Storage-Systeme: NAS & SAN

Zentraler Speicher im Netzwerk

Bei Storage-Systemen geht es um die zentrale Bereitstellung von Festplatten-Speicherkapazität bzw. Dateiablage-Kapazität im Netzwerk, die von mehreren Arbeitsplätzen bzw. Servern aus genutzt werden kann. Hierfür gibt es verschiedene, grundlegend unterschiedliche Möglichkeiten - je nach Einsatzzweck.

Ihre Anforderungen entscheiden

Wir beraten Sie gerne bei der Auswahl einer passenden Speicherlösung - je nach Ihren Anforderungen. Brauchen Sie einfach nur Platz für viele Dateien? Oder sollen Ihre Server komplett hochverfügbar und fehlertolerant aufgerüstet werden?

SAN- und NAS-Systeme: Infos & Hintergründe

Was bedeutet NAS?

Als Network Attached Storage (NAS) werden auf die reine Dateiablage spezialisierte Server bezeichnet, deren einzige Aufgabe darin besteht, als einfache Fileserver Speicherkapazität in einem Netzwerk zur Verfügung zu stellen.

NAS als kostengünstige Dateiablage-Lösung

Zur Anbindung eines NAS wird die normale LAN-Infrastruktur verwendet; spezielle Komponenten oder separate Verkabelungen werden nicht benötigt. Ein NAS wird wie ein normaler Computer an das Netzwerk angeschlossen.

Aufgrund ihrer spezialisierten Betriebssysteme und ihres Hardware-Aufbaus sind zentrale Dateiablagen mit NAS-Systemen kostengünstiger zu realisieren als mit auf universelle Nutzung ausgelegten "normalen" Servern.

Bei einem NAS erfolgen die Zugriffe über SMB/CIFS oder NFS auf ganze Dateien oder Ausschnitte aus Dateien an einem entfernten Speicherort, das dazugehörige Dateisystem wird vom NAS-Server verwaltet.

Leistungseinschränkungen bei NAS

Ein Problem der NAS-Systeme ist, dass diese zusätzlich das vorhandene LAN mit den Zugriffen auf die Daten belasten. Weiterhin ist das Ethernet, über das die NAS-Systeme mit den Servern bzw. den Clients verbunden sind, mit seinen geringen Rahmengrößen und seinem dabei relativ großen Protokoll-Overhead nicht für den schnellen Zugriff auf Massenspeicher ausgelegt.

Zudem ist ein NAS auch "nur" ein "normaler" Server - das NAS-Betriebssystem ist an allen Speicherprozessen beteiligt; ein NAS kann zudem nur mit ganzen Dateien und nicht mit Blöcken umgehen wie eine direkt angeschlossene Festplatte oder ein SAN-Disk-Array.

NAS-Systeme werden daher häufig als einfache, zusätzliche zentrale Speichersysteme für bestimmte Zwecke wie Datensicherung (Backup to Disk) oder als einfache Massendateiablage verwendet; sie eignen sich jedoch nicht als vollständiger Ersatz für eingebaute Festplatten im den Anwendungs-Servern.

Was bedeutet SAN?

Als Storage-Area-Network (SAN) bzw. Speichernetzwerk bezeichnet man eigentlich ein Netzwerk zur Anbindung von Festplattensubsystemen (Disk-Arrays) und Tape-Libraries an Server-Systeme. Vereinfachend werden oft auch die Disk-Array-Systeme selbst als SAN-Systeme bezeichnet, was eigentlich falsch, aber trotzdem gängig ist.

Das SAN wurde entwickelt, um dem Verwaltungsproblem dedizierter Festplatten in Server-Systemen bzw. Network-Attached-Storage-Systemen (NAS) entgegenzuwirken, da bei diesen Systemen eine effiziente und flexible Nutzung der Speicherkapazität nur eingeschränkt möglich ist.

Vereinfacht formuliert werden durch ein SAN die Festplatten aus den eigentlichen Servern "ausgelagert" und über ein Netzwerk zentral für mehrere Server verfügbar gemacht.

Flexibilität und Kosteneffizienz

Mittels eines SAN ist es möglich, größere Speicherkapazitäten zentral und flexibel verteilbar in einem Pool für mehrere Server gleichzeitig vorzuhalten. Hierdurch lassen sich Festplattenkapazitäten besser ausnutzen und erweitern. Denn oft bleiben von den direkt in Servern eingebauten Platten große Teile leer, auch weil dies Speicherlast aus Leistungsgründen auf viele Festplatten verteilt werden muss.

Fehlertoleranz

Vor allem im Falle eines Server-Fehlers spielt ein SAN seine Vorteile aus: Festplattenspeicher kann dann softwaregesteuert auf andere Server umgeschaltet werden, die den Betrieb übernehmen können.

Auch die angebundenen Speichersysteme selbst lassen sich redundant und fehlertolerant auslegen, so dass durch ein SAN ein praktisch unterbrechungsfreier IT-Betrieb möglich wird. Das dazu nötige aufwändige Festplatten-Management mit Echtzeit-Überwachung und fehlertoleranter Datenspeicherung muss so nicht in jedem Server einzeln realisiert werden, sondern kann zentral - und dafür sehr hochwertig - umgesetzt werden.

