Storage Area Networks bürden bei all ihren Vorteilen den Geschäftsanwendungen auch eine verhältnismäßig starre Infrastruktur auf. Das führt zu Problemen, denn moderne Business-Applikationen verlangen von der ihnen zu Grunde liegenden Speicherinfrastruktur große Skalierbarkeit, Flexibilität und verteilte Funktionalitäten. Das bedeutet, dass die derzeit aktuellen SAN-Infrastrukturen die durch die Geschäftsanwendungen gestellten Anforderungen nur bedingt erfüllen. Hier schaffen neue Strategien wie modular aufgebaute SANs Abhilfe.
In heutigen IT-Umgebungen gestaltet es sich auf Grund der Trennung zwischen Anwendungen und Infrastruktur schwierig, neue und flexible Technologien wie Speichervirtualisierung und Information Lifecycle Management (ILM) zu implementieren. Diese Trennung wird durch monolithische SAN-Produkte, die versuchen, Zusatzdienste über eine einzige Plattform anzubieten, zementiert. Der Aufbau schnell reagierender, intelligenter und flexibler Speichernetze setzt folglich neue Strategien für das SAN-Design und neue Architekturen für SAN-Interconnect-Produkte voraus.
Kunden erhalten erst durch einen modularen Ansatz die Möglichkeit, die Integrität ihrer bestehenden SAN-Installationen zu erhalten und gleichzeitig weit entwickelte Speicherdienste - die die unterschiedlichen Anforderungen der Unternehmensanwendungen besser erfüllen - zu ihrer Infrastruktur hinzuzufügen, ohne dabei den laufenden Betrieb zu stören.
Herausforderung Datenhaltung
Das Verwalten von Informationen stellt eine wesentliche Komponente moderner Geschäftstätigkeiten dar. Die heute üblichen Datenmassen bringen dabei sowohl für große als auch für kleine Unternehmen kolossale Herausforderungen mit sich. Um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten, müssen die Unternehmen Millionen von Datensätzen analysieren, da sie nur auf diese Weise Faktoren wie Kundenwünsche, Kauftrends, zyklische Anforderungen und Marktabhängigkeiten herausfinden können. Das bedeutet, die IT-Verantwortlichen haben nicht nur die Aufgabe, große Datenmengen unterzubringen, sondern sie müssen sie auch auf ihren maximalen Wert hin untersuchen. Darüber hinaus setzen die seit neuestem durch Behörden gestellten Anforderungen an die Datenhaltung neue Standards für Datenspeicherung, Sicherheit und Verfügbarkeit. Es genügt für ein Unternehmen folglich nicht mehr, nur die aktuellen Transaktionen zu verwalten. Die Speicherung historischer Informationen gehört genauso zu den Aufgaben der IT-Abteilung.
Das Einführen neuer Technologien wie ILM und Content Management strukturierter sowie unstrukturierter Daten zwingt die zuständigen Mitarbeiter ebenfalls dazu, ihre Anwendungen besser mit der Infrastruktur abzugleichen als jemals zuvor. Die mit den Geschäftstransaktionen zusammenhängenden Daten sind nämlich oft dynamisch und verändern im Lauf der Zeit ihren Wert. Leider ist die Infrastruktur für Datenspeicherung und -transport heute in den meisten Umgebungen jedoch noch nicht dazu in der Lage, flexibel auf den wechselnden Geschäftswert der Daten zu reagieren.
Update: SANs müssen sich anpassen
SANs bieten im Normalfall eine Single Class of Service, die für die Lieferung der Daten und ihre Verfügbarkeit gilt. Große Unternehmen setzen monolithische Speicher-Arrays, große und hochverfügbare Directoren sowie teure Server-Plattformen mit Failover-Produkten und redundanter Verbindung zum SAN ein. In solchen Umgebungen erhalten alle Daten den bestmöglichen Service, egal, wie hoch ihr Geschäftswert liegt. Um Kosten einzusparen und sich an Geschäftsrealitäten mit wechselnden Datenwerten anzupassen, müssen die SANs in Zukunft genug Flexibilität bieten, um mehrere Serviceklassen zu unterstützen, die die Speicherkosten sowie die Anforderungen an Verfügbarkeit und Sicherheit berücksichtigen.
