Service Provider Lufthansa Systems hat langjährige Erfahrung mit Virtualisierung

Mit Speichervirtualisierung zum optimierten Rechenzentrum

04.09.2007 | Redakteur: Nico Litzel

Der Eingang zu einem der größten Rechenzentren in Deutschland. Die Spezialisten von LH Systems in Kelsterbach waren von Anfang an dabei, wenn es darum ging, Produkte zur Speichervirtualisierung in der Praxis zu testen.
Der Eingang zu einem der größten Rechenzentren in Deutschland. Die Spezialisten von LH Systems in Kelsterbach waren von Anfang an dabei, wenn es darum ging, Produkte zur Speichervirtualisierung in der Praxis zu testen.

Eines der größten Rechenzentren in Deutschland betreibt der Service Provider Lufthansa Systems (LH Systems) in Kelsterbach. LH Systems arbeitet bereits seit zwölf Jahren mit Speichervirtualisierung und war schon bei der Geburtsstunde der Virtualisierungstechniken mit von der Partie.

Für die Bereitstellung von Speicherkapazität ist seit vielen Jahren Curt Borschel, Manager Enterprise Storage, zuständig. Viele Produktdatenblätter und Konzepte sind schon über seinen Schreibtisch gewandert. Manche Produkte haben sein Interesse gefunden, zum produktiven Einsatz haben es allerdings nur wenige geschafft. Die Hochstimmung vieler heutiger Virtualisierungsfreunde versteht er zwar, aber wirklich neu ist das Thema nicht.

Seit mehr als zehn Jahren sind bei dem IT-Dienstleister Systeme im Einsatz, die mit Methoden arbeiten, die heute unter der Bezeichnung „Utility Speicher“ als Vorzeigetechnik gehandelt werden. Storage-Insider sprach mit Curt Borschel über Vergangenheit und Zukunft des Speichermanagements.

Beim Mainframe setzte LH Systems schon im Jahr 1995 den Iceberg von Storagetek ein, den IBM als alleiniger OEM vermarkten durfte. Das war die Geburtsstunde der kapazitätsarmen Snapshot-Technik und der wahren Virtualisierungstechniken, die heute ihre Fortentwicklung im Thin Provisioning gefunden haben. Zunächst vermarktete Storagetek den Iceberg allein und brachte später die Nachfolgemodelle Shared Virtual Array (SVA) und V2X heraus. Dies geschah in enger Zusammenarbeit mit Lufthansa Systems, die 2001 eine Entwicklungskooperation mit Storagetek schlossen und die im eigenen Rechenzentrum die frühzeitig getesteten Systeme V2X seither für z/OS erfolgreich betreiben.

Auch im Open-Systems-Umfeld sah man die Möglichkeiten der neuen Virtualisierungstechnik. Hewlett-Packard (respektive Compaq) brachte 2004 das Enterprise Virtual Array (EVA) heraus. Network Appliance (NetApp) folgte mit zahlreichen Virtualisierungsfunktionen in seinem Data-Ontap-Betriebssystem, die ein sogenanntes „Overprovisioning“ ermöglichen. Das heißt, man bietet mehr Speicherkapazität an, als tatsächlich installiert ist. Overprovisioning ist eine weitere Ebene in der Speichervirtualisierung, die einen Mechanismus bereitstellt, der im Hintergrund wirkt und einer großzügig angelegten logischen Festplatte physikalischen Speicher nachliefert – wenn ein Schwellwert anzeigt, dass dies erforderlich wird.

Zahlreiche Produkte und Konzepte werden getestet

Seit einigen Monaten untersuchen die IT-Experten von Lufthansa Systems den Einsatz von 3Par Storage genauso wie die Lösung von Pillar Data Systems.

3Pars Inserv-Familie bietet manche Leistungsmerkmale einer V2X. „Für uns als Provider hat es einen ungemeinen Charme, zwei Projekte aus demselben physikalischen Speicherpool zu bedienen. Wir legen in jedem Projekt die logische Festplatte (LUN) für die Anwendung so groß als möglich an, bei der Hardware starten wir aber mit der kleinsten notwendigen Kapazität. Wir können, bildlich ausgedrückt, mit diesen Geräten atmen“, erläutert Borschel.

Ein Finanzdienstleister, der am Jahresende für den Bilanzabschluss viel Speicherplatz benötigt, muss insofern nicht mehr in zusätzliche Speicherkapazität investieren, die dann etwas später ungenutzt bliebe. Beim Overprovisioning kann diese freigewordene Kapazität wieder von einer völlig anderen Anwendung genutzt werden.

