Im Test: EMC AX100i

Speicherlösung für das Local Area Network

18. November 2005, 18:31 Uhr | Christoph Lange/wj

Der Speicherspezialist EMC bietet das SATA-Einstiegsmodell Clariion AX100 nun auch als iSCSI-Lösung an. LANline testete die mit zwei Controllern ausgerüstete AX100i, die bei einem Link-Ausfall automatisch auf den Ersatzpfad umschaltet.

Das SATA-iSCSI-Speichersystem AX100i von EMC ist als kostengünstige Einstiegsversion mit nur
einem Controller erhältlich. Dieses Modell heißt AX100SCi und ist mit einem batteriegepufferten
Cache ausgerüstet, um bei einem Systemausfall vor Datenverlusten zu schützen.

Für Unternehmen, die auf eine hohe Ausfallsicherheit Wert legen, empfiehlt sich dagegen die mit
zwei Controllern redundant ausgelegte AX100i. Jeder Controller verfügt über einen
Gigabit-Ethernet-Port für die iSCSI-Kommunikation, einen Management-Port und einen 512 MByte großen
Cache. Damit die Controller bei einem Stromausfall die Daten aus dem Cache noch auf die Festplatten
schreiben können, ist bei diesem System eine USV zwingend vorgeschrieben. Wenn einer der beiden
Controller ausfällt, wird ebenfalls sein Cache-Inhalt auf Platte geschrieben und der Write-Cache
anschließend deaktiviert. Auch die Lüfter und Netzteile des Speichersystems sind redundant.

Das Gehäuse der AX100i misst zwei Höheneinheiten und nimmt bis zu zwölf Hot-Plug-fähige
SATA-Festplatten auf. Diese sind derzeit mit Kapazitäten von 160 oder 250 GByte erhältlich. Im
Maximalausbau ergibt das eine Speicherkapazität von 3 TByte.

Zugriff direkt oder per LAN

LANline testete das mit zwei Controllern ausgerüstete Modell Clariion AX100i, das vom
EMC-Distributor Adiva zusammen mit einer Smart-UPS 750 von APC geliefert wurde. Das Speichersystem
lässt sich über redundante Pfade direkt mit einem Server verbinden, der damit exklusiven Zugriff
erhält. In den meisten Fällen dürfte es aber sinnvoller sein, zwischen die AX100i und den Server
zwei Gigabit-Ethernet-Switches zu schalten. Dadurch können bis zu acht Server auf das
Speichersystem zugreifen, und auch die LAN-Switches sind redundant ausgelegt. An die AX100SCi
lassen sich über einen LAN-Switch ebenfalls bis zu acht Server anbinden.

Um das normale Unternehmens-LAN nicht zu belasten und für das Speichernetz eine möglichst hohe
Performance bereit zu stellen, empfiehlt es sich, für die iSCSI-Übertragungen ein eigenes
Storage-LAN aufzubauen. Prinzipiell ist es aber auch möglich, die iSCSI-Speicherdaten über ein
bereits vorhandenes Gigabit-Ethernet-Netzwerk zu transportieren.

Für den LANline-Test kam ein Gigabit-Ethernet-Switch zum Einsatz, an den sowohl die zwei
AX100i-Controller als auch der Windows-2003-Testserver angebunden wurden. Der Server war mit zwei
normalen Gigabit-Ethernet-Karten SK-9821 von Syskonnect bestückt. Damit er über diese NICs mit dem
Speichersystem kommunizieren konnte, wurde der iSCSI-Initiator von Microsoft installiert. EMC
schreibt für die AX100i die Version 1.05a vor.