Fibre Channel SANs arbeiten auf Layer zwei des OSI-Schichtenmodells, dem so genannten Data Link Layer. Dort bieten diese Speichernetze grundlegende Storage-Services wie Fabric-Building, Fabric Logon, State Change Notification und hochperformantes Frame-Switching. Dank ihrer Ansiedelung auf Schicht zwei realisieren die Fibre Channel SANs einen sehr hohen Durchsatz und stellen auf diese Weise die Basis für Speicherdienste auf höheren Ebenen.
Neue Technologien bringen Flexibilität
In den letzten Jahren hat die Speicherindustrie einige neue Technologien eingeführt, die Datenspeicherungen und -übertragungen weiter verbessern sollen. "Storage over IP" sorgt beispielsweise für kostengünstige Datenreplikation und ermöglicht gleichzeitig den Einsatz von Remote-Anwendungen über sehr große Entfernungen hinweg. iSCSI realisiert im Gegensatz dazu einen erschwinglichen Anschluss von Second-Tier-Servern an bestehende Unternehmens-SANs und lässt den Aufbau preiswerter IP-SANs für kleine Unternehmen und Abteilungen zu. Fibre Channel over Ethernet verbindet beide Welten.
Neue SAN-Sicherheitslösungen helfen den Kunden darüber hinaus beim Verschlüsseln ihrer kritischen Speicherdaten. SAN-Routing sorgt dafür, dass sich die Speichernetze segmentieren lassen und verhindert so den Aufbau großer Netzwerkinfrastrukturen, die anfällig auf Fabric-Rekonfigurationen und Broadcast Storms reagieren. Abgesehen davon vereinfachen diverse Technologien zur Speichervirtualisierung die Storage-Administration durch das Zusammenfassen von Speicherkomponenten und stellen in heterogenen Umgebungen Daten-Snaphots und Replikationsfunktionen zur Verfügung. Außerdem bringen neue Produkte zum Content- und Lifecycle-Management die Anforderungen an den Umgang mit Informationen und die SAN-Infrastrukturen in Einklang. Damit helfen sie beim Einsparen von Kosten und verbessern die Datenbereitstellung. All diese Funktionen machen SANs für die Anforderungen moderner Umgebungen "fit".
Technische Hintergründe
Die eben erwähnten fortgeschrittenen Speicherdienste arbeiten zwischen dem SAN-Transport-Layer und den Geschäftsanwendungen, die auf den höheren Ebenen des OSI-Schichtenmodells laufen. Durch das Einfügen einer großen Auswahl von Speicherdiensten zwischen den genannten Schichten lassen sich größere Flexibilität, schnellere Antwortzeiten und eine effizientere sowie kostengünstigere Verwaltung der Speicherdaten realisieren. Das bedeutet, ganz unten laufen die oben bereits erwähnten Transport-Services der Ebene zwei und das SAN-Routing. Darüber sorgen die fortgeschrittenen Speicherdienste wie Storage Pooling, Snapshots, Replikationen und ILM für die bestmögliche Leistung, auf die dann wiederum die auf der höchsten Ebene befindlichen Anwendungen (zum Beispiel Oracle oder Exchange) zurückgreifen.
