Hausarbeit  - Storage Area Network - Kay Preissler A  

Inhaltsverzeichnis

ABBILDUNGSVERZEICHNIS  B  

TABELLENVERZEICHNIS. B   

1.  EINLEITUNG  1

1.1.  EINFÜHRUNG.  1

1.2.  VORGEHENSWEISE  3

2.  ALLGEMEINER ÜBERBLICK - STORAGE AREA NETWORKS.  3

2.1.  DEFINITION  3

2.2.  GRUNDLEGENDE ARCHITEKTUR.  4

2.3.  SPEICHERSUBSYSTEME  4

2.4.  GRUNDLEGENDE VORTEILE  5

2.5.  ABGRENZUNG ZUM NETWORK ATTACHED STORAGE  7

3.  SAN BASISTECHNOLOGIE - FIBRE CHANNEL  10

3.1.  STANDARDISIERUNG (FC-PH)  10

3.2.  PROTOKOLL-SCHICHTEN.  10

3.3.  TOPOLOGIEN.  12

3.3.1.  Point-to-Point  12

3.3.2.  Arbitrated Loop (FC-AL)  13

3.3.3.  Switched Fabric (FC-SW)  14

4.  ANWENDUNGSBEISPIELE FÜR STORAGE AREA NETWORKS.  17

4.1.  STANDARD SAN.  17

4.2.  HOCHSICHERHEITS SAN.  18

4.3.  KOMPLEXES SAN  19

5.  FAZIT UND AUSBLICK  20

ANHANG.   21

FIBRE  CHANNEL ANSI-STANDARDS.  21

ABK  ÜRZUNGEN.  22

QUELLENVERZEICHNIS   23

Hausarbeit  - Storage Area Network - Kay Preissler B  

Abbildungsverzeichnis   

Abbildung  1: Homogenes SAN für Server und Speicher Konsolidierung.  

Abbildung  2: NAS mit Datenverkehr im Produktions-LAN  

Abbildung  3: Punkt-zu-Punkt-Verbindung  

Abbildung  4: Fibre Channel Arbitrated Loop  

Abbildung  5: Switched Fabric-Topologie.  

Abbildung  6: Klassisches SAN.  

Abbildung  7: Vollkommen redundantes SAN  

Abbildung  8: Komplexes SAN.  

Tabellenverzeichnis   

Tabelle 1:  SAN und NAS Charakteristika auf einen Blick.  

Tabelle 2:  Fibre Channel Schichten  

Tabelle 3:  Topologie-Vergleich  

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1. Einleitung

1.1. Einführung

Nur wenige Entwicklungen haben die Welt so nachhaltig verändert wie der Computer - und hier speziell das Internet. Für Unternehmen ist es daher vor allem wichtig, dieses Medium für ihr Business zu nutzen. Dieser Trend ließ das Internet und die damit verbundenen Informationen spürbar wachsen. Gemäß einer Studie der "University of California at Berkeley" solle sich die Datenmenge in den nächsten 2,5 Jahren sogar verdoppeln. ¹ Im Zuge neuer Technologien, z.B. RAID 1, wurden Speichermedien, die diese Informationsflut auffangen und festhalten, immer günstiger. Durch die Kommunikationsfreudigkeit der Menschen und der Erkenntnis, dass Kommunikation zwischen Computern von großem Vorteil ist, wurden die Systeme untereinander vernetzt. Das Local Area Network (LAN) war geboren und brachte neue bis heute gültige Strukturen mit sich.

Durch diese Vernetzung ergaben sich neue Anforderungen an die Server in LANs. Es mussten nun alle Anfragen der Clients abgearbeitet werden. Parallel hierzu wurden neue Kommunikationswege entwickelt. In Zukunft sollten Informationen völlig zeit- und raumunabhängig abrufbar sein. Dies macht deutlich, dass auch die Speichermedien weiterentwickelt werden müssen, um dem Wachstum der Informationsmenge standzuhalten. Für Unternehmen bedeutet dies bezüglich E-Business, ERP (z.B. SAP, eine betriebswirtschaftliche Standardsoftware) oder Data Warehousing, dass die Datenflut in Zukunft von Spezialisten administriert werden muss. Auch hier, unternehmensintern, ist eine Verdoppelung der Daten alle 15 Monate zu erwarten. An dieser Stelle spielt der Faktor Zeit eine entscheidende Rolle. Eine moderne LAN-Infrastruktur ermöglicht, zwischen 22:00 Uhr und 06:00 Uhr 1,4 TB Daten zu speichern bzw. zu sichern. In dieser Zeit müssen sämtliche Anwendungen

¹ vgl. BROCADE: The Essential Elements of a Storage Networking Architecture (White Paper),