Wenn die Server-CPU im Normalbetrieb durch Anwendungen bereits stark belastet wird, empfiehlt
sich der Einsatz von speziellen iSCSI-Host-Bus-Adaptern (HBA). Sie übernehmen die Verpackung der
SCSI-Daten in das TCP-Protokoll und entlasten dadurch den Server-Prozessor deutlich. Gleiches gilt,
wenn die iSCSI-Datenübertragungen verschlüsselt werden sollen. Auch in diesem Fall ist eine
Entlastung durch dedizierte Zusatzkarten sinnvoll. Für die AX100i hat EMC den iSCSI-HBA QLA 4010
iSCSI von Qlogic freigegeben.

EMC liefert die AX100i mit einer großen Schautafel aus, die alle für die Inbetriebnahme
erforderlichen Schritte anschaulich und leicht verständlich beschreibt. Sie enthält auch den
Hinweis, dass bei einer redundanten Konfiguration auf dem Server die Mulitpathing-Software
Powerpath von EMC vorhanden sein. Für den Test wurde deshalb auf dem Windows-2003-Server Powerpath
4.3.1 installiert.

Probleme mit der Erkennung

Für die Verwaltung der AX100i ist jeder Controller mit einem dedizierten
Fast-Ethernet-Management-Port ausgerüstet. Sobald dessen IP-Adresse konfiguriert ist, kann der
Administrator per Browser auf das Management-Tool Navisphere Express zugreifen. Bei einem neuen
System ist aber die IP-Adresse dieser Management-Ports zunächst nicht bekannt. EMC liefert deshalb
ein eigenes Tool mit, das die im Netz vorhandenen AX100i-Systeme automatisch erkennt und so die
Konfiguration der IP-Parameter ermöglicht.

Das "Navisphere Storage System Initialization Utility" installiert der Administrator auf einem
Server oder einer Workstation, die sich im selben Subnetz befinden müssen wie die AX100i. Beim Test
hat dies zunächst nicht funktioniert. Das Utility wurde neben dem Testserver zusätzlich auf einer
Windows-2000-Workstation installiert, fand aber die am selben LAN-Switch angeschlossene AX100i
nicht. Die Vermutung, dass eventuell das Auto-Sensing der Netzwerkgeschwindigkeit und des
Duplex-Modus bei den beteiligten Komponenten für dieses Problem verantwortlich sein könnte,
bestätigte sich nicht. Weder mit der Einstellung "Auto" auf allen NICs und den Switch-Ports noch
mit der festen Konfiguration auf 100 Mbit/s Full Duplex konnte das EMC-Tool die AX100i
erkennen.

Die Lösung bestand schließlich darin, eine neuere Version des Navisphere Storage System
Initialization Utility von der AX100i-Support-Webseite herunterzuladen und zu installieren. Auf der
mitgelieferten CD befand sich die Softwareversion 6.16.0.4.63. Nachdem diese durch die neuere
Version 6.17.0.1.4 ersetzt worden war, fand das Tool das Speichersystem auf Anhieb. Anschließend
ließen sich die IP-Adressen der Mangement-Ports sowie der Benutzername und das Passwort für den
Zugriff auf das Navisphere-Express-Tool konfigurieren.

Zum Abschluss der Initialisierung führt die AX100i automatisch ein Reboot durch. Dabei trat ein
weiteres Problem auf: Nach dem Wiederhochfahren des Speichersystems war der Storage-Controller A
nicht mehr verfügbar. Über den Web-Browser ließ sich nur das Navisphere-Express-Tool des
Controllers B öffen. Es zeigte auch gleich die Warnung, dass der andere Controller nicht online
sei.

Um dieses Problem zu beheben, wurde die AX100i nochmal vollständig heruntergefahren. Nach dem
Neustart waren dann beide Controller online.

