| Mini SAN - Vernetzter IP-Speicher für SOHO-Offices |
 |
Storage-over-IP (SoIP) ist ebenso wie ATA-over-Ethernet (AoE) eine Technologie, die einige der klassischen Nachteile von iSCSI überwindet und die direkte Kommunikation zwischen Rechnern und Festplatten via LAN ermöglicht.
Freie Skalierbarkeit, hohe Performance und niedrige Kosten zeichnen diese neue Technologie aus.
|
|
| von Marco Poggioli, Produktmanager Storage, Transtec |
|
|
Seit fast zwei Jahrzehnten besteht die klassische Speichernetzwerk-Infrastruktur (SAN) aus denselben Komponenten. Dazu gehören Speichermedien
wie Festplatten, RAID-Controller und Hostbus-Adapter. Netzwerk-Switches verbinden die einzelnen Speicher-Einheiten und Host-Systeme miteinander.
Für die Kommunikation zwischen den Geräten sorgen unter anderem Treiber und Netzwerkprotokolle.
|
|
Je nachdem ob Fibre-Channel oder iSCSI eingesetzt wird, sind diese SAN-Bausteine mehr oder weniger teuer. In jedem Fall stellt der Controller
jedoch den begrenzenden Faktor dar: Er limitiert nicht nur die maximal erzielbare Bandbreite bzw. I/O-Leistung, sondern auch die Skalierbarkeit
der Speicherlösung.
|
|
|
Die Vision von Storage-over-IP (SoIP) bricht mit diesem Konzept und zielt auf die direkte Kommunikation zwischen Speichermedien und Anwendung ab. SoIP-Technologie ist damit per Definition sowohl frei skalierbar als auch in der Leistung nur
durch Art und Anzahl der eingesetzten Speichermedien begrenzt.
|
|
| Z-SAN - kommerzielle Implementierung von SoIP |
|
|
Z-SAN ist die erste kommerzielle Implementation von SoIP, entwickelt und patentiert von der kalifornischen Technologieschmiede
Zetera und wird von transtec als »PROVIGO 200 Mini SAN« in Europa angeboten. Die Z-SAN-Technologie
bietet dem Anwender eine ganze Reihe von Vorteilen:
|
| • |
logische Volumes bis zu 128 PByte, |
| • |
sehr gut skalierende Performance mit wachsender Festplattenanzahl, |
| • |
integriertes globales Filesystem für parallelen Lese- und Schreibzugriff, |
| • |
RAID-Schutz durch Striping und Mirroring, |
| • |
Clustering von beliebig vielen Speichersystemen, |
| • |
Bandbreiten-Effizienz von bis zu 90 Prozent, |
| • |
keine rechenaufwendige SCSI-Paketumwandlung wie bei iSCSI, |
| • |
einfache Installation und Verwaltung. |
|
|
| Technische Grundlagen von Z-SAN |
|
Z-SAN teilt Festplatten in logische Partitionen auf, die über eine dedizierte IP-Adresse und reguläre IP-Unicast- und -Multicast-Aufrufe einzeln
oder in Gruppen von allen Clients im Netzwerk ansprechbar sind, auf denen Z-SAN-Treiber installiert wurden. Gruppen von IP-Partitionen können
dem Betriebssystem nun als logisches Laufwerk (Volume) präsentiert werden. Diese Volumes können nur eine oder auch mehrere tausend Festplatten
umfassen, in einem oder mehreren Gehäusen, an einem oder mehreren Orten.
|
|
|
Ein einzelnes logisches Laufwerk kann dabei eine Größe von bis zu 128 PByte annehmen. Z-SAN unterstützt zusätzlich RAID-Techniken wie
0 (Striping), 1 (Mirroring) und 0+1 (Striped Mirror) durch entsprechende Verteilung der IP-Pakete vom initiierenden Host direkt an die
entsprechenden IP-Partitionen. Das Netzwerk selbst übernimmt die Rolle des RAID-Controllers, indem es die Bits auf den entsprechenden
logischen Blöcken (LBAs) der betroffenen Festplatten verteilt. Die Festplatten können dabei grundsätzlich von beliebiger Bauart,
Umdrehungsgeschwindigkeit oder Kapazität sein.
|
|
|
Z-SAN benutzt zur Kommunikation UDP/IP (User-Datagram-Protocol), ein minimales verbindungsloses Netzprotokoll, das im Gegensatz zu TCP keinen
Drei-Wege-Handshake für den Aufbau einer Verbindung benötigt und daher einen schnelleren Datenaustausch zwischen Initiator und Target
ermöglicht und gerne für VoIP eingesetzt wird. UDP/IP wird als Teil des IP-Protokolls von allen Switches und LAN-Adaptern unterstützt.
Um eine vollständige und sichere Datenübertragung zu gewährleisten, arbeitet Z-SAN zusätzlich zu UDP mit Acknowledge-Paketen und erreicht
durch diese Kombination bis zu 90 Prozent Bandbreiten-Effizienz.
|
|
|
Die Technologie hat jedoch auch einige Einschränkungen. Klassische Parity-Schutzklassen wie RAID 5 oder RAID 6 sind zwar grundsätzlich umsetzbar,
jedoch nach heutigem Stand nicht implementiert. Des Weiteren müssen die zugreifenden Hosts und die Z-SAN-Speichersysteme im selben IP-Subnetz
liegen und schließlich werden die IP-Adressen automatisch generiert und zugewiesen - wahlweise über DHCP oder die Systeme selbst. Zwar entfällt
damit ein aufwendiges Masking und Mapping à la Fibre-Channel oder iSCSI, jedoch nähme mancher IT-Administrator sicher gerne stärkeren Einfluss
auf den genutzten IP-Adressraum.
|
|
| Z-FS Globales Filesystem |
|
|
Z-SAN beinhaltet ein globales Multi-Initiator-Filesystem, das auf Blockebene einen parallelen, gleichzeitigen Zugriff auf Volumes und Dateien durch mehrere Anwender respektive Hosts ermöglicht.
