Fibre Channel Switches: Die Schaltzentrale des SAN

21.01.2005 von KARL FROEHLICH, speicherguide.de 
In einer SAN-Architektur spielen Fibre Channel Switches eine bedeutende Rolle. Erst die korrekte Implementation dieser Technologie in eine Rechnerarchitektur gewährleistet die maximale Funktionalität und Performance.

Obwohl Fibre Channel einen längst verabschiedeten Standard darstellt, ist die Interoperabilität immer noch ein Thema. Die konfliktfreie Zusammenarbeit der verschiedenen Produkte und Lösungen in heterogenen Infrastrukturen sowie eine einfache Verwaltung bilden die Grundvoraussetzung für die Nachfrage nach SANs.

FC-Switches bilden das Herzstück von Fibre-Channel-basierten Speichernetzwerken (SAN). "Sie sind das Bindeglied zwischen den Hosts und Storage-Systemen wie Disk-Arrays oder Backup-Lösungen", erklärt Suzana Kudric, Produktmanagerin beim Wiesbadener Storage-Spezialisten TIM. "FC-Switches steuern den reibungslosen Datenfluss innerhalb des Speichernetzwerks und sorgen dafür, dass alle Daten zum adressierten Storage-Device gelangen."

Switched-Fabric in SAN-Architekturen

"Ein Switched-Fabric-SAN bietet ein Maximum an Skalierbarkeit und Performance", erläutert Bernd Widmaier, Sales Director von Starline. Zudem erlauben die Geräte den Aufbau eines Speichernetzes mit räumlich getrennten Storage-Einheiten. "Im Gegensatz zu FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop) handelt es sich bei Switched-Fabric um eine Non-Blocking-Architektur, die es mehr als einem Port erlaubt, zur gleichen Zeit mit einem anderen zu kommunizieren", sagt Patrick Lenz, Technical Director beim Wiesbadener Systemhaus Topmedia. "Point-to-Point-Architekturen verbinden zwei Geräte direkt und somit ohne Switch oder Hub miteinander." Diese Konstellation findet sich vorwiegend bei DAS sowie der Anbindung von Datensicherungsgeräten an einen Backup-Server.

"Die Verbreitung von FC-Switches macht FC-AL-Architekturen im Design von SANs zur Verbindung externer Devices zunehmend unattraktiv", bestätigt auch André Hirschberg, Projektvertrieb bei Cristie. "Im Gegensatz zur Switched-Architektur teilt sich die Bandbreite zwischen allen Ports und reduziert sich somit entsprechend." Point-to-Point-Verbindungen seien aus Kostengründen sinnvoll, wenn ein Storage-Device nicht an mehrere Hosts "geshared" werden soll. Die Vorteile von Switched-Fabric liegen laut Hirschberg klar auf der Hand: Eine hohe Geschwindigkeit, Verwaltbarkeit, Name-Service (Übersicht der Hosts/Devices an den Ports), Security (über Zoning) und Redundanz seien in heutigen Storage-Umgebungen unabdingbar.

"Als Nachteil ist der höhere Konfigurationsaufwand der Geräte zu sehen", konstatiert Hirschberg. "Auch die immer noch recht hohen Kosten für Switches schrecken bisher viele Anwender ab."

Projektierungsfehler: Unterdimensionierung

"Sicherheit spielt im SAN eine ähnlich große Rolle wie in Bereichen des Internet und Intranet", gibt Topmedia-Manager Lenz zu bedenken. "Storage-Devices oder -LUNs müssen per Zoning und Masking auf Hosts "gebunden" werden, um beispielsweise Konflikte zwischen unterschiedlichen Betriebssystemen zu vermeiden." Bei der Planung müssen sich die FC-Switches in das Gesamtkonzept des SAN integrieren. Das heißt, wenn die Speichersysteme redundant und ausfallsicher ausgelegt sind, muss auch der Switch doppelt abgesichert werden. Anderenfalls entsteht ein neuer Single-Point-of-Failure (SPOF).

"Der häufigste Fehler bei der Projektierung eines Speichernetzes ist die Unterdimensionierung der Switches sowie aller anderen SAN-Komponenten", warnt TIM-Managerin Kudric. "Die wichtigsten Merkmale, die nicht außer Acht gelassen werden dürfen, sind Skalier- und Verwaltbarkeit als auch die Offenheit (Open-Fabric-Standards)." Ein FC-Switch sollte die aktuellen Anforderungen erfüllen und trotzdem die Option auf Porterweiterung bieten. So bleiben Investitionen geschützt, und zukünftige Anschaffungen lassen sich genauer kalkulieren.