Einfache Verwaltung per Browser-GUI

Sobald der Zugriff auf beide Storage-Controller möglich war, ging es daran, die zwei
iSCSI-Gigabit-Ethernet-Ports der AX100i mit der gewünschten IP-Adresse zu versehen. Anschließend
wurden das RAID-Set und die Volumes angelegt. Die AX100i unterstützt RAID 1/0 und RAID 5. Von den
im Testsystem installierten vier 250-GByte-Platten wurden drei als RAID-5-Verbund eingerichtet und
die vierte als Hot-Spare-Disk. Dabei stellte sich heraus, dass die ersten vier Slots der AX100i
nicht für Hot-Spare-Platten genutzt werden können. Die vierte Platte wurde deshalb herausgezogen
und in den Slot 12 gesteckt. Anschließend ließ sie sich als Ersatz-Disk konfigurieren. Diese kann
entweder für alle auf der AX100i eingrichteten RAID-Sets oder exklusiv nur für ein bestimmtes Set
bereitgestellt werden.

Nachdem die AX100i das RAID-5-Set initialisiert hatte, wurden sogenannte Virtual Disks mit 10
GByte und 100 GByte konfiguriert. Dabei handelt es sich um Volumes, deren Kapazität gleichmäßig
über alle Platten des zugrunde liegenden RAID-Sets verteilt wird. Für den Server erscheinen diese
mit einer eigenen LUN versehen V-Disks wie ein normales Volume. Pro Disk-Pool kann der
Administrator bis zu 128 V-Disks einrichten und jede Disk im laufenden Betrieb bis zu 15 mal
erweitern. In Windows-2003-Cluster-Umgebungen unterstützt die AX100i nur zwei Knoten, wenn der
Microsoft iSCSI Initiator zum Einsatz kommt. Bei dieser Konfiguration stehen auch keine dynamischen
Disks zur Verfügung.

Nachdem die Plattenkonfiguration abgeschlossen war, musste der Testserver noch auf beiden
Controllern als Host eingetragen werden, damit er auf die AX100i zugreifen konnte. Dies erfolgt
mithilfe des Navisphere Server Utility von EMC, das auf dem Testserver installiert wurde. Es
registriert auf der AX100i die iSCSI-Verbindungen des Servers zum Speichersystem. Damit der Server
die auf der AX100i eingerichteten Virtual Disks sehen kann, müssen diese zudem im
Navisphere-Express-Tool mit dem Befehl "Assign Server" explizit freigeschaltet werden.

Anschließend ließen sich auf dem Testserver im iSCSI-Initiator-Wizard von Microsoft die AX100i
und die auf ihr konfigurierten Laufwerke als iSCSI-Target hinzufügen und dann vom Server
formatieren. Für die Authentifizierung der iSCSI-Initiatoren unterstützt die AX100i das
CHAP-Protokoll, wobei der Administrator eine einfache und eine gegenseitige Authentifizierung
einstellen kann. Das Speichersystem bietet darüber hinaus auch Client-Support für einen
iSNS-Server, der die im Netzwerk vorhandenen iSCSI-Systeme registriert und verwaltet.

Powerpath-Software

Die auf dem Server installierte Powerpath-Software von EMC sorgt dafür, dass die Daten vom und
zum Speichersystem immer nur über einen aktiven Pfad übertragen werden. Der zweite Pfad springt
erst im Fehlerfall ein. Um dennoch die Bandbreite von beiden Verbindungen zu nutzen, kann der
Administrator ein statisches Load-Balancing einrichten. Hierbei konfiguriert er die AX100i so, dass
ein Teil der Server über den Controller A auf die Platten zugreift, während der andere Teil über
Controller B geht.

Wenn alle Konfigurationsarbeiten abgeschlossen sind und die Server auf die iSCSI-Volumes
zugreifen können, sollten die Server am besten nicht mehr heruntergefahren und ausgeschaltet
werden, da es sonst passieren kann, dass die Verbindungen zum Speichersystem wieder verloren gehen
und ein Reboot der AX100i erforderlich ist, nachdem ein Server wieder hochgefahren wurde.