Dieses globale Filesystem basiert auf der Technologie von DataPlow
und wurde für High-Performance-Streaming großer Dateien (AV-Medien, wissenschaftliche Datenverarbeitung) entwickelt.
Dementsprechend übertrifft das Z-FS in punkto Geschwindigkeit auch klassische NAS-Filesharing-Protokolle wie CIFS oder NFS.
|
|
|
Z-FS möchte und kann jedoch kein klassisches NAS-Filesharing ersetzen. Denn weder ermöglicht es ein ACL-Rechtemanagement für Volumes und
Dateien, noch verhindert ein Locking-Mechanismus das gleichzeitige Bearbeiten und Schreiben derselben Datei. Z-FS ist für
klassisches »write once, read many« à la YouTube gedacht, wo eine Partei Informationen ablegt, auf die anschließend
viele Anwender lesend zugreifen. Anwender, die klassisches NAS in Kombination mit Z-SAN betreiben möchten, können zwar über die Bordmittel
des Windows Explorers (CIFS) Z-SAN-Volumes im Netzwerk freigeben, verlieren dabei jedoch den Geschwindigkeitsvorteil von Z-FS.
|
|
| Installation und Konfiguration |
|
|
Die Inbetriebnahme eines Netzwerks mit Z-SAN-Speichersystemen stellt für Administratoren keine große Herausforderung dar. Die Prozedur ist
äußerst einfach gehalten.
|
|
|
Der IT-Manager installiert die so genannte »MySAN Storage Manager«-Software auf allen Rechnern, die Zugriff auf den Z-SAN-Speicher
nehmen sollen. Die Installation läuft automatisch über den klassischen Windows-Installer ab und installiert automatisch auch den Z-SAN-Treiber,
der die I/O-Anforderung des Betriebssystems in Lese- und Schreiboperationen auf den übers Netzwerk angeschlossenen Festplattenblöcken
umwandelt. Dieser Treiber maskiert sich zwar im OS als SCSI-Treiber, ist jedoch keiner und nutzt wie oben geschildert auch keine
SCSI-Pakete für den Datentransfer.
|
|
|
Als nächstes werden die Z-SAN-Speichersysteme mit dem Netzwerk oder lokal den Rechnern verbunden. Beim Start der Mysan-Software scannt diese
automatisch das Netzwerk nach allen verfügbaren Z-SAN-Geräten, Festplatten und Volumes. Notwendige IP-Adressen werden ebenfalls automatisch
vergeben. Der Anwender muss nun nur noch über eine grafische Oberfläche seine Volumes einrichten, indem er die gewünschte Kapazität festlegt,
den Typus (Standard/Shared), das RAID-Level und welche Festplatten hierfür genutzt werden sollen. Das so angelegte Volume ist anschließend
als lokale Festplatte auf dem Zielrechner sichtbar und benutzbar und kann mit jedem gewünschten Laufwerksbuchstaben belegt werden.
|
|
|
Die Mysan-Software ist für Microsoft »Windows 2000/2003/XP/Vista« und MacOS verfügbar. Zum Installieren und Starten der
Software sind zwingend Administrationsrechte auf dem PC oder Server erforderlich.
|
|
| Produkt- und Anwendungs-Szenarien |
|
|
Für SOHO-Anwender bietet Transtec das Provigo 200 Mini SAN als erstes kommerzielles Produkt in Europa ab 350 Euro an.
|
|
Transtec »PROVIGO 200 Mini SAN«
|
• |
4x SATA-II-Festplatten |
| • |
RAID 0, 1, 0+1 |
| • |
Z-FS globales Filesystem |
| • |
Clustering multipler Systeme optional |
| • |
Gbit-Ethernet Hostanbindung |
| • |
Mysan Storage Manager für Windows |
| • |
leiser Betrieb (29 Dezibel) |
|
|
|
Provigo 200 wurde ausgelegt für den klassischen Bürobetrieb von Selbstständigen, seien es nun Medienagenturen, Architekten, Rechtsanwälte oder
Arztpraxen. Innerhalb einer Mini-SAN-Box lassen sich zum Beispiel 15.000 Ultraschallbilder oder 180 Röntgenbilder (DICOM3) ablegen und
binnen einer Sekunde wieder abrufen. Filmliebhaber können damit 300 Spielfilme in DVD-Qualität speichern oder ein Archiv von 50.000 Bildern
in Druckqualität aufbauen.
|
|
|
Gerne sieht man kleine Desktop-NAS-Systeme im Einsatz als externe Speichersysteme oder für die Datensicherung, ohne dass echtes NAS-Filesharing
betrieben wird. Einfach weil das Angebot an Desktop-RAIDs für unter 1.000 Euro begrenzt ist. Mit NAS (CIFS/NFS) nimmt man jedoch starke
Geschwindigkeitseinbußen in Kauf, die bei Einsatz von Provigo 200 entfallen.
|
|
|
Kleinere Betriebe können mehrere, geclusterte Provigo-200-Boxen als kostengünstige und schnelle Alternative zu einem klassischen iSCSI-to-SATA
RAID wählen. Deren erzielbarer Bandbreite sind durch zumeist nur zwei Hostports enge Grenzen gesetzt.
|
|
| Weitere Informationen |
|
transtec AG
Waldhörnlestrasse 18, 72072 Tübingen
Tel.: + 49 (0) 7071 - 70 38 70, Fax: + 49 (0) 7071 - 70 39 08 70
|
|
