Storage Arrays werden Multiprotokoll-fähig

Ein Speicher für Fibre Channel, iSCSI und NFS

07.02.2008 | Autor / Redakteur: Thomas Böcker / Nico Litzel

Das NAS-Betriebssystem Data Ontap eignet sich seit Version 7G für Unified Storage, beherrscht also neben dem NFS-Protokoll auch Fibre-Channel und iSCSI. Dank der zwischenzeitlich ebenfalls integrierten Deduplizierungsfunktion lassen sich Daten nun auch innerhalb der FAS-Speicherarrays komprimieren.
Das NAS-Betriebssystem Data Ontap eignet sich seit Version 7G für Unified Storage, beherrscht also neben dem NFS-Protokoll auch Fibre-Channel und iSCSI. Dank der zwischenzeitlich ebenfalls integrierten Deduplizierungsfunktion lassen sich Daten nun auch innerhalb der FAS-Speicherarrays komprimieren.

Eine der großen Leistungen von Network Appliance (Netapp) ist Data Ontap mit dem WAFL-Dateisystem. Das NAS-Betriebssystem hat inzwischen eine längere Karriere hinter sich und eignet sich seit Version 7G für Unified Storage, beherrscht also neben dem NFS-Protokoll auch Fibre-Channel und iSCSI. Durch die zwischenzeitlich ebenfalls integrierte Deduplizierungsfunktion kann Netapp nun auch innerhalb der FAS-, V- und GX- Speicherarrays die Daten komprimieren.

Damit das Betriebssystem Data Ontap sowohl NAS als auch SAN Verwalten kann, haben die Programmierer eine ganze Reihe von Funktionen in den Data-Ontap-Kernel eingebaut, die andere Hersteller in eine spezielle Middleware oder zusätzliche Software-Bausteine auslagern. Die beiden wichtigsten Vorteile sind dabei Multiprotokoll-Fähigkeit und die sogenannte Flexvol-Technik.

„Multiprotokoll-Fähigkeit bedeutet dabei nichts anderes, als dass Data Ontap sowohl file- als auch blockbasierende Speicherzugriffe – also Fibre Channel, iSCSI, CIFS, NFS, HTTP und FTP – gleichermaßen unterstützt“, erläutert Robert Hasenstab, Product Marketing Manager bei Network Appliance. Traditionelle File Services für Windows- und Unix-Umgebungen oder Web-Anwendungen lassen sich daher ebenso „nativ“ realisieren wie komplexere SAN-Architekturen.

Der aufgrund wachsender Anforderungen an Kapazität und/oder Performance sonst unvermeidliche Aufwand für die Nach- oder Umrüstung von Speichernetzen entfällt somit. Der Nutzen wächst noch dadurch, dass auch der Mischbetrieb unterschiedlicher Zugriffsmodi vorgesehen ist, was die Implementierung abgestufter Speicherarchitekturen (tiered storage) beträchtlich vereinfacht – und zwar nicht nur in ein und demselben Netzwerk, sondern auch auf einem einzigen Storage-Array.

Voraussetzung dafür ist ein einheitlicher Blick auf die vorhandenen Speicherressourcen, den die FlexVol-Funktion als zweiter Kernbestandteil von Data Ontap bietet. „FlexVol fasst alle Arrays zu einem einzigen großen Storage-Pool zusammen und legt darin logische Daten-Container an, die von den physikalischen Kapazitäten entkoppelt sind und daher auch nicht deren Begrenzungen unterliegen“, so Hasenstab.

Mit anderen Worten: Die Container lassen sich frei verwalten, verschieben und – da sie Zugriff auf die gesamte Speicherhardware und nicht bloß einen Teil davon haben – jederzeit an den wechselnden Storage-Bedarf einzelner Anwendungen anpassen, weswegen sie auch als flexible volumes bezeichnet werden. Da zudem die Automatisierung dieser Vorgänge anhand von Richtlinien zum Kapazitätsmanagement vorgesehen ist, müssen Administratoren beim Provisioning noch nicht einmal selbst Hand anlegen.

Speichersysteme werden besser ausgelastet

Anwender profitieren davon doppelt, denn zum einen sinken infolge des vereinfachten Managements die Betriebs- und Arbeitskosten für den Unterhalt der jeweiligen Speicherinfrastruktur. Zum anderen verbessert sich laut Hasenstab mittelbar die Auslastung der Storage-Systeme, die in serverzentrierten IT-Landschaften oft nur 30 bis 40 Prozent beträgt, was weiteren Raum für Konsolidierungen schafft.