Performance- und Failover-Tests

Um die maximalen Übertragungswerte der AX100i zu ermitteln, wurden mithilfe des Tools Intel
Iometer mehrere Testreihen durchgeführt. Dabei erfolgten sowohl sequenzielle als auch
Random-Zugriffe auf das mit NTFS formatierte 100-GByte-Volume, wobei Blockgrößen von 2 KByte bis 10
MByte zum Einsatz kamen. Mit einer maximalen Schreib-Performance von knapp 40 MByte/s und einer
maximalen Lese-Performance von 90 MByte/s bei 10-MByte-Blöcken reicht die AX100i zwar nicht an die
Übertragungswerte von Fibre-Channel-Systemen heran. Für normale Anwendungen, die keine speziellen
Performance-Anforderungen stellen, dürften die mit der AX100i erreichbaren iSCSI-Übertragungsraten
aber in der Regel ausreichen.

Wenn EMC in eine künftige Version der AX100i wie angekündigt Gigabit-Ethernet-Karten mit
Jumbo-Frame-Support integriert, dürften sich die Performance-Werte mit Anwendungen, die große
Datenblöcke verwenden, noch deutlich steigern lassen. Jumbo Frames haben in der Regel eine Länge
von 9000 Byte und sind damit etwa sechsmal so groß wie Standard-Ethernet-Frames. Dadurch reduziert
sich der für die Übertragung der Protokollinformationen benötigte Overhead deutlich, da eine
gegebene Datenmenge mit wesentlich weniger Frames übertragen werden kann.

Der Test der Failover-Fähigkeiten bestand darin, die aktive iSCSI-Verbindung zwischen der AX100i
und dem LAN-Switch zu trennen, während ein zuvor mit Robocopy gestarteter Kopiervorgang lief. Das
System benötigte etwa dreieinhalb Minuten, bis die Umschaltung auf den Ersatzpfad erfolgte und der
Kopiervorgang fortgesetzt werden konnte. Für zeitkritische Anwendungen dürfte dies zu lange dauern.
Wesentlich schneller erfolgte dagegen das Failback, nachdem das zuvor entfernte Kabel wieder
eingesteckt worden war: Innerhalb von einer Sekunde waren die ausgefallenen Pfade wieder verfügbar.
Die AX100i wechselt dabei auf den ursprünglichen aktiven Pfad zurück.

Test der RAID-Funktionen

Der Test der RAID-Funktionen verlief ohne Probleme. Als eine Festplatte des aktiven RAID-5-Sets
aus der AX100i entfernt wurde, sprang automatisch die als Hot Spare definierte vierte Platte ein,
und die AX100i startete das Rebuild des RAID-Sets. Um sich vor Datenverlusten zu schützen, bietet
die AX100i zudem eine Snap-shot-Funktion, mit der sich von einer virtuellen Disk ein Snapshot
erstellen lässt, auf den dann ein anderer Server zugreifen kann. Dies klappte im Test auf Anhieb
reibungslos.

Fazit

Abgesehen von den anfänglichen Problemen mit dem Initialisierungs-Utility und dem zunächst nicht
verfügbaren Storage-Controller überzeugte die AX100i als sehr einfach zu verwaltendes
iSCSI-Speichersystem. Auch weniger erfahrene Administratoren dürften mit der AX100i gut zurecht
kommen und schnell in der Lage sein, die gewünschten RAID-Sets und Volumes für den iSCSI-Zugriff
einzurichten. Für zeitkritische Anwendungen könnten allerdings die relativ langen Umschaltzeiten
bei einem Link-Ausfall problematisch sein. Ansonsten ließ das Speichersystem im Test keine
Schwächen erkennen und erreichte in den Performance-Tests akzeptable Durchsatzraten. Mit einem
Preis von etwa 6500 Euro für die getestete Version mit zwei Controllern und vier
250-GByte-Festplatten ist die AX100i auch für kleinere Unternehmen eine durchaus erschwingliche
Lösung. Das Single-Controller-Modell ist sogar schon ab etwa 5000 Euro zu haben.

Info: EMC Tel.: 06196/47280 Web: www.emc2.de


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