Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Arbeit mit dem Thema

„Konzeptionelle Überlegungen zu Information Lifecycle Management“

selbstständig und ohne Benutzung anderer als der angegebenen Quellen und Hilfsmittel angefertigt habe.

Alle Stellen, die wörtlich oder sinngemäß aus veröffentlichten und nicht veröffentlichten Schriften entnommen wurden sind als solche kenntlich gemacht.

Die Arbeit ist in gleicher oder ähnlicher Form oder auszugsweise im Rahmen einer anderen Prüfung noch nicht vorgelegt worden.

Efringen-Kirchen, den 20.08.2004

Der Textteil der vorliegenden Arbeit - beginnend mit der Einleitung bis ausschließlich

Quellenverzeichnis - umfasst 12 716 Wörter.

Kurzfassung

In den letzten Jahren mussten sich IT-Verantwortliche immer weniger über mangelnde Rechenleistung ihrer Infrastruktur Gedanken machen - jedoch immer mehr über einen Mangel an Speicherplatz. Dies wird hervorgerufen durch ein immenses Datenwachstum, welches sich zum einen aus immer neuen betriebswirtschaftlich notwendigen Applikationen (z.B. CRM, Data Warehouse) ergibt, und welches durch neue gesetzliche Bestimmungen zur Datenhaltung und Datenarchivierung zusätzlich noch verstärkt wird. Auch durch den zunehmenden Kostendruck sind deshalb neue Lösungen gefragt, die die Speicherhersteller in Form von ILM liefern.

Dieses erinnert stark an das traditionelle Hierarchical Storage Management (HSM), bei dem Informationen über die Zugriffshäufigkeiten und das Alter von Daten gesammelt werden und diese dann gemäß diesen Informationen, und damit gemäß ihrer Wichtigkeit, auf hochverfügbarem oder aber auf billigerem Speicher abgelegt werden. Das Neue an ILM ist jedoch, dass sich dies nicht auf einen Großrechner beschränkt, sondern dass dieses Konzept auf die komplette Speicher-Infrastruktur, im Idealfall in einem SAN, angewandt wird. Außerdem spielen bei der Klassifikation der Daten noch weitere Aspekte eine Rolle, z.B. die Unterstützung von Geschäftsprozessen.

Das Thema ILM ist noch so jung, dass noch längst nicht alle Teilaspekte dieser großen ILM-Vision technisch realisiert und verfügbar sind. Diese Arbeit gibt einen Überblick über ILM, sowohl was die bereits eingesetzten Aspekte betrifft, als auch jene Aspekte, die sich noch in der Entwicklung befinden. Des Weiteren wird ein Teilaspekt im Rahmen einer betrieblichen Problemstellung genauer betrachtet. Bei der Hoffmann-La Roche AG gibt es einen Einsparungsbedarf im Bereich Windows-Fileservices. Hierzu wurde die Software „File Lifecycle Manager“ von Nuview hinsichtlich Technik und Kosten/Nutzen evaluiert.

In dieser Arbeit wird gezeigt, dass ILM einen interessanten Ansatz darstellt, der die Speicherwelt zwar nicht revolutioniert, der jedoch für jeden IT-Verantwortlichen mindestens eine Überlegung wert ist.