Gemeinsam heben die genannten zusätzlichen Speicherdienste SANs auf eine neue Leistungsebene. Die Speichernetze, die bis vor kurzem auf Rechenzentren beschränkt waren und deren Einsatz auf Grund der hohen Kosten nur für die geschäftskritischsten Anwendungen denkbar war, skalieren damit problemlos und bieten im Bestfall allen Unternehmen ein breites Portfolio hoch entwickelter Zusatzdienste. Inwiefern die neuen Services sich aber wirklich in das SAN-Design einbeziehen lassen, hängt davon ab, ob die Zusatztechnologien die Arbeit bestehender SAN-Umgebungen beeinträchtigen oder ob sie ihre Leistungsfähigkeit auf kostengünstige Art und Weise erweitern.
Monolithisch oder modular
Obwohl weit entwickelte Dienste wie ILM, Speichervirtualisierung und Ähnliches unverzüglich Geschäftsvorteile bringen, stellt ihre Implementierung doch in den meisten Umgebungen ein großes Risiko dar. Die technischen Herausforderungen beim Bereitstellen von Speicherdiensten auf höheren Ebenen kommen dadurch zustande, dass die zuständigen Mitarbeiter gezwungen sind, einige Schichten mit erweiterter Funktionalität "einzuziehen", ohne dabei die Stabilität der bestehenden SAN-Infrastruktur zu beeinträchtigen. Gleichzeitig müssen sie außerdem die Verwaltung der neuen Dienste in die bestehenden SAN-Administrationswerkzeuge integrieren, denn nur dieser Schritt stellt sicher, dass der Nutzen der Services nicht durch einen komplexeren Betriebsvorgang wieder verloren geht. Wenige Unternehmen sind bereit, die Integrität ihrer Daten zu riskieren, nur um in den Genuss einer neuen Technologie zu kommen, und niemand möchte eine Lösung aufsetzen, die das Leben komplexer macht.
Inzwischen haben sich zwei verschiedene SAN-Architekturen entwickelt, die das Problem der Einbindung weit entwickelter Services in Speichernetze angehen. Der monolithische Ansatz versucht alle Dienste, einschließlich des traditionellen SAN-Switchings, in eine einzige, große Plattform einzubinden, die dann die Basis für ein neues SAN darstellt. Diese Architektur kombiniert also die Layer-zwei-Transportschicht mit den höher wertigen Diensten und integriert alles in eine einzige Hardware-Plattform. Der modulare Ansatz betrachtet im Gegensatz dazu die Advanced Services als eigenständige Komponenten, die sich zu einem bestehenden Layer-2-SAN hinzufügen lassen. Die Auswahl eines monolithischen oder modularen Designs hat folglich große Auswirkungen darauf, wie sich das Speichernetz im Lauf der Zeit an die durch wechselnde Geschäftsanforderungen ausgelösten Änderungen anpassen kann.
Monolithische SANs
Monolithische SANs bieten - wie bereits angesprochen - sämtliche Speicherdienste in einem einzelnen Gerät an. Ein monolithischer SAN-Director umfasst beispielsweise Port-Blades, die traditionelle Switching-Operationen durchführen, und unterstützt gleichzeitig erweiterte Dienste wie Speichervirtualisierung auf spezialisierten Blades, die die Administratoren in das gleiche Chassis einsetzen können. Auf den ersten Blick scheint es sich dabei um einen sinnvollen Ansatz zu handeln, der die Verwaltung traditioneller und neuer SAN-Dienste vereinheitlicht. Neue Services lassen sich auf diesem Weg in Form von Blades einfach in bestehende Plattformen integrieren.
Monolithische Systeme leiden aber unter großen Schwierigkeiten mit der Verteilung, Skalierbarkeit und Verwaltung im laufenden Betrieb. SAN-Directoren haben nämlich vor allem die Aufgabe, hohe Leistung zu bringen und gleichzeitig die Hochverfügbarkeit der Daten sicherzustellen. Neue Hardware-Komponenten in Form von Blades stellen hier eine potenzielle Gefahr dar, weil sie die Stabilität des Gesamtsystems beeinträchtigen können. So erhöhen sie durch ihren zusätzlichen Strombedarf unter anderem die Temperatur des Gesamtsystems und machen zusätzliche Kühlvorrichtungen unverzichtbar. Aber auch der Microcode, der auf den Directoren läuft, wird mit jedem hinzugefügten Dienst komplexer und damit anfälliger gegen Störungen. Da monolithische Architekturen außerdem voraussetzen, dass die Unternehmen bestehende SAN-Architekturen durch neue ersetzen, ist ihre Implementierung zwangsläufig mit einem vorübergehenden Ausfall der Speicherinfrastruktur verbunden, und bestehende Investitionen in Storage Devices gehen zu großen Teilen verloren.