SAN-Technik

Storage Area Networks sind für serielle, kontinuierliche Hochgeschwindigkeitsübertragungen großer Datenmengen konzipiert worden. In SANs wird meist ein SCSI-Kommunikationsprotokoll verwendet, das auf Fibre Channel oder iSCSI als Transport-Protokoll aufsetzt. Daneben gibt es erste SAN-Lösungen auf Basis anderer Kommunikationsmodelle wie RSIO oder InfiniBand.

In einem SAN erfolgen Datenzugriffe wie bei direkt eingebauten Festplatten blockbasierend, die Zugriffe auf das Speichergerät und ein eventuell auf diesem befindliches Dateisystem werden also durch den zugreifenden Rechner verwaltet.

Strukturell ist ein SAN analog aufgebaut wie ein Local Area Network (LAN): So gibt es Hubs, Switches und Router. SANs werden heute meistens über Glasfaserkabel gebildet. Ein einfaches SAN besteht aus einem Fibre-Channel-Switch, einem oder mehreren Festplattensubsystemen und den Servern, die über sogenannte Host-Bus-Adapter, kurz HBA, mit dem Fibre-Channel-Switch verbunden werden.

Beispielhafter Aufbau eines SAN

Hitachi Vantara

Warum Hitachi Vantara?

Hitachi Vantara  ist - aus unserer Sicht - einer der großen Player im SAN Markt. Vielen unserer Kunden bisher noch nicht bekannt, allerdings sind wir dabei, dieses zu ändern ;-).

Hitachi Vantara liefert nicht nur große Lösungen, sondern punktet auch im Mittelstand mit hervorragenden, schnellen und zuverlässigen Lösungen. Ein System aus der G200 Serie kann es kostenseitig durchaus mit einer HP oder Dell aufnehmen.

Besonders hervorzuheben ist das proaktive Monitoring, bei Hitachi Vantara  "Hitrack" genannt, welches Fehlerzustände automatisch an den Support meldet und entsprechend der Dringlichkeit Aktionen auslöst. So ist es durchaus vorgekommen, dass morgens der Hitachi-Techniker mit einer Ersatz-SSD vor der Tür des Kunden stand, bevor der Kunde selber etwas gemerkt hat.

Dies und weitere besondere Features ermöglicht es Hitachi, eine 100%ige Datenverfügbarkeitsgarantie für seine Systeme zu geben - und wer wünscht sich das nicht für seine IT!

Zu erwähnen sind auch die extreme engen und guten Kontakte, die wir zu den Hamburger Technikern von Hitachi pflegen, so dass es jederzeit die Möglichkeit des Rückgriffs auf die entsprechenden Kompetenzen gibt.

Was Hitachi an SMPLASSON schätzt:

  • Symplasson ist der Partner im Norden für klassische Mittelstandskunden
  • Zusammenarbeit mit Hitachi seid ca. 10 Jahren
  • Fachwissen wird regelmäßig aktualisiert
  • Zugriff und enge Zusammenarbeit mit den Experten von Hitachi Rund um die Themen im Rechenzentrum

Besondere Merkmale der Hitachi Vantara Systeme

  • Symmetrische aktiv / aktiv Controllerarchitektur innerhalb des Speichersystems in einem Standort zugrunde liegen, bedeutet u.a., es findet ein automatische dynamische Lastenverteilung der Controller statt, falls diese einen bestimmten Schwellwert erreichen
  • Synchrone und asynchrone Spiegelung ist möglich sowie ein transparenten Failover, elcher mit einer Quorum Instanz realisiert wird
  • Der transparenten Failover wird durch einen aktiv / aktiv Cluster über zwei Standorte zur Verfügung gestellt, sodass alle Pfade von einem Server zur LUN aktiv sind, und somit ein gleichzeitiges Lesen und Schreiben auf beide physikalischen LUNs möglich ist
  • Compression und Deduplication kann bei Bedarf pro LUN ein- und ausgeschalten werden, damit diese Features gezielt eingesetzt werden können
  • Call-Home-Funktion mit automatischer Fehlermeldung an das Support-Center muss gegeben sein
  • Möglichkeit zur Virtualisierung von Speichersystemen, auch von anderen Herstellern
  • Es ist eine embedded als auch eine externe Managementsoftware und Befehlszeile verfügbar
  • Sichere Mehrmandantenfähigkeit ist gewährleistet
  • 100% Datenverfügbarkeitgarantie
  • Alle Firmware-Updates ist unterbrechungsfrei durchzuführen. Aus Sicherheitsgründen ist der Update mit einer Firmware-Datei durchzuführen, sodass automatisch der neuen Firmware-Stand auf alle nötigen Komponenten aktualisieren wird
  • Der Schreibcache wird aus Performancegründen bei einem Controller-Firmware-Update nicht abgeschaltet, dies ist möglich da der Prozess Core-by-Core durchgeführt wird, und somit kein Controller rebootet werden muss
  • Quality of Service auf WWN, Port und LUN-Ebene muss anwendbar sein
  • Ein Echtzeit-Tiering zwischen Flash-Tier und dem nächst höheren. (Kein Tiering, welches erst nach Minuten durchgeführt wird)
  • Software für eine End-To-End Rechenzentrumsanalyse, von z.B. dem Hypervisor über die Server und Netzwerke bis hin zum Speichersystem, wird mitgeliefert
  • Linearer Wartungspreis vom 1. bis zum 60 Monat gewährleistet sein, und festgeschriebener Wartungspreis nach dem 5. Jahr
  • Controllerverschlüsselung für das Backend, unabhängig von Medientyp und -kapazität
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