iSCSI

Ein Protokoll will hoch hinaus

12.06.2007 | Redakteur: Nico Litzel

Remote Mirroring zwischen weit entfernten Speicher-Pools ermöglicht Remote Backup und schnelles Disaster Recovery. Das virtuelle SAN bietet dadurch ein Höchstmaß an Sicherheit. (Quelle: DataCore Software)
Remote Mirroring zwischen weit entfernten Speicher-Pools ermöglicht Remote Backup und schnelles Disaster Recovery. Das virtuelle SAN bietet dadurch ein Höchstmaß an Sicherheit. (Quelle: DataCore Software)

iSCSI gilt seit Langem als preisgünstige Alternative zum Fibre Channel. Das Zeitfenster für die Akzeptanz dieses Protokolls wird allerdings kleiner. Einen entscheidenden Impuls könnte jetzt DataCores Virtualisierungstechnologie bringen. Die neueste Software-Generation reißt die bislang trennenden Schranken zwischen den beiden Protokollen ein.

Seit Anfang 2003 ist iSCSI, das „Internet Small Computer System Interface“-Protokoll, ratifiziert. Der neue Standard transportiert SCSI-Speicherdaten – das Small Computer System Interface ist das vorherrschende Protokoll bei professionellen Speichergeräten – über das Internet Protocol (IP). Die Internet-Protokollfamilie wiederum ist der maßgebliche Standard in Nahbereichs- und Weitverkehrsnetzen.

Beide Standards für sich sind bereits seit Jahrzehnten etabliert und verbreitet. Hinter dem Begriff iSCSI verbirgt sich der Wunsch manches Administrators, neben Daten und Sprache nun auch Speicherblöcke über nur ein Netzwerk zu transportieren. Kurz ausgedrückt: die Konvergenz aller wichtigen Netze auf die Ethernet-Infrastruktur.

Auf den ersten Blick tritt iSCSI damit in Konkurrenz zu Fibre Channel, das seit fast 15 Jahren auf dem Markt ist. Das Fibre Channel Protocol (FC) basiert grundsätzlich auf seriellem SCSI, wurde aber speziell für die Anforderungen in einem Storage Area Network (SAN) entwickelt.

FC-SANs haben sich trotz großer Kompatibilitätsprobleme zwischen den diversen Anbietern längst etabliert, zumindest dort, wo höchste Anforderungen an Leistung, Hochverfügbarkeit und Ausfallsicherheit von Speicher gestellt werden. Doch Qualität hat ihren Preis: FC-Komponenten, so wissen die iSCSI-Protagonisten, sind für kleine und mittlere Unternehmen zu teuer.

Im Schritttempo vorwärts mit iSCSI

iSCSI-SANs versprechen Anwendern beträchtliche Vorteile. Wird der Speicherdatenverkehr über Ethernet mittels TCP/IP-Protokoll abgewickelt, ersparen sich die Anwenderunternehmen Investitionen in zusätzliche FC-Infrastrukurkomponenten und eine komplexe Technik, die mit speziell geschultem Personal installiert und Instand gehalten werden muss.

Dagegen kann heute jeder Administrator problemlos ein IP-basiertes LAN mit preisgünstigen und kompatiblen Infrastruktur-Komponenten einrichten und Etherports mit TCP/IP verwalten. Dennoch haben iSCSI-Produkte länger auf sich warten lassen, als zunächst vermutet. Dies lag unter anderem an der Entwicklungszurückhaltung besonders der großen Hersteller, die FC-SANs präferierten. Ganz klarer Grund damals: Speicherdaten müssen verzögerungsfrei übertragen werden, und iSCSI kommt erst mit neuer LAN-Technik wie GBit-Ethernet oder besser noch 10-GBit-Ethernet „ans Fliegen“. Die Freunde von iSCSI wähnen sich damit vor dem endgültigen Durchbruch.

Wer allerdings nicht nur über Technik, sondern auch über Preise nachdenkt, der bekommt von Experten zu hören, dass die 10-GBit-Technik zwar nicht mehr fünfmal so teuer ist wie FC zu Beginn, aber dass sie immer noch mindestens doppelt so viel kostet. Vielleicht nur eine Frage der Zeit. Das Umfeld für iSCSI scheint vorerst günstig. Es sind Speichersysteme von EqualLogic, FSC, NetApp und vielen anderen Herstellern auf dem Markt, die auch für den ausufernden Speicherbedarf großer mittelständischer Unternehmen geeignet sind, und die neben ausgeklügelten Verwaltungswerkzeugen auch überzeugende Hochverfügbarkeitsfunktionen besitzen.

Das neue Speichernetz legt Protokoll-Grenzen ab

Für die „High Availability“ von iSCSI kommt der entscheidende Schub durch die Speichervirtualisierung, die weitest gehend von der verwendeten Speicherhardware unabhängig macht. Die Integration einer Virtualisierungsschicht erscheint auf den ersten Blick gerade in kleineren Systemumgebungen überflüssig.

Bei näherem Hinsehen jedoch ist Virtualisierung auch für KMUs sinnvoll. Virtualisierung ermöglicht nicht nur wie bisher eine logische Sicht auf Speicherkapazitäten, sondern auf die gesamte Netzwerkarchitektur.

IDC spricht in seinem Ausblick 2007 von einer wachsenden Server/Storage-Konvergenz und einem Durchbruch für die Speichervirtualisierung 2.0. Jeder beliebige Standard-Wintel- oder Blade-Server bekommt durch die Software eine bestimmte „Persönlichkeit“. Die Speichervirtualisierung funktioniert genau so: Sie verwandelt gängige Standard-Server in zentrale Disk-Server, die virtuelle Disks oder virtuelle SANs über iSCSI und FC bereitstellen. Das bedeutet gleichzeitig ein Umdenken: Storage rückt an die Schwelle zum LAN, und zwar als Applikation jenseits diskreter Disk-Boxen.