Inhaltsverzeichnis

Ehrenw  örtliche Erklärung.  2

Kurzfassung.   3

Abk  ürzungsverzeichnis  7

Abbildungsverzeichnis   9

Tabellenverzeichnis.   10

Anlagenverzeichnis.   11

1  Einleitung  12

1.1  Motivation  12

1.2  Problemstellung und -abgrenzung  13

1.3  Ziel der Arbeit  13

1.4  Vorgehen  14

2  Grundlagen.  15

2.1  Der Produktlebenszyklus  15

2.1.1  Vorbemerkung  15

2.1.2  Die vier Phasen des Produktlebenszyklus.  15

2.1.3  Einflussfaktoren  18

2.1.4  Product Lifecycle Management (PLM)  20

2.1.5  Kritik am Produktlebenszyklus-Konzept.  20

2.2  Technische Grundlagen.  21

2.2.1  Speichermedien  21

2.2.2  Speichertechnologien  22

2.2.2.1  Direct Attached Storage (DAS)  22

2.2.2.2  Network Attached Storage (NAS)  23

2.2.2.3  Storage Area Network (SAN)  24

2.2.3  Arten von Daten  25

3  Problemanalyse  26

3.1  Datenwachstum.  26

3.2  Administration  26

3.3  Gesetzliche Regelungen  27

3.4  Kosten  27

3.5  Upgrade-Strategien  28

3.6  Zusammenfassung.  28

4  Information Lifecycle Management  29

4.1  Überblick: Der Lebenszyklus von Informationen  29

4.2  Das IL-MKonzept  29

4.2.1  Systems Managed Storage.  29

4.2.2  Das Neue an ILM  29

4.2.2.1  Lebenszyklen  29

4.2.2.2  Bezug zu Geschäftsprozessen  30

4.2.2.3  Speichernetzwerke.  31

Konzeptionelle  Überlegungen zu Information Lifecycle Management  4

4.2.3  Klassifikation der Daten  31

4.2.4  Storage-Management  31

4.2.5  Begriffe.  32

4.2.6  Kann man ILM kaufen?  32

4.3  Notwendige Schritte für ILM.  33

4.3.1  Notwendige Infrastruktur.  33

4.3.2  Der Weg zu unternehmensweitem ILM.  33

4.4  Strategie zur Einführung von ILM  34

4.5  Bereits verfügbare Lösungen.  35

4.6  Noch zu lösende Probleme  36

4.7  Zusammenfassung.  36

5  Vorbereitung der Evaluation  37

5.1  Vorbemerkung  37

5.2  Projektplan.  37

5.3  Analyse der Umgebung und Bedarfsermittlung.  38

5.3.1  NAS-Cluster  38

5.3.2  Redundanz und Ausfallsicherheit  39

5.3.3  Platzaufteilung  40

5.3.4  Distributed File System (DFS)  41

5.3.5  Backup und Snapshots  41

5.3.6  Bedarfsermittlung.  43

5.4  Auswahl geeigneter Lösungen  43

5.4.1  Marktüberblick  43

5.4.2  Fazit  45

5.5  Implementierung  45

6  Evaluation File Lifecycle Management  46

6.1  Überblick über die Vorgehensweise  46

6.2  Funktionsweise  46

6.3  Übersicht über die Konfigurationsparameter  49

6.3.1  Allgemeine Einstellungen  49

6.3.2  Active-Storage-Konfiguration  49

6.3.3  Regeln und Policies  49

6.4  Erarbeiten einer „optimalen“ Konfiguration  50

6.4.1  Vorbemerkung  50

6.4.2  Anzahl der Speicher-Ebenen  50

6.4.3  Klassifikation der Dateien  51

6.4.3.1  Nach betrieblicher Relevanz  51

6.4.3.2  Nach Alter.  51

6.4.3.3  Beispiel einer Analyse  53

6.4.3.4  Zusammenfassung.  54

6.5  Auswirkungen auf die Datensicherheit  54

6.6  Auswirkungen auf die Kosten  55

6.6.1  Vorbemerkung  55

6.6.2  Migration von 50 der Daten  55

6.6.3  Migration von 70 der Daten  57

6.6.4  Business Continuity  58

6.6.5  Zusammenfassung  58

Konzeptionelle  Überlegungen zu Information Lifecycle Management  5

6.7  Ergebnis und Fazit  59

7  Zusammenfassung und Ausblick  60

Quellenverzeichnis.   62

Stichwortverzeichnis.   66

Anhang 68   

Konzeptionelle  Überlegungen zu Information Lifecycle Management  6

Abkürzungsverzeichnis

API Advanced Programming Interface

CAD Computer Aided Design

CIFS Common Internet File System

CRM Customer Relationship Management

DAS Direct Attached Storage

DFS Distributed File System

DLM Data Lifecycle Management

ERP Enterprise Resource Planning

FLM File Lifecycle Management

GDPdU Grundsätze zum Datenzugriff und zur Prüfbarkeit digitaler Unterlagen

HSM Hierarchical Storage Management

IDE Integrated Drive Electronics

