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Speichersystem für große Datenmengen Was ist ein Speicher-Array / Storage-Array?

| Autor / Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber / Dr. Jürgen Ehneß

Ein Speicher- oder Storage-Array ist ein System, das für die zuverlässige Speicherung großer Datenmengen vorgesehen ist. Je nach Typ oder Anwendung arbeitet es file-, block- oder objektbasiert. Arrays verfügen über Redundanzfunktionen, sind hochverfügbar und lassen sich gut skalieren. Ein Storage-Array kann in Form eines klassischen Disk-Arrays, SSD-Arrays, All-Flash-Arrays oder Hybrid-Arrays realisiert sein.

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Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
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(Bild: © aga7ta - Fotolia)

Die Begriffe Speicher-Array und Storage-Array werden oft synonym verwendet und stehen für Systeme, mit denen sich große Mengen von Daten speichern lassen. Die Speicherung der Daten kann je nach Anwendung und Typ des Arrays file-, block- oder objektbasiert stattfinden.

Ein Speicher- oder Storage-Array ist eine dedizierte Hardware, die über spezielle Schnittstellen mit Servern oder einem Netzwerk verbunden ist. Die Arrays sind mit Redundanzfunktionen ausgestattet und hochverfügbar. Um bei steigendem Bedarf den Speicherplatz anzupassen, lassen sie sich schnell und einfach skalieren.

Es existieren verschiedene Techniken zur Realisierung eines Speicher-Arrays. Klassische Arrays arbeiten mit Festplatten, moderne Systeme basieren auf Flash-Speicher. Mischvarianten aus Festplatten und Flash-Speicher werden als „hybride Speicher-Arrays“ bezeichnet. Die Speicherkapazität eines Storage-Arrays kann bis zu viele Petabyte betragen. Professionelle Systeme sind für den Betrieb in einem Rechenzentrum vorgesehen und werden in Rackbauweise betrieben.

Durch die Verbindung von Arrays über ein Netzwerk entstehen Speichernetzwerke wie Storage Area Networks (SANs). Eine wichtige Komponente eines Speicher-Arrays ist der Controller, der die einzelnen Speichergeräte innerhalb des Arrays managt und nach außen als Schnittstelle für den Zugriff und das Speichern der Daten fungiert.

Hochverfügbarkeit eines Storage-Arrays

Professionelle Storage-Arrays verfügen über leistungsfähige Hochverfügbarkeitsfunktionen. In klassischen diskbasierten Systemen wie SSD-Arrays oder Disk-Arrays bilden mehrere Disks logische Redundanzgruppen und nutzen Verfahren wie die Datenspiegelung oder Parität. Ein häufig innerhalb von Arrays verwendetes Verfahren ist RAID (Redundant Array of Independent Disks).

Neben der Spiegelung von Daten innerhalb eines Arrays sind Redundanzmechanismen zwischen verschiedenen Arrays möglich. Redundanzen werden ohne externe Beteiligung, beispielsweise eines Servers, ausgeführt und vom Array-Controller gemanagt. Die einzelnen Komponenten eines Arrays wie Controller, Netzteile oder Schnittstellenbaugruppen sind ebenfalls häufig redundant ausgeführt.

Die verschiedenen Arten der Speicher-Arrays

Ein Speicher-Array kann auf unterschiedlichen Speichertechnologien basieren. So kann es sich bei einem Storage-Array um folgende Typen handeln:

  • Disk-Array,
  • SSD-Array,
  • All-Flash-Array,
  • Hybrid-Array.

Ein Disk-Array besteht aus mehreren Festplatten. Die einzelnen Festplatten eines Arrays lassen sich im laufenden Betrieb einsetzen oder austauschen.

Auch ein SSD-Array arbeitet grundsätzlich diskbasiert, verwendet aber keine herkömmlichen rotierenden Festplatten, sondern Solid State Drives (SSDs). SSDs besitzen prinzipiell gleiche Bauformen, Controller-Technologien und Schnittstellen wie herkömmliche Festplatten, nutzen aber halbleiterbasierten Flash-Speicher zur Datenspeicherung.

Auch All-Flash-Arrays verwenden Flash-Speicher und besitzen wie SSD-Arrays keine mechanisch beweglichen Teile. Die All-Flash-Arrays sind aus einzelnen Speichermodulen aufgebaut, die sich nicht wie Disks verhalten. Abhängig vom Produkt kommen spezielle Cache- und Controller-Technologien zum Einsatz. SSD- und All-Flash-Arrays bieten gegenüber Disk-Arrays zahlreiche Vorteile. Sie arbeiten wesentlich schneller (hohe Schreib- und Lesegeschwindigkeiten und niedrige Zugriffszeiten), besitzen keine von Verschleiß betroffene Mechanik und haben einen niedrigen Energieverbrauch sowie eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit.

Bei einem hybriden Storage-Array handelt es sich um eine Mischform aus Disk-Array und Flash-basiertem Array, das die Vorteile der günstiger Disk-Arrays mit ihren hohen Speicherkapazitäten mit den Vorteilen der schnellen Flash-Speicher kombiniert.

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