Robert Thurnhofer, Datacore Software

Plattformübergreifende Speicherdienste erleichtern das Storage-Management.Im Storage-Markt sind derzeit zwei Entwicklungen zu erkennen, die für kleine und große mittelständische Unternehmen interessante Möglichkeiten für den Einstieg in das Storage-Networking bieten. Software-defined Storage (SDS), inzwischen übrigens auch von etablierten Hardware-Herstellern vorangetrieben, beschreibt generell den Trend, statt kostspieliger, proprietärer Hardware Standardkomponenten einzusetzen, die über eine übergeordnete intelligente Software-Schicht kompatibel und leistungsfähig gemacht werden. Der zweite Trend besteht darin, Systemperformance durch den zusätzlichen Einsatz von Flash- und SSD-Ressourcen zu erzielen.

Beide Entwicklungen zusammen machen ein virtuelles SAN zu einer attraktiven Alternative für mittelständische IT-Budgets, die bei richtiger Technologiewahl folgendes leisten kann:

• Shared Storage für VMware- und Hyper-V-Umgebungen,
• Leistungssteigerung geschäftskritischer Anwendungen,
• Ausfallsicherheit für Applikations-Cluster ohne externes SAN,
• höhere Dichte virtueller Desktops pro Server,
• reduzierte Kosten und Komplexität gegenüber dezentralem Speicher.

Virtual SAN als mittelständischer SDS-Einstieg

Datacores Virtual SAN skaliert bis zu 50 Millionen IOPS und unterstützt eine Speicherkapazität von bis zu 32 PByte.Dementsprechend hat etwa DataCore Software die zehnte Version seiner kürzlich vorgestellten SDS-Plattform »SANsymphony-V« entscheidend um eine virtuelle SAN-Funktionalität erweitert: Neben der Virtualisierung physikalischer SAN-Ressourcen, werden nun auch Ressourcen aus den Anwendungsservern in den zentralen Speicher-Pool integriert und mit Enterprise Storage-Service optimiert. Umgekehrt funktioniert dieses Virtual SAN ebenso allein stehend ohne SAN-Infrastruktur, wobei dieses bei Bedarf jederzeit nachträglich erweitert werden kann.

Mit diesem Alleinstellungsmerkmal erzielen zukunftsgerichtete und dynamische IT-Entscheider für ihr Unternehmen einen optimalen Investitionsschutz: Unmittelbar wird die Anforderung nach performantem Shared Storage im virtualisierten Umfeld kosteneffizient erfüllt, zeitgleich erfolgt der Einstieg in eine stufenlos skalierbare Software-defined Storage-Architektur.

Einsatzgebiete des virtuellen Speichernetzwerks

Nicht nur als Teil einer unternehmensweiten SDS-Architektur unterscheidet sich das DataCore Virtual SAN von anderen Lösungsansätzen vieler Wettbewerber, da es auch als reines virtuelles SAN nicht ausschließlich für kleine Unternehmen oder Abteilungen konzipiert ist. Ideale Anwendungsbereiche für virtuelle SANs von DataCore sind:

• Latenzempfindliche Anwendungen: Antwortzeiten und Datendurchsatz werden durch die Nutzung von Flash-Speicher sowie durch Caching im DRAM-Arbeitsspeicher eines oder mehrerer Server beschleunigt.

• Ausfallsicherheit an „Unternehmensrändern“: Kleinere Server-Verbände an Remote-Standorten, in Zweigstellen und kleinen Rechnerräumen können interne Speicherkapazitäten der Server als gemeinsame, hochverfügbare Ressource nutzen.

• Bereitstellung von Virtual Desktop Infrastrukturen (VDI): Ohne die Komplexität und Ausgaben eines aufwendigen externen SANs in Kauf nehmen zu müssen, können mittelständische Unternehmen virtuelle Desktops über zahlreiche Server skalieren.

Nicht nur im Betrieb mit einer VDI ist Performance – gemessen in IOPS (Input/Output Operations Per Second) – und damit der intelligente Einsatz von Flash ein wichtiges Auswahlkriterium für eine Virtual-SAN-Software. Das Datacore Virtual SAN skaliert bis zu 50 Millionen IOPS, unterstützt bis zu 32 PByte Kapazität und integriert plattformübergreifend Server-Hypervisoren wie Hyper-V oder Vmware »vSphere«. Im Vergleich dazu wird für letzteres laut Hersteller ein Hypervisor-spezifisches virtuelles SAN mit zwei Millionen IOPS angeboten.

Aufbau eines virtuellen SAN

Beim Design eines virtuellen SANs ist zu beachten, auf welcher Instanzebene die Virtualisierung der Speicher-Ressourcen und die Speicherfunktionalität erfolgen. Ist die Speicherfunktionalität Bestandteil des Hypervisors, ergeben sich Nachteile bei der Kompatibilität und Portabilität. Diese Beschränkungen umgeht Datacore, indem es einfach auf Industriestandards aufsetzt. Ein virtuelles SAN von Datacore besteht aus mindestens zwei physikalischen x86-64-Servern mit lokalem Speicher und gehosteten Anwendungen, wobei sich grundsätzlich drei Installationsmöglichkeiten je nach Einsatzgebiet anbieten:

• physikalischer Windows Server ohne Hypervisor,
• Windows Server mit Hyper-V,
• virtuelle Maschine unter Vmware »ESXi« und anderen Hypervisoren.

Bis zu 32 Server lassen sich innerhalb einer zentral verwalteten Gruppe konfigurieren. Jeder Server, der Teil des virtuellen SANs ist, führt eine Instanz von Sansymphony-V aus. Diese physikalischen Server bzw. Knoten im virtuellen SAN, tragen Speicher zum gemeinsamen Pool der Gruppe bei, in die jede Kombination aus Flash-Speicher, SSD und Plattenspeicher integriert werden. Diese Ressourcen organisieren sich üblicherweise in mehreren Datenträger-Pools. Hieraus wird bestimmt, wie jeder Ressourcen-Pool, etwa für Test- oder Produktionszwecke, zu verwenden ist.