Borschel hat natürlich nicht nur zur Aufgabe, über Speichervirtualisierung in offenen Systemwelten zu philosophieren. Sofern Virtualisierungslösungen einen Nutzen versprechen, werden sie auch implementiert. Im Jahr 2002 hat LH Systems als einer der ersten Service-Provider die Virtualisierungs-Software SAN Symphony von Datacore in zwei Rechenzentren in Betrieb genommen. Die vom Hersteller versprochenen Funktionen, wie die Erzeugung virtueller Volumes in einem großen Speicherpool aus heterogenen Speichersystemen, die Hardware-unabhängige Spiegelung von Daten zwischen Rechenzentren wie auch Performance-Vorteile durch den großen Cache, konnten alle realisiert werden. Ende 2005 wurde das Datacore-Produkt dann wieder abgelöst, da die traditionellen Speicherhersteller mittlerweile integrierte Lösungen anbieten konnten.

Man setzte daraufhin bei LH Systems auf Hitachis Tagma Store. „Der Speichercontroller hat sich als das robustere System bewährt“, sagt Borschel. Als reiner Primärspeicher mit 73, 146 und 300 Gigabyte FC-Festplatten würde das System laut Borschel für Kunden jedoch sehr teuer werden. Die Tagma Store ist allerdings ein Speicherelefant, hinter dessen Storage-Controller sich beliebige, auch ältere, Speichersysteme anschließen und virtualisieren lassen. Je mehr Kapazität hinter den Tagma Stores auf Fremdsystemen eingebunden ist, desto geringer werden bei einer Mischkalkulation die Kosten für die Kunden.

„Für die Ablage von Snapshots und weniger kritischen Daten sind diese Systeme immer noch mehr als gut geeignet“, erklärt Borschel. Da alle Speichersysteme unter einer zentralen Verwaltungshoheit mit Funktionen wie Snapshot, Mirroring und Replikation stehen, vereinfacht sich auch die Administration des gesamten Speicherpools, der bei LH Systems selbstredend über zwei Rechenzentren gespiegelt ist.

Virtualisierung hilft viel, abgestimmte Prozesse helfen mehr

Bei der LH Systems dreht sich natürlich nicht alles um Systeme, sondern vor allem um effiziente Prozesse. So gibt es streng geregelte Verantwortungsbereiche für die diversen IT-Bereiche, die effektiv zusammenarbeiten müssen. Curt Borschel stellt beispielsweise auf Anforderung aus der Serverabteilung die Speichercontainer für die Anwendungen des Kunden bereit. Mit der Anwendungs-Software hat er sonst nichts weiter zu tun.

Mit den Serverkollegen muss sich der Speicherverwalter aber auf jeden Fall über Grundeinstellungen wie die Größe logischer Laufwerke (LUN) zuzüglich freier Kapazitäten für das Wachstum einigen, da sonst der Kunde aufgrund mangelnden Feintunings Leerkapazitäten bezahlen müsste. Ein sehr kritischer Gesichtspunkt, da der Füllungsgrad des Containers hoch liegen soll, andererseits aber der zukünftige Speicherbedarf der Anwendung nicht sofort den Container sprengen soll.

Funktionen zum Wachsen und in Zukunft vielleicht sogar zum Schrumpfen von LUNs, die inzwischen viele Hersteller in ihre Systeme integriert haben, sind für Borschel von geringem Interesse: „Ist auf der Serverseite eine ordentliche Schwellwertüberwachung für den Füllungszustand der LUN implementiert, dann ist es kein Problem, den Speicher am nächsten Tag zu erweitern. Eine vernünftige Reserve ergibt sich aus der Historie der Anwendung. Da bauen wir auf unsere Erfahrungswerte.“

Während im SAN die Container-Nutzung nicht kontrollierbar ist, können die Speicherexperten bei den NAS-Systemen schon frühzeitig eingreifen, da sich hier die Dateisystembelegung permanent verfolgen lässt und so ungewöhnliche Wachstumsraten sofort auffallen. Über die positiven Erfahrungen mit der kapazitätsarmen NetApp-Snapshot-Lösung im NAS-Umfeld wurde Borschel bestätigt, solche von ihm bereits seit Jahren gern praktizierten kapazitätsarmen V2X-Snapshots im Mainframe-Umfeld auch von den Herstellern block-basierter Storage-Lösungen (SAN) zu fordern. Copy-on-Write-Snapshots können bei Midrange-Systemen im Gegensatz zu Highend-Systemen zum echten Performance-Killer werden. Kapazitätsarme Snapshots sind ein Steuerungsinstrument, um dem Datenwachstum entgegenzuwirken, da sie helfen können, die Backup-Mengen zu reduzieren.

