Speicherstrategien sichern Leistung

Hochverfügbarkeit bei SAN-Umgebungen

29. Juni 2005, 23:06 Uhr | Guido Klenner, Tim Nolte/wj Guido Klenner ist Business Manager Online Storage bei HP, Tim Nolte arbeitet dort als Business Manager Storage Software.

Schon ein kurzer Ausfall geschäftskritischer Applikationen kann sich erheblich auf die Unternehmensleistung auswirken. Vor diesem Hintergrund wird das Thema Hochverfügbarkeit für immer mehr Unternehmen zur entscheidenden Frage bei der Konzeption ihrer Storage Area Networks (SANs).

Rapide wachsende Datenmengen, hoher Kostendruck und strengere rechtliche Vorgaben zur
Aufbewahrung von Daten – in diesem Spannungsfeld müssen Administratoren dafür sorgen, dass
unternehmenskritische Informationen ständig verfügbar sind. Selbst eine Verfügbarkeit der IT von 98
Prozent bedeutet, dass auf wichtige Geschäftsprozesse immerhin mehr als sieben Tage im Jahr nicht
zugegriffen werden kann. Die Ausfälle, die dann entstehen, kann kaum ein Unternehmen bedenkenlos
tolerieren. Richtig konzeptionierte SANs schließen größere Stillstandszeiten aus.

SAN - schnell, skalierbar, sicher?

SAN-Systeme bilden separate, sehr schnelle und skalierbare Speichernetzwerke, die parallel zum
LAN betrieben werden. Die Kapazität solcher Lösungen ist dabei nahezu unbegrenzt und geht bis in
den PByte-Bereich. Informationen werden direkt auf den Festplatten abgelegt, sodass Anwender direkt
darauf zugreifen können. Von diesem blockweisen Zugriff profitieren insbesondere Applikationen mit
hohen Leistungsanforderungen, wie zum Beispiel datenbankbasierte ERP-Systeme. Doch während bislang
in vielen Betrieben meist die reine Leistungsfähigkeit des SANs im Vordergrund stand, wird nun
angesichts der großen Datenvolumen deren Verfügbarkeit und Sicherung zur Herausforderung: So
reichen beispielsweise häufig die altbekannten Backup-Fenster nicht mehr aus, um alle Daten zu
sichern. Außerdem wird die Verwaltung immer aufwändiger und droht, die Leistungsfähigkeit und auch
Verfügbarkeit der Systeme zu beeinträchtigen. Daher dürfen bei der Konzeption oder der Erweiterung
bestehender Speicherlösungen einzelne Komponenten nicht für sich allein betrachtet werden: Nur ein
funktionierendes Zusammenspiel geeigneter Hard- und Software sowie von Backup- und Restore-Systemen
führt hier zum Erfolg. Neben Storage Area Networks stehen jedoch mittlerweile auch
Speicherarchitekturen der nächsten Generation – wie zum Beispiel Storage-Grid-basierte Lösungen –
als Grundlage hochverfügbarer Speichersysteme zur Verfügung.

Hardware- und Software

Die Hardware ist bei SAN-Systemen – wie auch bei allen anderen Speicherlösungen – die Grundlage
für einen stabilen und sicheren Betrieb. Redundant ausgelegte Bauteile, Multipathing, RAID-Systeme
und Speicherreplikationen zählen mittlerweile zum Standard. So wird das Risiko durch ausfallende
Einzelkomponenten minimiert. Speziell bei großen Unternehmen sorgt zudem eine räumliche Trennung
der gespiegelten Daten für erhöhten Schutz.

Ein weiterer Aspekt ist die Vermeidung von Ausfallzeiten für Wartungsarbeiten oder
Erweiterungen. Unerlässlich sind hier Systeme, bei denen sich die Festplatten im laufenden Betrieb
ein- und ausbauen lassen (hot-swap). Auch die einfache Einbindung zusätzlicher Hardware in
bestehende Infrastrukturen sollte möglich sein. Von Vorteil sind hier Komponenten, die auf
Industriestandards basieren. Deren offene Schnittstellen sorgen für eine problemlose Zusammenarbeit
der Geräte – selbst dann, wenn sie von unterschiedlichen Herstellern stammen. Auch eine
einheitliche und somit effiziente Verwaltung ist so möglich.