Hochverfügbarkeit und Highend-Funktionen

Da das virtuelle SAN von Datacore auf der in zehnter Generation vorliegenden SAN-Virtualisierung basiert, bietet es trotz dieser vergleichsweise einfachen Topologie umfangreiche Enterprise-Speicherfunktionen. Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass der Nutzer weder an Hersteller noch Modell gebunden ist, wodurch eine Integration in bestehende und eine Erweiterung um neue Ressourcen entscheidend begünstigt wird.

Sansymphony-V bietet auch dann kontinuierlichen Zugriff auf die gemeinsamen Speicher-Pools, wenn ein Knoten im virtuellen SAN ausfällt. Kritische Daten werden zwischen Knotenpaaren im virtuellen SAN synchron gespiegelt, um hohe Verfügbarkeit zu erreichen. RAID-Schutz innerhalb jedes Knotens bietet zusätzlichen Schutz vor Fehlern auf Komponentenebene.

Skaliert wird diese Ausfallsicherheit nach dem Prinzip »N+1«. Dies ist beachtenswert, da andere Lösungen zwingend einen dritten Knoten voraussetzen, um Hochverfügbarkeit sicherzustellen. Die maximal 32 Datacore-Knoten arbeiten dagegen mit Lastverteilung wie ein echtes Speichernetzwerk »metro-wide«. Darüber hinaus können auch komplette Pools, etwa von Außenstellen oder Abteilungen, synchron gespiegelt oder über große Entfernungen asynchron repliziert werden.

Zu weiteren Hauptfunktionen für die Verwaltung von Kapazität, Performance und Sicherheit im virtuellen SAN gehören Auto-Tiering (Speicherklassen), Continuous Data Protection (CDP), High-Speed Caching, Migrationsunterstützung, Snapshots, Thin Provisioning sowie Analyse und Berichterstattung. Gerade für die IT-Abteilungen und -Beauftragte in mittelständischen Unternehmen ist dabei von Vorteil, dass sämtliche Ressourcen und Funktionen über nur eine übersichtliche, in der Handhabung an Windows angepasste und mit Automationsroutinen ausgestattete Verwaltungsoberfläche gesteuert werden können.

Top-Speed durch SSD und DRAM-Caching

Kritische Daten werden auch zwischen Knotenpaaren im virtuellen SAN synchron gespiegelt, um hohe Verfügbarkeit zu erreichen.Eine besondere Rolle spielt das Auto-Tiering für die Nutzung der hochperformanten, aber im Vergleich zur Festplatte auch kostspieligeren  Flash-Speicher und SSDs. Die Mitglieder eines Datenträger-Pools können sich hinsichtlich ihrer Leistungscharakteristiken unterscheiden, weswegen von Sansymphony-V dynamisch die am besten geeignete Ressource angesteuert wird. So wird sichergestellt, dass Daten, auf die häufiger zugegriffen wird, sich auf schnelleren Datenträgern wie SSDs innerhalb des Pools befinden, während Daten, auf die seltener zugegriffen wird, auf langsameren Datenträgern lagern. Dies führt zu einer Performance-Beschleunigung im Gesamtsystem und gleichzeitig zum effizienten Einsatz teurer Ressourcen, von denen dann auch weniger eingesetzt werden müssen.

Jeder Host im virtuellen SAN steuert neben den Speicher-Ressourcen auch einen Teil seines RAM als Cache bei. Generell werden mindestens vier GByte bzw. zehn Prozent des insgesamt verfügbaren RAMs des Hosts empfohlen. Der schnelle Cache dient als Puffer zum Performance-Abgleich bei Schreibzugriffen und als großer Cache für Lesezugriffe. So lässt sich eine Steigerung der nativen Leistung von Plattenspeichern um mindestens das Drei- bis Fünffache erzielen. Diese Verwendung von DRAM als Lese-/Schreibcache bei der Datacore-Lösung bedeutet einen erheblichen Leistungsvorteil gegenüber virtuellen SANs, von denen als Lesecache nur langsamerer Flash-Speicher verwendet wird. Daher ist der Einsatz von Flash-basierten Speichersystemen mit Sansymphony-V nicht zwingend nötig, um einen hohen Datendurchsatz zu erzielen. Zudem kommt es auf den SSD-Medien zu weniger Schreib- und Lesezyklen, was somit deren Haltbarkeit erhöht.

Skalierbarkeit und Flexibilität

Ein virtuelles SAN kann vielfach die richtige, weil kosteneffizienteste Antwort auf heutige Anforderungen in einer virtuellen Infrastruktur sein. Angesichts der besonderen Geschäftsdynamik, Internationalisierung und Zentralisierung im Mittelstand müssen hier IT-Entscheider Investitionen vor allem auf die Zukunft richten. So sind neben dem Preis-/Leistungsverhältnis weitere wichtige Kriterien in Betracht zu ziehen:

• (künftige) Integration in eine SAN-Infrastruktur,
• Physikalische Anforderung (2 oder mehr Hosts),
• N+1-Skalierbarkeit,
• effektiver Ressourcen-Einsatz, Flash/SSD optional,
• intelligentes Performance-Management mit Caching,
• metro-weites Konzept für Auto-Tiering und Hochverfügbarkeit,
• Unterstützung lokaler/integrierter und externer Speicher-Ressourcen,
• Hypervisor-übergreifende Portabilität,
• unternehmensweite und Hardware-unabhängige Storage-Services.