IDM Intelligent Data Management

ILM Information Lifecycle Management

ILMI Information Lifecycle Management Initiative

IP Internet Protocol

iSCSI Internet SCSI

MAC Media Access Control

NAS Network Attached Storage

NFS Network File System

RAID Redundant Array of Independent (Inexpensive) Disks

RAM Random Access Memory

ROI Return on Investment

SAN Storage Area Network

SCSI Small Computer System Interface

SMS Systems Managed Storage

SNIA Storage Network Industry Association

SRM Storage Resource Management

UNC Universal Naming Convention

XML eXtensible Markup Language

Abbildungsverzeichnis   

Abb.  1: Produktlebenszyklus  

Abb.  2: Technologiezyklen innerhalb eines Nachfragezyklus  

Abb.  3: Speicherhierarchie.  

Abb.  4: Direct Attached Storage (DAS)  

Abb.  5: Network Attached Storage (NAS)  

Abb.  6: Storage Area Network (SAN)  

Abb.  7: Der Lebenszyklus von Daten  

Abb.  8: Speicherklassen im Lebenszyklus.  

Abb.  9: Storage-Management im Informations-Lebenszyklus  

Abb.  10: Networked Tiered Storage.  

Abb.  11: Anwendungsspezifisches ILM  

Abb.  12: Unternehmensweites ILM.  

Abb.  13: Projektplan  

Abb.  14: NAS-Cluster Architektur  

Abb.  15: Volume-Aufteilung eines Cluster-Knotens.  

Abb.  16: Snapshot  

Abb.  17: Änderung nach Snapshot.  

Abb.  18: FL-MArchitektur.  

Abb.  19: Ablauf FL-MProzess  

Abb.  20: Alter der Dateien.  

Abb.  21: Übersicht Struktur der Dateien  

Abb.  22: Entwicklung des Platzbedarfs (FLM 50 )  

Abb.  23: Entwicklung des Platzbedarfs (FLM 70 )  

Konzeptionelle  Überlegungen zu Information Lifecycle Management  

Tabellenverzeichnis

Seite

Tab. 1: Phasen des Produktlebenszyklus ..................................................................... 18

Tab. 2: Time since written > 20 d .................................................................................. 52

Tab. 3: Time since read > 20 d ..................................................................................... 52

Tab. 4: Entwicklung des Platzbedarfs (FLM 50 %) ....................................................... 56

Tab. 5: Entwicklung des Platzbedarfs (FLM 70%) ........................................................ 57

Tab. 6: Übersicht Kosten............................................................................................... 58

Anlagenverzeichnis

Seite

Anlage 1: Daten - Informationen ................................................................................. 69

Anlage 2: Topologie NAS-Cluster................................................................................. 70

Anlage 3: Installation Nuview FLM............................................................................... 72

Anlage 4: Screenshots Nuview FLM ............................................................................ 73

Anlage 5: Wachstum des Speicherbedarfs .................................................................. 75

Anlage 6: Preisentwicklung von Festplatten ................................................................ 76

1 Einleitung

1.1 Motivation

„640 Kilobyte ought to be enough for anybody.“ Bill Gates, 1981.

Bei diesem Zitat ging es zwar um Arbeits- und nicht um Massenspeicher, dennoch zeigt es sehr deutlich, wie sich in 20 Jahren nicht nur die Technologie selbst geändert hat, sondern auch die Ansprüche, die wir an sie stellen. So können wir heute in der Zeit der Terabytes über ein solches Zitat nur noch lachen. Laut einer Studie ¹ der University of California in Berkeley sind allein im Jahr 2002 ca. 5 Exabyte ² an neuen Daten generiert worden. Dies entspricht bei 6,3 Milliarden Menschen auf der Erde ca. 800 Megabyte pro Person. Wohlgemerkt, dies sind nur die neu entstandenen Daten.

