area Network)

Die am meisten gebrauchten Schlagwörter in Verbindung mit Storage und Fibre Channel sind SAN (Storage Area Network) und Skalierbarkeit. Die wesentlichen Elemente eines SAN sind in der folgenden Grafik dargestellt. Für die korrekte Interpretation eines SAN müssen die folgenden Punkte berücksichtigt werden: Innerhalb des SAN werden Server und Storage mit einen eigenen «Netzwerk» (Fibre Channel) miteinander verbunden. Der Grundgedanke bei der Konzeption der SANs ist es, keine Insellösungen zu schaffen. Ein SAN sollte heterogen aufgebaut sein. Das heißt, es müssen verschiedene Server-Plattformen und wenn möglich verschiedene Storage-Systeme (Hersteller, Tape, Optical usw.) integriert werden können. Server und Storage werden über das Fibre-Channel-Netzwerk (Fabric) zusammen-geschlossen. Das Fabric-Netzwerk wird bei den meisten SAN-Präsentationen als undurchsichtige Wolke dargestellt. Diese ungewöhnliche Darstellungsart hat zwei Gründe. Einerseits soll gezeigt werden, daß die Verbindungen und eingesetzten Komponenten des Fabric-Netzwerkes nicht vordefiniert sind, und andererseits wird damit die Tatsache vertuscht, das verschiedene Elemente noch gar nicht vorhanden sind. Bei diesen Elementen handelt es sich hauptsächlich um Switches und verschiedene Software-Komponenten, die das Management des SAN ermöglichen (Zoning-, Fabric-, Lun-Manager usw.). In der Theorie sieht somit alles bestens aus. Die praktische Realisation eines richtigen SAN ist aber noch ein langer Weg. Viele Hersteller zeigen Ihnen aber bereits perfekte SAN-Konzepte und bieten auch Fibre-Channel-Produkte an. Wenn Sie jetzt in die Fibre-Channel-Technik investieren wollen und den Plan haben, ein SAN aufzubauen, sollten Sie sich ein paar grundlegende Gedanken machen:

• Ein SAN ist per Definition eine heterogene Lösung. Viele Hersteller unternehmen aber alles (Interfaces, Management-Software, Treiber usw.), um Ihnen Storage-Lösungen anzubieten, die nur auf den eigenen Plattformen laufen. Nach diversen Quellen werden in größeren Unternehmen im Durchschnitt sechs verschiedene UNIX-Derivate (NT, Netware usw. sind dabei nicht berücksichtigt) eingesetzt. Aus einer globalen wirtschaftlichen Sichtweise betrachtet heißt das, es müssen sechs Insellösungen finanziert werden. Konkret sind dies sechs unterschiedliche Storage-Systeme von verschiedenen Lieferanten, 6fache Haltung von Ersatzteilen oder Wartungsverträgen, 6fache Ausbildung des Personals für das Management der Systeme usw. Die Fibre-Channel-Technologie bietet Ihnen heute die Chance, eine Homogenisierung der Storage-Plattformen innerhalb des Unternehmens durchzuführen. Dies erfordert jedoch die klare Definition der zukünftigen Storage-Architektur. Es ist wichtig, sämtliche Einflüsse, die auf die Storage-Plattform einwirken, zu kennen und das Wissen in die Konzeption einfließen zu lassen. Wenn Sie nicht auf eine heterogene Unterstützung des Storage achten und damit weiterhin den Storage nicht global, sondern plattformspezifisch betrachten, dann werden Sie nie die Insellösungen auflösen können, und Sie werden nie die Möglichkeit haben, ein SAN im Sinne der Entwickler aufbauen zu können.

• Da verschiedene Komponenten für ein SAN zur Zeit noch nicht verfügbar sind, werden vielerorts Einstiegslösungen auf der Basis von Fibre Channel Arbitrated Loop von den Herstellern angeboten. In Verbindung mit diesen Lösungen und den späteren Anforderungen an die Storage-Systeme wird gerne das Schlagwort «Skalierbarkeit» verwendet. Leider wird der Begriff «skalierbar» im Marketing und Verkauf etwas anders ausgelegt, als es der tatsächliche Sinngehalt beschreibt. Skalieren bedeutet, unter Beibehaltung der bestehenden Komponenten und durch Hinzufügen von neuen oder identischen Komponenten die Leistung des Systems beziehungsweise der Lösung so zu verändern, daß sie den neuen Anforderungen wieder entspricht. Auf der Seite vieler Hersteller wird «skalierbar» etwas anders definiert. Skalierbar wird gerne als Produkt-Portfolio, bestehend aus mehreren unterschiedlichen Storage-Systemen verstanden. Der Kunde kann dann, je nach seinen Anforderungen, ein bestimmtes System anschaffen. Ändern sich die Anforderungen, so hat der Kunde die Möglichkeit zu «skalieren». Das heißt, es muß ein Update, Upgrade oder wie immer auch die Bezeichnung ist, durchgeführt werden. Bei diesen Upgrades wird dann einfach der gesamte Storage durch ein anderes Produkt des Herstellers ersetzt. Für den Hersteller ist diese Art von Skalierbarkeit sehr lukrativ. Sie generiert Umsatz, es können zusätzlich Dienstleistungen (Implementation, Schulung für die neuen Produkte) verkauft werden, und die «alten» Produkte können auch noch mit gutem Gewinn wieder verkauft werden. Betriebswirtschaftlich gesehen ist es daher sehr interessant, eine reale Skalierbarkeit bei der Auswahl des Storage sicherzustellen. Ein SAN ist auch nicht einfach da, sondern es wächst schrittweise. Aufgrund Ihrer Entscheidung können Sie nun skalieren oder Produkte auswechseln.