Modulare SANs
Modulare SANs unterscheiden im Gegensatz dazu zwischen der traditionellen Layer-zwei-SAN-Funktionalität und den Zusatzdiensten. Dieser Ansatz verbessert die Flexibilität, da sich mit seiner Hilfe die Komponenten auf verschiedenen Schichten problemlos auswechseln lassen, ohne dass die IT-Verantwortlichen dazu die ganze SAN-Infrastruktur austauschen müssen. Konkret iuldedeutet das, dass die zusätzlichen Services als separate Building-Blocks geliefert werden. Das Hinzufügen eines neuen Dienstes wie Speichervirtualisierung lässt sich folglich realisieren, ohne den laufenden SAN-Betrieb zu unterbrechen oder Directoren auszutauschen. Da modulare SANs die Kundeninvestitionen in bestehende SAN-Infrastrukturen schützen, bleiben zudem die Kosten für die Erweiterung der SAN-Funktionalität überschaubar. Es genügt, immer nur die Building Blocks neu anzuschaffen, deren Services das jeweilige Unternehmen gerade benötigt. Gleichzeitig haben die Administratoren auch die Möglichkeit, ihre existierende Layer-zwei-Transportschicht zu aktualisieren und zu erweitern, ohne dass die Advanced Services darunter leiden.
Kunden erhalten folglich die Flexibilität, ihre Speicherumgebungen optimal an die Bedürfnisse ihrer Anwendungen anzupassen und so beispielsweise in einem Bereich einen neuen Director zu integrieren, um so die Verfügbarkeit zu verbessern, und gleichzeitig in einem anderen Bereich eine Virtualisierungslösung zu integrieren. Darüber hinaus tasten modulare SANs die Director-Hardware nicht an und stellen auf diese Weise deren Stabilität sicher. Da sich die Verwaltungsoptionen aller Dienste problemlos in ein Administrationswerkzeug einbinden lassen, treten auch keine Schwierigkeiten beim SAN-Management auf. Administratoren können sich folglich auf die Funktionalitäten konzentrieren und müssen sich nicht ständig mit spezifischen Hardware-Konfigurationen auseinander setzen.
Fazit
Die nächste SAN-Entwicklungsstufe bringt den Anwendern Speicherdienste auf höherer Ebene und sorgt so dafür, dass Unternehmen die grundlegenden Vorteile, die Speichernetze bieten, auf umfassende Art und Weise nutzen können. Services auf Fabric-Basis, wie etwa die Speichervirtualisierung, lassen sich sowohl in Form eines monolithischen Ansatzes als auch über einen modularen Building Block implementieren.
Monolithische Lösungen bringen allerdings diverse Anfälligkeiten mit sich. Dazu gehören eine geringere Skalierbarkeit im Vergleich zu modular konzipierten SANs und die potenzielle Gefahr der Beeinträchtigung der Stabilität von SAN-Directoren. Modulare SAN-Architekturen müssen nicht unter solchen Einschränkungen leiden und können darüber hinaus noch einige Vorteile für sich ins Feld führen. Vor allem die Tatsache, dass die weitere Nutzung bestehender SAN-Komponenten in modularen SANs problemlos möglich ist, wird viele Unternehmen dazu bewegen, sich für den Einsatz der modularen Komponenten zu entscheiden. (cvi/mje)