Unerlässlich für hochverfügbare Speichersysteme ist eine effiziente Managementsoftware.
Unternehmen sollten auf Lösungen setzen, die eine breite Palette an Plattformen, Betriebssystemen,
Speichertechnologien und Datensicherungs-Tools unterstützen. So können sie ihre gesamte
Infrastruktur unter einer einheitlichen Oberfläche verwalten. Von Vorteil ist dabei eine modular
aufgebaute Managementsoftware. Diese ermöglicht die einfache Integration neuer Hardware und
Applikationen oder den Aufbau einer räumlich verteilten Infrastruktur ohne Wechsel der Software.
Ein weiterer Punkt ist die ständige Überwachung der Speichersysteme: Administratoren werden so
bereits im Vorfeld vor drohenden Engpässen gewarnt und können frühzeitig reagieren – oder über
entsprechende Regeln automatisch eine Anpassung der Ressourcenzuteilung vornehmen. Damit werden
Leistungseinbrüche oder gar Ausfälle aufgrund von kurzfristigen Spitzenbelastungen vermieden und
die Verfügbarkeit weiter gesteigert. Ein zusätzlicher Vorteil: Vorhandene Ressourcen werden besser
ausgenutzt.

Schwachpunkt Backup und Restore

Zentrale Aspekte bei der Konzeption hochverfügbarer Speichersysteme sind automatisierte
Datensicherungs- und Wiederherstellungsprozesse. Wenn allen bereits beschriebenen Maßnahmen zum
Trotz das Speichersystem ausfallen sollte, gilt es, den Anwendern die Daten schnellstmöglich wieder
bereit zu stellen. Wie eingangs erwähnt, wird dies insbesondere bei SAN-Systemen mit großen
Speicherkapazitäten verstärkt zum Problem. Die Zeiten, die dafür zur Verfügung stehen
(Backup-Fenster), reichen häufig nicht mehr aus, um alle Informationen zu kopieren. Auch das Backup
von Daten aus Filialen oder von "langsamen" Geräten ist häufig ein Flaschenhals, der die
Sicherungsprozesse verzögert. Abhilfe schaffen hier mehrstufige Backup-Systeme. Diese sind aufgrund
der mittlerweile verfügbaren kostengünstigen Plattenspeichersysteme (zum Beispiel mit
S-ATA-Schnittstellen) für immer mehr Betriebe eine echte Alternative zum bisher meist üblichen
einstufigen Backup-Verfahren: Zunächst werden die Daten auf kostengünstigen Plattenspeichern "
zwischengelagert", bevor sie auf die langsameren Bandspeichermedien übertragen werden. Der Einsatz
beider Systeme ermöglicht zudem eine Kombination aus so genannten Snapshots, die ein momentanes
Abbild der Daten sichern, mit dem klassischen Backup. Mit Letzterem lassen sich zum Beispiel auch
versehentlich gelöschte oder beschädigte Dateien wiederherstellen, was mit Snapshots häufig nicht
möglich ist. Mehrstufige Backup-Systeme haben darüber hinaus einen weiteren Vorteil: Auch viele
kleine Dateien lassen sich sehr schnell wiederherstellen. Dies dauert bei einer rein bandgestützten
Sicherung erheblich länger und hat damit auch deutlich längere Ausfallzeiten zur Folge. In vielen
Unternehmen ist dies ein Schwachpunkt der Speicherstrategie: Zwar werden die unternehmenswichtigen
Daten gesichert, doch wissen viele IT-Verantwortliche nicht, wie lange die Wiederherstellung
mittels Bandmedien im Ernstfall dauert. Die Auswirkung sind langwierige ungeplante Ausfälle mit
immens hohen Folgekosten.