Über ITIL finden Abteilungen zusammen

Die Verwaltung des Speichers erfolgt nicht nach dem Gusto des Storage-Administrators. Jeder Handgriff ist vorgegeben, und jeder Spezialist kennt seine ITIL-Prozesse aus dem Effeff. Die Erweiterung eines Speichers fällt allerdings eher unter die unkritischen Standard-Change-Verfahren, die keiner weiteren Genehmigung von oben bedürfen, also von jeder Rechenzentrumsinstanz durchgeführt werden dürfen. „Für unsere Kunden sind unsere ITIL-konformen Prozesse der Qualitätsnachweis für die korrekte Behandlung unternehmenskritischer Anwendungen“, so Borschel.

„Durch die Dokumentation aller Verfahrensweisen in jeder Abteilung“, erläutert Borschel, „schaffen wir es, dass ähnliche Prozesse abteilungsübergreifend identisch abgewickelt werden.“ Interessanterweise spielt die Storage-Management-Spezifikation (SMI-S) eine ziemlich kleine Rolle beim Speicher-Management. Genau genommen ist die Speicherschnittstelle wenig hilfreich in den Fällen, die den Speicherexperten häufiger zu schaffen machen: Fehler im Host Bus Adapter (HBA). Analog zu dem Sniffer der Kollegen aus der LAN-Abteilung wurde ein Fibre Channel Sniffer Netwisdom der Firma Finisar im SAN eingeführt. Brauchte man früher unter Umständen zwei Tage um einen defekten FC-HBA zu identifizieren, ist es heute Minutensache, die Quelle falscher SAN-Kommandos zu finden.

Keine Begeisterung über ILM

Vor drei Jahren dominierte das Thema Information Lifecyle Management (ILM) die Medien. Alle Hersteller zogen am selben Strang und scheinbar auch in dieselbe Richtung. Die Daten nach ihrem Wert in einer Speicherhierarchie abzulegen, wurde als ultimativer Weg in eine durchorganisierte Informationsspeicherung propagiert. Ist von diesem Konzept etwas bei LH Systems realisiert worden?

„Die erste Begeisterung darüber, Daten so zu speichern, dass Lagerkosten und Zugriffsgeschwindigkeit optimiert sind, ist schnell geschwunden. Und auch die Kunden sind nicht daran interessiert, wie man Daten in einer Speicherhierarchie transparent, also unsichtbar für den Anwender, verschieben kann. Die wollen Antworten auf das Datenwachstum haben, um am Ende des Monats weniger Geld hinblättern zu müssen“, sagt Curt Borschel.

Die erwünschte Kostenersparnis ist nicht mit ILM, sondern aus Borschels Sicht mit vier Ansätzen erreichbar:

  • 1. Overprovisioning verhindert den Teil des Datenwachstums, der nur in zu groß angelegten logischen Festplatten stattfindet.
  • 2. Kompression auf Blocklevel mit Hilfe von Deduplication-Algorithmen kann die Backup-Datenmenge auf ein Zehntel reduzieren.
  • 3. Single Instance Storage (SIS) für die E-Mail-Archivierung, sodass für jeden Multicast nur ein einziges Dokument zu speichern ist.
  • 4. Hardware-getriebene regelbasierende Bewegungen auf unterschiedliche Storage-Klassen (automatischer Tiered Storage).

Noch an einer anderen Stelle lässt sich das Wachstum in den Griff bekommen: beim Backup-Equipment. Borschel verwendet Centric-Store-Lösungen von Fujitsu Siemens Computers (FSC), die als Virtual Tape Appliance nicht Bandbibliotheken emuliert, sondern tatsächlich Bänder und Laufwerke virtualisiert.

Mit dem Centric-Store war es keine Schwierigkeit auf größere Band-Kapazitäten umzusteigen und trotzdem die Kosten zu senken, da nicht mehr so viele physische Laufwerke benötigt werden. Dank dieses Kapazitätszuwachses beim Band von 40 Gigabyte auf inzwischen 800 Gigabyte kommt die LH Systems immer noch mit derselben Anzahl an Stellplätzen im Roboter aus, und ein Kunde hat nun statt realer 50 Laufwerke – nur mit dieser Anzahl konnte früher der Datendurchsatz hergestellt werden – 128 virtuelle Laufwerke im Einsatz, die dann im Zweiwegeverfahren auf nur noch acht reale Laufwerke schreiben.

Dieser Artikel stammt aus der August/September-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 siehe unten). Mit dem Experten-Know-how von STORAGE finden Sie künftig mehr Zeit für die wichtigen Dinge Ihres Jobs!

 

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Lufthansa Systems

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