2001, S. 1

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heruntergefahren werden. Wächst die Datenmenge, z.B. durch zusätzliche Server, so vergrößert sich das Zeitfenster und gerät mit dem Tagesgeschäft in Konflikt. ² Ein Storage Area Network (SAN) ist nun eine Lösung, um übergroße Datenvolumina zu verwalten und die Daten schneller verfügbar zu machen. Die traditionelle Art, an Applikations-Servern den Speicher zu erweitern, z.B. über zusätzliche SCSI-Geräte, ist auf lange Sicht zu kostenintensiv. Diese Methode ist nicht effizient genug, um kritische Daten zu speichern, zu verwalten und zu schützen. Jede Speichereinheit für sich muss administriert werden. Ausserdem ist die Applikation während der Speichererweiterung oder -verringerung nicht verfügbar. 3

Aus einer Studie von KPMG gehen folgende Vorteile eines SANs hervor:

¾ Reduzierung von finanziellen Ausgaben

¾ effizienteres Arbeiten der IT-Angestellten

¾ höhere System- und Applikationsverfügbarkeit

¾ hoch skalierbare und flexible Speicherarchitektur

¾ optimale und effizientere Nutzung der unternehmensweiten Informationsstrukuren

¾ freie Skalierbarkeit von Speichermedien.

Die oben genannten Vorteile bilden für Unternehmen einen signifikanten Wettbewerbsvorteil und machen "Storage Area Networks" zu einem strategisch wichtigen Faktor im Zeitalter der Globalisierung. 4

² vgl. Robbe, B.: SAN - Storage Area Networks, Hanser Verlag, 2001, München, Wien, S. 3

³ vgl. BROCADE: The Essential Elements of a Storage Networking Architecture (White Paper),

2001, S. 1

⁴ vgl. BROCADE / KPMG: Case studies on the business impact and strategic value of Storage Area Networks, 2001, S. 1

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1.2. Vorgehensweise

Diese Hausarbeit vermittelt die Grundlagen eines Storage Area Networks. Hierzu zählen neben der Begriffsdefinition mit Abgrenzung zum Network Attached Storage (NAS), die Basistechnologien und -architekturen.

Aufgrund des eingeschränkten Umfangs der Hausarbeit wird darauf hingewiesen, dass nicht alle technischen Details eines SANs erörtert werden können. Die Ausarbeitung soll dem Leser lediglich ein Grundverständis und ein Gefühl für diese Thematik vermitteln.

2. Allgemeiner Überblick - Storage Area Networks

2.1. Definition

Es gibt vielfältige Definitionen von SANs. Der SAN-Anbieter Hewlett Packard (HP) definiert den Begriff SAN folgendermaßen:

Ein "[...]Storage Area Network (SAN) ist ein hoch verfügbares, leistungsstarkes, dediziertes Massenspeicher Netzwerk, das Server und Massenspeicher in einer sicheren, flexiblen und skalierbaren Architektur verbindet. Es erlaubt die Verwendung unterschiedlicher Massenspeichersysteme und dient als Grundlage der Speicherkonsolidierungsstrategien. Ein zentralisiertes Speichermanagement erleichtert die Arbeit der Administratoren und führt in der Regel durch Effizienzerhöhung und einer effektiveren Ausnutzung der vorhandenen Ressourcen zu Kostenreduktionen. Durch die einfache Erweiterbarkeit um zusätzlichen Massenspeicher oder weitere Server wird die Skalierbarkeit der IT Infrastruktur erhöht." 5

Das Storage Area Management (SAM) beschreibt HP mit einem Zitat der Gartner Group: "Zentralisiertes Management von Ressourcen und Daten über eine Speicherdomäne hinweg, die "Shared Services" einer Gruppe von Servern und deren Applikationen zur Verfügung stellt." (Gartner Group) 6

⁵ HEWLETT-PACKARD: Was ist SAN?, 2002

⁶ vgl. HEWLETT-PACKARD: Storage Strategie, 2002

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2.2. Grundlegende Architektur

Die Tatsache, dass ein SAN ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk zwischen Servern (Hosts) und Speichersubsystemen (Kapitel 2.3) darstellt, ermöglicht eine "any to any"-Verbindung durch das gesamte Netzwerk - es bestehen nicht mehr die klassischen dedizierten Verbindungen zwischen diesen Komponenten. Der Anspruch der Hosts, Speichersubsysteme zu "besitzen" und zu "handhaben", wird eliminiert.

2.3. Speichersubsysteme

Speichersubsysteme sind Festplattentürme (RAID), Tape-Roboter oder WORMs (Write Once Read Many). Die gespeicherten Daten sind hierachisch abgelegt. Je nach Art der Information, d.h. wie "alt" diese ist oder wie schnell diese verfügbar sein muss, ist der Datenträger schneller (Festplatte) oder langsamer (Band-Roboter). Während Clients über das LAN angeschlossen werden, erfolgt dies bei

⁷ vgl. BROCADE: The Essential Elements of a Storage Networking Architecture (White Paper),

2001, S. 2