Auf die richtige Mischung kommt es an

DataCore ist eines der ersten Unternehmen, das mit dieser etwas vorwitzig als Virtualisierung Version 2 bezeichneten Technik die bisherigen SAN-Schranken öffnet. Mit der jüngsten Generation von SAN Symphony 6.0 können hybride iSCSI/FC-Lösungen mit zentraler Managementschicht ohne Unterschiede in Funktion, Leistung und Bedienbarkeit eingerichtet werden.

Die Storage-Software integriert FC- und iSCSI-Target-Dienste sowie Managementfunktionen wie synchrone Spiegelung, asynchrone Spiegelung, Thin Provisioning und Snapshots. Dies ermöglicht Datenspiegelung zwischen beliebigen Hardware-Komponenten, und damit können Hochverfügbarkeit und Ausfallsicherheit zu niedrigen Kosten erreicht werden.

Basis der neuen Möglichkeiten ist der Disk-Server, der mit einem 3-GHz-Prozessor und 2 Gigabyte Arbeitsspeicher ausgestattet sein sollte – wenn man Wert auf beste Leistung legt. In seiner Grundfunktion ist dieser Festplattenserver die zentrale Speicherressource für unterschiedliche Hosts, die mittels LUN-Masking aus dem Pool mit Kapazität versorgt werden.

Zur Erweiterung des Storage-Pools bedarf es lediglich der Nachrüstung von günstigem Rohspeicher (Raw Disks). Insgesamt werden dadurch vorhandene und neue Ressourcen besser ausgelastet. Damit werden zentrale Managementfunktionen, die man von FC-SANs kennt, auch für das Ethernet verfügbar.

Viele Wege führen jetzt zum Ziel

Der Disk Server kann lokale Daten mittels Host-basierter Spiegelungstechnik synchron speichern (RAID-1) und im Falle einer Beschädigung der Primärdaten wiederherstellen. Wird etwa der E-Mail-Server beschädigt oder zerstört, können die Daten alternativ auf einem anderen Server wiederhergestellt werden. In Umgebungen mit zwei Disk-Servern können diese selbst redundant ausgelegt, über FC oder iSCSI verbunden und für Spiegelung mit automatischem Failover genutzt werden. Snapshots und entfernte Datenreplikation über IP-Verbindungen werden in erster Linie für Backup und Disaster Recovery eingesetzt.

Beim Storage Networking geht es jedoch nicht nur darum, die geschriebenen Daten innerhalb einer Box oder zwischen Boxen synchron zu spiegeln, auch der Pfad zu den Daten muss redundant und damit ausfallsicher konfiguriert sein. Ohne alternierende Netzwerkpfade (Alternate Pathing) lassen sich nur Fehler in der Disk oder im Speichersystem selbst beheben.

DataCore ist bislang der einzige Hersteller, der Alternate Pathing über iSCSI realisiert. Mit SAN Symphony 6.0 gestattet der Hersteller sogar Alternate Pathing im Protokoll-Mix. Der Anwender kann den primären Datenpfad über FC führen und den sekundären über iSCSI oder umgekehrt. Im Falle eines Ausfalls der FC-Verbindung würde dann der so genannte „Redirected-IO“ über iSCSI erfolgen. Die unterschiedliche Performance der beiden Strecken sollte beim Disaster Recovery berücksichtigt werden.

Optimierung durch Thin Provisioning

Waren früher die lokalen Kapazitäten eines Applikationsservers erschöpft und keine Festplatten mehr nachrüstbar, musste ein weiterer Server inklusive Applikationslizenzen angeschafft und in das Netzwerk integriert werden. Das ist jetzt keine Herausforderung mehr. Die Disk-Server lassen sich individuell mit weiteren Festplatten nachrüsten und erweitern damit den Storage-Pool.

Auch die Zuteilung von Speicher (Provisioning) hat sich wesentlich vereinfacht. Durch Thin-Provisioning lässt sich ein Großteil der Administrationsaufgaben automatisieren. Den Anwendungen werden virtuelle Laufwerke von bis zu 2 TB zugeteilt, physisch ist aber nur der reale Bedarf plus einer Reserve installiert. Für Administratoren entfällt die zeitaufwändige Aufstockung der Ressourcen eines Applikationsservers mit Neupartitionierung und Neustarts. Gleichzeitig wird die Auslastung der vorhandenen Ressourcen optimiert.

Resümee

Die Entwicklung von iSCSI hat sich als langwieriger herausgestellt, als zunächst erwartet. Dennoch lassen sich heute flexible und leistungsfähige iSCSI-Speichernetze zu moderaten Kosten aufbauen. Mit Einstiegspreisen von unter 1.000 Euro für die Software sind inzwischen iSCSI-SANs für kleine und mittlere Unternehmen realisierbar. FC behält in Sachen Performance sicher weiter die Nase vorn. Je nach Anwendungsfall gibt es aber auch gute Gründe für iSCSI. Wer bereits ein FC-SAN installiert hat, kann mit dem gemischten Einsatz beider Techniken die Kosten für die Hochverfügbarkeit von Anwendungen optimieren.

Dieser Artikel stammt aus der Juni/Juli-Ausgabe unserer Fachzeitschrift STORAGE. Wenn Sie Beiträge wie diesen und weitere hochklassige Analysen und Interviews in Zukunft regelmäßig und kostenlos nach Hause geliefert bekommen möchten, registrieren Sie sich jetzt bei Storage-Insider.de (Link unten). Mit dem Experten-Know-how von STORAGE finden Sie dann künftig mehr Zeit für die wichtigen Dinge Ihres Jobs!

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