"Nach dem Motto "gut geplant ist halb implementiert" bewährt sich ein konkretes Konzept immer wieder und spart dem Unternehmen eine Menge Zeit und Geld", bekräftigt auch Ulrich Plechschmidt, Regional Director Central Region bei Brocade. "Ein gut geplantes und implementiertes SAN ist für die nächste Erweiterung bestens gerüstet und verkürzt die Wachstumsphase."

Einsatzgebiete von FC-Switches

FC-Switches kommen zum Einsatz, wenn sich mehrere Server ein Storage-System teilen beziehungsweise mehrere Speicher einen Host ansteuern. Ein SAN konsolidiert den Storage-Fuhrpark und löst den Speicherdurchsatz aus dem unternehmenseigenen Netzwerk heraus. "Dies entlastet das LAN und sorgt gleichzeitig für höhere Datendurchsätze bei Abfragen von Server und Storage", erläutert Starline-Manager Widmaier. Die Einsatzgebiete für Switched-Fabric-SANs sind erfahrungsgemäß nicht branchenabhängig. "Typische Anwendungsfelder reichen von Servern mit Failover-Funktion bis hin zur komplexen Standortvernetzung für Backup- und Failover ganzer Rechenzentren", erklärt Topmedia-Manager Lenz.

"Der gesamte mittlere und Enterprise-Storage-Markt wird inzwischen von FC-SANs dominiert", behauptet Plechschmidt. "Die wichtigsten Anwendungen sind Server- und Storage-Konsolidierung, Backup-Lösungen sowie Lösungen zur Hochverfügbarkeit und Disaster-Toleranz." iSCSI sieht der Brocade-Manager nicht als Konkurrenz. iSCSI wird seiner Ansicht nach wegen Performance- und Zuverlässigkeits-Einschränkungen vor allem im Entry-Level-Segment Fuß fassen. Eine Konkurrenzsituation zwischen den beiden Technologien entstehe nur im untersten Bereich der FC-Switches, insbesondere bei der Anbindung von Servern der Low-Cost-Preisgruppe. Dieses Marktsegment werde jedoch eher von DAS und SCSI dominiert.

"Die Einführung von iSCSI wird besonders in kleineren Unternehmen Einzug halten, da hier die vorhandenen Infrastrukturen weiter genutzt werden können", erklärt Topmedia-Manager Lenz. "Die Hersteller von iSCSI-Devices versprechen hierfür auch eine entsprechende Preisgestaltung." Noch fehlt es iSCSI aber an einer breiten Akzeptanz. Eine entsprechende Produktreife in den Bereichen HBAs und Switches könnte dies allerdings relativ zügig ändern.

Ausblick: iSCSI erobert das Einstiegssegment

Trotz allen Geredes erhalten mit iSCSI auch kleine und mittlere Unternehmen Zugang zur heiligen SAN-Welt - selbst wenn Firmen wie Brocade die Technologie herunterspielen. Letztendlich fürchten die heutigen Marktführer im Bereich Fibre Channel aber nur um ihre Pfründe. "Speziell und spätestens mit Erscheinen von 10-Gbit/s-Ethernet ist iSCSI zumindest in Sachen Geschwindigkeit dem großen Bruder um einiges voraus", erklärt Topmedia-Manager Lenz.

Die meisten heute erhältlichen FC-Komponenten sind bereits für die künftigen 4/10-Gbit/s-Netzwerk-Infrastrukturen ausgelegt. "Die Hochbandbreiten-Technologie wird den kostspieligen Flaschenhalseffekt in den Datenzentren verhindern, für Ökonomie in Hinsicht auf Größenordnung sorgen und die Architektur und das Management von Datenzentren vereinfachen", umreißt TIM-Managerin Kudric die künftige Entwicklung.

"Es werden immer mehr Funktionen und Layer in die Switches integriert", erwartet Cristie-Manager Hirschberger. "Themen wie Virtualisierung, SAN/Resource-Management halten Einzug in die Switches und erleichtern Administratoren die Verwaltung." Durch die Weiterentwicklung von iSCSI soll auch die Kombination von FC und iSCSI in einem Gerät an Bedeutung gewinnen. (hal)

Dieser Artikel basiert auf einem Beitrag von speicherguide.de.