Virtualisierung auf Filesystem-Ebene

Zusätzliche Freiheit gewinnen Anwender durch das Ontap-Filesystem WAFL und das darauf aufsetzende Deduplizierungsverfahren A-SIS. WAFL steht für Write Anywhere File Layout, ein Dateisystem, das seinerseits ganz auf Virtualisierung ausgerichtet und damit Grundlage der FlexVol-Funktion ist. Es wurde ursprünglich für besonders große RAID-Arrays entwickelt und ermöglicht es, Datenblöcke an jedem beliebigen Ort auf dem Laufwerk zu speichern, unabhängig davon, ob es sich um Anwendungs- oder Metadaten handelt. „Einer der wichtigsten Vorteile dieses Designs besteht darin, dass sich Schreibzugriffe sozusagen ‚einsammeln’ und einem bestimmten RAID-Bereich zuweisen lassen, womit die sonst üblichen Performance-Einbußen durch Parity-Checks, etwa bei RAID 4, entfallen“, erklärt Hasenstab.

Wie man RAID-4 beschleunigt

Festgehalten werden die Schreibvorgänge in eigenen Log-Dateien, die das System in einem nichtflüchtigen Speicher (NVRAM) ablegt. Ein weiterer Nutzen dieser Methode zeigt sich beim Backup, denn um ein konsistentes Abbild seiner Daten zu erhalten, muss der Anwender im Idealfall nur zu Beginn einmal eine Eins-zu-eins-Kopie des Speicherinhalts erstellen. Sowohl das Original als auch die Kopie verweisen dann mithilfe eines Pointers auf den gleichen Datenblock oder den identischen Speicherort auf dem Laufwerk.

Bei allen weiteren Zugriffen werden nur noch die tatsächlichen Änderungen festgehalten. Logs für die Schreibvorgänge und Vermerke über notwendige Änderungen an den Metadaten wandern wiederum in den NVRAM, von wo sie sich zu einem späteren Zeitpunkt für ein Upgrade (einen neuen Snapshot – bis zu 255 für jedes logische Laufwerk sind möglich) abrufen lassen. Schon dadurch sinkt der für ein gewöhnliches Backup erforderliche Kapazitäts- und Zeitbedarf erheblich.

Granulare Deduplizierung

Eine weitere Besonderheit von WAFL besteht darin, dass es die Integrität der Unternehmensinformationen durch Erstellung einer Prüfsumme für jeden einzelnen Datensatz schützt. Dieses Verfahren nutzten die Entwickler von Network Appliance zuletzt als Ausgangspunkt für das Deduplizierungsverfahren Advanced Single Instance Storage, kurz A-SIS. Dabei dient die Prüfsumme als „Fingerabdruck“, den A-SIS mit einer Datenbank aller Prüfsummen aktuell genutzter Datenblöcke abgleicht, wobei die Blockgröße vier Kilobyte beträgt.

„Diese geringe Blockgröße ist entscheidend, weil sie für eine hohe Granularität des Deduplizierungsprozesses und damit eine nochmals deutlich effizientere Nutzung der vorhandenen Speichersysteme sorgt“, verdeutlicht Hasenstab. „Im Einzelfall lässt sich zum Beispiel die Größe eines Boot-Volumes mithilfe von A-SIS um 70 bis 80 Prozent reduzieren.“

Mehr Speicherkapazität fürs gleiche Geld

Im Blog Tech OnTap des Unternehmens werden als typische Werte zwischen 35 Prozent (für ein Home-Directory-Verzeichnis) und über 90 Prozent (bei täglichen Datenbank-Backups) genannt. Da das zuerst 2006 vorgestellte A-SIS zudem eine integrierte Funktion von WAFL ist, läuft die Datenbereinigung als für die User unsichtbarer Batch-Prozess im Hintergrund ab: Performance-Einbußen sind so praktisch nicht festzustellen.

Darüber hinaus lässt sich die Deduplizierung nicht nur von Hand anstoßen, sondern auch anhand eines Zeitplans oder fester Schwellenwerte automatisieren – nicht nur für Backups, sondern auch für eine ganze Reihe anderer Anwendungen.

Kommentare werden geladen....

Was meinen Sie zu diesem Thema?

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de/ (ID: 2010661 / Disk-Virtualisierung)