Von: Harald Hammerl
Ausfälle von Festplatten sind besonders kritisch, da auf einer defekten Platte meist alle Daten verloren gehen. Es ist daher ein Muss, Daten mit einem Raid-System (Redundant Array of Independent/Inexpensive Discs) abzusichern, um sie dadurch ausfallsicher zu machen. In Umgebungen, wo es bereits Unsummen kosten kann, wenn nur der Zugriff auf die gespeicherten Informationen gestört ist, muss ein Totalverlust so weit als möglich ausgeschlossen werden.
Verschiedene Systeme und Anschlusstechnologien erlauben inzwischen, beinahe allen Anforderungen an Geschwindigkeit, Verfügbarkeit und Speichervolumen gerecht zu werden. Schnelle Festplatten, entsprechende Datenbusse mit Übertragungsraten im mehrstelligen Megabyte-Bereich und redundante Hardware gehören zu den Optionen, die ein Admi-nistrator hierfür nutzen kann. Die genaue Umsetzung und höchste Perfor-mancewerte sind letztlich meist eine Frage des Budgets.
Daten sicher speichern
Die klassische Speicherlösung, bei der ein oder mehrere Speichersysteme direkt an einen Server angeschlossen werden, ist Direct At-tached Storage (DAS). DAS-Lösungen zeichnen sich durch vergleichsweise niedrige Kosten und eine einfache Handhabung aus. So lange die Speicheranforderungen nicht die Leistungsfähigkeit und die Übertragungskapazität des Servers überschreiten, bietet dieses System einen schnellen und effektiven Zugriff auf die Daten. DAS erweitert problemlos die Kapazitäten von vorhandenen Servern durch zusätzlichen Plattenspeicherplatz und bietet sich damit als Investitionsschutz für bestehende Serverumgebungen an.
NAS-Systeme (Network Attached Storage) eignen sich ebenfalls sehr gut zum schnellen Ausbau von Speicherkapazitäten, insbesondere in heterogenen Netzwerken. Die Hardware und die kompakten Betriebssysteme sind optimiert für die Datenverwaltung und den Datentransport über das Netzwerk. Ohne eigene Konsole oder Tastatur lassen sich NAS-Systeme über einen Web-Browser von jedem Rechner im Netzwerk aus administrieren. Deshalb liegen die Kosten für Management, Wartung und Erweiterung in diesem Fall unter denen herkömmlicher File-Server.
Abgesehen vom Einstiegssegment sind die meisten NAS-Systeme auf Hochverfügbarkeit ausgerichtet und ermöglichen das Auswechseln von Festplatten, Stromversorgungen oder Lüftern bei laufendem Betrieb. Einstiegs-NAS-Server sind eine gute Storage-Lösung für Abteilungen und kleinere Unternehmen, die schnell und einfach auf zusätzlichen Speicherbedarf reagieren müssen. Mit umfangreicheren Midrange- und Highend-NAS-Systemen können Unternehmen gleichzeitig ihre File-Server konsolidieren.
Storage Area Network (SAN) hingegen benutzt ein eigenes Netzwerk, um Daten zu speichern. Diese Technologie wird meist eingesetzt, um große Datenmengen zwischen den Speichersystemen und den am Fibre-Channel-Netz angeschlossenen Servern zu transportieren. Anders als bei NAS wird damit selbst bei großvolumigem Datenverkehr das normale Netzwerk nicht durch die Übertragung belastet. Zudem bieten SANs aufgrund der verwendeten FC-Technik hohe Übertragungsraten. Ein weiterer, nicht unerheblicher Vorteil dieser Systeme ist die virtuelle Verwaltung der gesamten Speicherressourcen, was die nachträgliche Einbindung von Disk-Arrays erleichtert.