• Ein wichtiger Punkt bei einem SAN (dies gilt auch für Cluster-Lösungen) ist auch eine klare Trennung zwischen den Komponenten für die Prozeßverwaltung (Server) und den Komponenten für die Datenverwaltung (Storage-Array). Damit diese Trennung möglich wird, müssen Storage-Systeme mit einem intelligenten Array-Controller (Storage-, RAID-Prozessor) eingesetzt werden. Storage-Lösungen mit JBOD-Systemen (Just a Bunch of Disk) und einer RAID-Software, die auf dem Server installiert werden muß, sind für SAN-Lösungen nicht geeignet, obschon diese Systeme gerne für dieses Einsatzgebiet angeboten werden. Es gibt die verschiedensten Gründe, warum dies so ist. Eine Aufzählung der relevanten Punkte würde ebenfalls den Umfang dieses Artikels sprengen. Ein SAN (oder eine Cluster-Lösung) ohne die klare Trennung zwischen den Komponenten für die Prozeßverwaltung (Server) und denen für die Datenverwaltung (Online-Storage) wird nicht funktionieren. Konkret bedeutet dies: Wenn Sie jetzt als Einstiegslösung JBOD-Systeme anschaffen, dann sollte Ihnen der Hersteller beweisen oder zusichern können, daß Sie später diese Komponenten als Storage-Module für einen intelligenten Fibre Channel Disk-Array Controller einsetzen können. Ansonsten bleibt Ihnen nur die Möglichkeit der Marketing-Skalierbarkeit. Das heißt: Austauschen aller Komponenten. l Die meisten Fibre-Channel-Lösungen basieren auf der Fibre-Channel-Arbitrated-Loop-Topologie. Jedes aktive Device (Node) verfügt über einen sogenannten NL-Port (Node Loop Port). Sobald ein Switch eingesetzt wird, werden die Server mit der Fibre-Channel-Point-to-Point-Topologie mit dem Switch verbunden. Für diese Verbindung werden aber nicht mehr NL-Ports benötigt, sondern die F-Ports und N-Ports. Viele Low-Cost-Host-Adapter unterstützen aber nur NL-Ports. Die bedeutet, daß Sie den Controller wechseln müssen. Informieren Sie sich daher im voraus, welche Komponenten Sie in diesem Fall wechseln müssen, ansonsten muss mit nicht budgetierten Folgekosten gerechnet werden.

• Die Geschäftsprozesse ändern sich immer schneller und werden auch immer komplexer. Dies hat zur Folge, daß auch Anpassungen immer schneller durchgeführt werden müssen. Das heißt, die IT-Verantwortlichen benötigen effiziente und effektive Instrumente für die Umsetzung der neuen Geschäftsprozesse. Dies bedeutet einerseits Kosten sparen und andererseits die Anzahl der Systeme reduzieren (Konsolidierung). Bei diesen Konzepten ist die Strategie des Unternehmens mit-einzubeziehen. Bei Fehlentscheidungen sind es nicht mehr die Anschaffungskosten der neuen Technik, welche das Budget belasten, sondern die Kosten, um die Technik wieder loszuwerden. Diese Punkte treffen besonders auf Storage-Systeme zu. Aufgrund dieser Entwicklung ist es falsch, auf ein Storage-System zu setzen, welches alle Anforderungen nur durchschnittlich erfüllt. Genauso falsch ist es auch, aufgrund dieser Anforderungen wieder Insellösungen mit verschiedenen Storage-Systemen zu schaffen. Die Definition einer neuen Storage-Architektur ist extrem komplex, selbst wenn man bereits einen großen Erfahrungsschatz hat, da die verschiedensten Einflußfaktoren berücksichtigt werden müssen. Wichtig ist nachher vor allem die Umsetzung diese Architektur. Das heisst vor allem, die richtigen Komponenten zu evaluieren und zu definieren, welche die gestellten Anforderungen auch wirklich erfüllen können.

Es gibt noch verschiedene andere Punkte, die man bei der Definition von Storage-Architekturen berücksichtigen muß. So wurde zum Beispiel die Thematik Datensicherung, Datenbanken usw. in diesem Artikel überhaupt nicht angeschnitten. Unsere Erfahrungen zeigen, daß es für Unternehmen immer wichtiger wird, durch ein definiertes Vorgehen eine globale Storage-Architektur zu erarbeiten. Dieses Vorgehen beinhaltet die Definition der Ziele, Entwicklung des Konzeptes, Evaluation der Komponenten usw. Dank diesem Vorgehen können die unterschiedlichen Marketing- und Verkaufsargumente beziehungsweise die Funktionalitäten der unterschiedlichen Systeme auf einen gleichen Nenner gebracht werden, und Sie sind in der Lage, die spezifischen Anforderungen des Unternehmens zu vergleichen und bewerten zu können. Ein altes Sprichwort, welches vor allem in der Informatik seine Aktualität beweist, lautet: «Es ist nicht alles Gold, was glänzt».

Wenn Sie für diese besonderen Projekte eine externe Beratung und Unterstützung benötigen, dann können Sie auf Consulting-Unternehmen wie zum Beispiel die COPE AG zurückgreifen.

Rufen Sie uns einfach an. Stefan Christen, Business Consulting Manager COPE AG, Telefon 041-798 33 33, christen@cope.ch.

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