Der Speichermarkt ist zurzeit durch die zunehmende Verbreitung von
Information-Lifecycle-Management- (ILM-)Lösungen im Umbruch. Bei ILM umfasst das Backup nicht mehr
nur die klassische Datensicherung, sondern wird zum Prozess, der kritische Informationen über ihre
gesamte Lebensdauer hinweg begleitet. Dabei sorgen in den mehrstufigen Speicherinfrastrukturen
definierte Regeln für ein automatisches Verschieben der Daten zwischen den unterschiedlichen
Speicherklassen wie etwa SANs und Storage-Grid-basierten Systemen. Letztere sind auf Basis von
technisch identischen Speicherzellen mit jeweils eigenem Prozessor, Arbeitsspeicher und Speicher,
so genannten Smart Cells, aufgebaut. Hinzu kommt, dass sie nicht mehr nur als reine Datenspeicher
fungieren: Durch ladbare Softwarefunktionen können sie auch eine automatische Kategorisierung,
Indizierung sowie Suche und Bereitstellung der Daten übernehmen. Dies sorgt für eine schnelle und
zuverlässige Verfügbarkeit der gespeicherten Informationen. Ein weiterer Vorteil:
Storage-Grid-basierte Lösungen entlasten bestehende Speichersysteme wie etwa
SAN-Infrastrukturen.

Ohne Speicherstrategie keine Hochverfügbarkeit

Grundlage jeder hochverfügbaren Speicherlösung – unabhängig davon, ob sie "nur" auf einem
herkömmlichen IP-Speichersystem (Network Attached Storage) oder SAN basiert oder beispielsweise
auch Storage-Grid-basierte Systeme umfasst – ist eine umfassende Speicherstrategie. Denn nur eine
perfekte Abstimmung aller Komponenten gewährleistet eine stabile Infrastruktur mit niedrigen
Ausfallzeiten. Im Bedarfsfall lassen sich auch Daten rasch wiederherstellen, die etwa durch Fehler
der Anwender oder durch Viren beschädigt oder gelöscht worden sind. Entscheidend ist zudem, dass
die Speichersysteme auf Industriestandards basieren. Dies erleichtert die Integration in bestehende
Infrastrukturen und führt zu einer effizienteren Administration. Weitere Vorteile sind die
Skalierbarkeit und Flexibilität, sodass Unternehmen ihre Infrastrukturen rasch an veränderte
Anforderungen anpassen können.

Bei der Speicherreplikation werden Daten kontinuierlich auf ein Sekundär-Array kopiert (das sich beispielsweise an einem anderen Standort befindet). So ist der Zugriff auf die Daten sichergestellt, auch wenn ein gesamtes Speichersystem ausfallen sollte. Während dieser Prozess in großen Umgebungen direkt zwischen zwei Disk Arrays stattfindet, werden in kleineren Infrastrukturen Daten zwischen Servern repliziert, die über ein IP-Netzwerk mit dem SAN verbunden sind. Dadurch wird eine One-to-One-, One-to-Many- und eine Many-to-Many-Replikation ermöglicht. Dabei werden nur geänderte Daten synchronisiert (in inkrementellen Blöcken), um den Netzwerkverkehr so gering wie möglich zu halten.

Die Verbindung zwischen Server und der Netzwerkspeicherlösung besteht aus mehreren Komponenten: HBA, Switch, Kabel und Array-Controller. Wenn eine davon ausfällt, bricht die gesamte Verbindung zusammen. Dieses Problem wird durch Multipathing mit redundanten Komponenten bereits im Vorfeld vermieden. Steht eine Komponente nicht zur Verfügung, kann der Datenverkehr auf die andere umgeleitet werden. Software wie HP Storageworks Secure Path ermittelt unterbrochene Verbindungen und initiiert das automatische Failover. Zudem lassen sich durch Lastenausgleich (Load Balancing) die Daten auf beide Verbindungen gleichmäßig verteilen. Dies führt zu einem höheren Datendurchsatz.


Lesen Sie mehr zum Thema


Jetzt kostenfreie Newsletter bestellen!

Weitere Artikel zu Lampertz GmbH & Co. KG

Matchmaker+