IDE, SCSI und Fibre Channel
Das Small Computer System Interface (SCSI) ist nach wie vor das System, das bei Raid-Festplattensystemen am häufigsten zum Einsatz kommt. Während im Vergleich zu IDE-Systemen (Integrated Drive Electronics) die einfachere Handhabung und die größere Anzahl möglicher Platten an einem Controller zu den Vorteilen gehören, sind die höheren Anschaffungskosten ein Nachteil. Da die Unterschiede in den Übertragungsgeschwindigkeiten jedoch immer geringer geworden sind, bauen inzwischen zahlreiche Hersteller IDE-Platten in ihre Raid-Systeme ein. Üblicherweise kann ein IDE-Controller vier Laufwerke ansprechen, eine SCSI-Schnittstelle verwaltet bis zu 15 Geräte. Spezielle Controller in Raid-Systemen können jedoch in beiden Fällen eine weit höhere Zahl an Festplatten einbinden, wodurch Speichervolumen im Terabyte-Bereich für Disk-Arrays kein Problem mehr sind. Nach außen hin werden sowohl SCSI- als auch IDE-Racks über einen SCSI-Adapter an den Server angeschlossen. Verschiedene Hersteller bieten inzwischen Speicherlösungen an, die so die Vorteile beider Systeme vereinen: die Flexibilität von SCSI und die geringeren Kosten der IDE-Festplatten.
Spielt die maximale Länge der Datenkabel im Speicher-Rack selbst nur eine untergeordnete Rolle, kann diese beim Anschluss des Raids an den Server eine Hürde darstellen. Oftmals sind die im SCSI-Standard maximal zugelassenen zwölf Meter nicht genug, um den geeigneten Standort im Serverraum nutzen zu können. Das in SCSI-3 definierte Fibre-Channel-Protokoll ist eine Alternative, die sich im Highend-Bereich immer mehr durchsetzt.
Bei beiden Systemen steht die nächste Generation mit höheren Geschwindigkeiten kurz vor der Markteinführung: 320 SCSI und 2 GBit/s im Fibre Channel verdoppeln die Bestwerte. Zwar sind die derzeitigen Übertragungsraten mit 100 MByte/s im Fibre Channel vergleichbar mit SCSI (theoretisch 160 MByte/s), dennoch überwiegen die Vorteile durch die maximalen Kabellängen. Mit Kupferkabeln erlaubt Fibre Channel eine Entfernung von 30 Metern, mit Multimode-Glasfasern bereits 500 Meter beziehungsweise bis zu 10 Kilometer mit einer Singlemode-Glasfaser.
Zudem kann eine FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop) bis zu 126 Geräte direkt ansprechen, was den Verwaltungsaufwand gegen-über SCSI reduziert, insbesondere bei Raid-Systemen mit sehr vielen Festplatten.
Statt der festen Zuordnung von Speichersystem und Server über eine SCSI-Schnittstelle verbindet ein SAN die Server und Speichersubsysteme über Fibre Channel miteinander. Dadurch können mehrere Server auf dasselbe Speichersystem zugreifen, ein Server kann aber auch mehrere Speichereinheiten ansprechen.
Mit modernen FC-Raid-Systemen ist nicht nur das Einbinden neuer Sto-rage-Ressourcen wesentlich einfacher. Konstruktionsbedingt ist die Ausfallsicherheit von FC-Systemen höher, da bereits die Festplatten mit zwei Schnittstellen ausgestattet sind. Fällt ein Loop aus, ist die Platte noch immer über den zweiten Kanal ansprechbar, ohne dass die Anwender etwas davon bemerken. Der "Single Point of Failure", wie ihn die SCSI-Schnittstelle darstellt, entfällt damit.
Fazit
Raid-Systeme sind unabdingbar, um unternehmenskritische Daten zu schützen. Je nach Budget und erforderlicher Redundanz bieten sich verschiedene Systeme an.
Während SCSI derzeit noch die vorherrschende Technik ist, mit der Festplatten und Speicher-Arrays integriert und an Server angebunden werden, zeichnet sich eine Trendwende ab. Im Lowend- und ambitionierten Hobbybereich kommen vermehrt Software-Raids und IDE-Lösungen zum Einsatz.
Im Midrange- und Highend-Segment ist jedoch klar zu erkennen, dass sich die Fibre-Channel-Technologie immer mehr durchsetzt. Einfachere Handhabung und Konfiguration, größere Verbindungsstrecken und die höhere Ausfallsicherheit sind die wichtigsten Argumente für diese Technik.