Dieses Datenwachstum findet insbesondere auch innerhalb der Unternehmen statt. Im Zeitalter des E-Business haben sich zahlreiche neue Applikationen entwickelt. Neben ERP-Systemen gibt es heute zunehmend auch Data-Warehouse-Systeme, Customer Relationship Management oder Supply Chain Management, um nur die wichtigsten zu nennen. Diese Applikationen zeichnen sich nicht nur durch ihre Lebensnotwendigkeit für die Unternehmen aus, sondern in ihrer Bedeutung für diese Arbeit insbesondere auch dadurch, dass sie einen enormen Bedarf an Speicherressourcen haben, der zudem auch immer weiter ansteigt. Die IT-Abteilung eines durchschnittlichen Unternehmens hat pro Jahr einen Bedarf an neuem Speicher von 50-70 % des bestehenden Speichervolumens ³ . Alte Daten können nicht einfach gelöscht werden, da es mittlerweile zahlreiche gesetzliche Bestimmungen gibt, zu deren Erfüllung umfangreiche Archive angelegt werden müssen und Daten jederzeit verfügbar sein müssen.

Bei fortdauerndem Speicherwachstum gilt es jedoch auch zu bedenken, dass die mit der Zeit gewachsene Landschaft an Speichersystemen in einem Unternehmen zunehmend komplexer wird. Die Systeme müssen auch wartbar und verwaltbar bleiben, und man benötigt insbesondere auch Administratoren, die den Überblick über die zunehmende Komplexität bewahren können, was jedoch ab einem bestimmten Maß kaum noch möglich ist.

Dem gegenüber steht der wachsende Kostendruck auf den IT-Abteilungen. Nach dem E-Business-Hype Ende der 90er-Jahre, fragte man sich in den letzten Jahren in wirtschaftlich

¹ vgl. [Berk03]

² 1 Exabyte entspricht 1000 Petabyte bzw. 1 Million Terabyte

³ vgl. [Hori03]

schwierigeren Zeiten als Erstes, wo IT-Kosten eingespart werden könnten. Dies passt allerdings nicht zu der oben geschilderten Problematik. Wenn immer größere Anforderungen in immer kleinere Budgets gezwängt werden, bekommt man früher oder später ein Problem. Daraus lässt sich leicht erkennen, dass hier viel Raum für neue Ideen und Konzepte ist, mit denen man allen Anforderungen und Rahmenbedingungen gerecht werden kann. Die Speicher-Hersteller haben reagiert und hier ein neues Schlagwort generiert, welches momentan in aller Munde ist: Information Lifecycle Management (ILM). Auch wenn man natürlich stets bedenken muss, dass auch Firmen wie EMC ⁴ oder HP ⁵ letztlich nur ihre Produkte verkaufen wollen, so scheint hinter ILM doch mehr zu stecken, als nur eine Marketing-Kreation. Es mag zwar keine Revolution der Storage-Technologie bedeuten, dennoch sollte in jedem größeren Unternehmen ein Blick darauf geworfen werden.

1.2 Problemstellung und -abgrenzung

Das in dieser Arbeit behandelte Problem ergibt sich aus dem fortdauernden, stetigen Informationswachstum, das zunehmend mehr Speicher notwendig macht, bei gleichzeitig zunehmendem Kostendruck auf die Informatik. Selbst wenn man genug Geld hätte, um unbegrenzt Speicher kaufen zu können, hätte man das Problem, dass der Aufwand für die Verwaltung dieses Speichers ebenfalls sprunghaft ansteigt. Es ist mit den zur Verfügung stehenden Mitteln also mittelfristig kaum noch möglich, genügend Speicherplatz zur Verfügung zu stellen. Aus diesem Grund sind die Speicher-Hersteller auf ILM gekommen, welches all diese Probleme lösen soll. Um dies möglich zu machen, sind allerdings einige Voraussetzungen nötig, ohne die ILM nicht funktionieren kann.

Neben diesem allgemeinen Teil soll auch eine konkrete betriebliche Problemstellung behandelt werden: Bei der Hoffmann-La Roche AG soll ILM zunächst im Bereich Fileservices evaluiert und gegebenenfalls auch eingeführt werden.

Genau wie ILM versucht jedoch auch diese Arbeit nicht, die Ursachen der Probleme, also in erster Linie das immense Informationswachstum, zu lösen, dies wird als gegeben und nicht beeinflussbar hingenommen. Es soll vielmehr ein Ansatzpunkt gefunden werden, um mit den Auswirkungen besser umgehen zu können. Diese Arbeit kann auch kein detaillierter, umfassender Leitfaden zur Einführung von ILM sein, jeden Teilaspekt genau zu betrachten würde den vorgegebenen Rahmen bei weitem sprengen.

1.3 Ziel der Arbeit

Ziel dieser Arbeit ist es, einen Überblick über das Konzept „Information Lifecycle Management“ und die dahinter stehende Philosophie zu geben, sowie Teilaspekte zu beleuchten, die durch ILM berührt werden. Daneben soll jedoch auch ein Teilaspekt, „File Lifecycle Management“ (FLM) am Beispiel der Hoffmann-La Roche AG, genauer betrachtet werden. Dies dient insbesondere dazu, zu prüfen, ob ILM, angesichts dessen was es derzeit leisten kann, bereits genug gereift ist, um einen konkreten Nutzen bieten zu können.

⁴ www.emc.com

⁵ www.hp.com

1.4 Vorgehen

Zunächst soll im folgenden Kapitel dargestellt werden, woher das Konzept eines „Lifecycles“ eigentlich stammt, bzw. wo dies überall bereits Anwendung findet. Dies ist notwendig, um die Übertragung des Konzeptes auf Informationen verstehen zu können. Außerdem sollen an dieser Stelle auch die bestehenden technischen Grundlagen zur Speicherung von Informationen erläutert werden.

Im darauf folgenden Kapitel soll dann eine umfassende Problemanalyse vorgenommen werden und die einzelnen Problemkreise bei der Speicherung von Informationen dargestellt werden, um dann anschließend auf das Konzept, welches hinter „Information Lifecycle Management“ steckt, als mögliche Lösung zu kommen.

Im Anschluss daran soll konkreter auf die betriebliche Problemstellung eingegangen werden. Hier steht der Bedarf an einer reinen File-Lifecycle-Management-Lösung im Vordergrund. Eine solche soll sowohl technisch als auch hinsichtlich des Kosten- und Nutzen-Aspektes evaluiert werden.

2 Grundlagen

2.1 Der Produktlebenszyklus

2.1.1 Vorbemerkung

Lebenszyklen kennt man ursprünglich aus der Biologie. Jede Pflanze, aber auch jedes Tier sowie der Mensch durchlebt einen Lebenszyklus, in vereinfachter Form charakterisiert durch eine Wachstumsphase, eine Reifephase (Adultphase) und schließlich eine Phase des Rückgangs. Doch nicht erst in der Informationstechnologie, sondern vor allem in der Betriebswirtschaftslehre macht man sich dieses Konzept schon seit längerer Zeit zunutze, in dem man beispielsweise auch Produkten oder Märkten einen Lebenszyklus zuspricht. An Hand spezieller Eigenschaften der verschiedenen Phasen leitet man darauf abgestimmte Strategien und Handlungskonsequenzen ab. Sucht man im Internet nach „Lifecycle Management“, so stellt man schnell fest, dass es offensichtlich sogar „in“ ist, allem und jedem einen Lebenszyklus zu verpassen. So findet man Dinge wie Customer Lifecycle Management, Service Lifecycle Management, Asset Lifecycle Management, Quote & Order Lifecycle Management oder gar Portal Lifecycle Management. Dies mögen teilweise bloße Marketing-Sprach-Spielereien sein, bei denen sich „Lifecycle“ in erster Linie gut anhören soll. Die bewährten Ansätze sollen im Folgenden aber genauer unter die Lupe genommen werden.

2.1.2 Die vier Phasen des Produktlebenszyklus

Allgemein wird der Lebenszyklus eines Produktes in vier Phasen unterteilt. Die Unterscheidung der Phasen erfolgt dabei im Wesentlichen an Hand der durch das Produkt generierten Umsätze. Die einzelnen Phasen sind dabei folgendermaßen charakterisiert ⁶ :

⁶ vgl. [Netm04]