VMware vsphere Storage Appliance: Hochverfügbarkeit für kleinere IT Umgebungen. Alle Vorteile der Servervirtualisierung auch ohne Shared Storage

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1 White Paper VMware vsphere Storage Appliance: Hochverfügbarkeit für kleinere IT Umgebungen Alle Vorteile der Servervirtualisierung auch ohne Shared Storage Von Mark Peters Oktober 2011 Dieses White Paper von ESG (Enterprise Strategy Group) wurde von VMware in Auftrag gegeben und wird unter Lizenz von ESG vertrieben.

2 White Paper: VMware vsphere Storage Appliance 2 Inhalt Servervirtualisierung, Hochverfügbarkeit und Business Continuity für KMUs... 3 VSA bietet Shared Storage-Funktionalität... 5 Was ist VSA?... 5 Das Wertschöpfungsangebot von VSA... 6 Fazit... 7 Sämtliche Marken sind Eigentum der jeweiligen Unternehmen. Die Informationen in dieser Publikation stammen aus Quellen, die von The Enterprise Strategy Group (ESG) als zuverlässig eingestuft werden. ESG übernimmt jedoch keinerlei Gewährleistung hinsichtlich dieser Informationen. Diese Publikation enthält unter Umständen Meinungen der ESG, die sich ändern können. Diese Publikation ist von The Enterprise Strategy Group, Inc. urheberrechtlich geschützt. Die teilweise oder vollständige Vervielfältigung oder Weitergabe dieser Publikation in gedruckter, elektronischer oder sonstiger Form an unbefugte Dritte ohne ausdrückliche Zustimmung durch die Enterprise Strategy Group Inc. verstößt gegen das Urheberrecht der USA und kann zu Schadenersatzforderungen und strafrechtlicher Verfolgung führen. Bei Fragen steht Ihnen ESG Client Relations unter folgender Rufnummer zur Verfügung:

3 White Paper: VMware vsphere Storage Appliance 3 Servervirtualisierung, Hochverfügbarkeit und Business Continuity für KMUs Vorteile der Virtualisierung: Unternehmen jeglicher Größe können durch die Virtualisierung Geld einsparen, ihr IT-Management verschlanken und dabei fast immer die Verfügbarkeit und Effizienz ihrer Anwendungen verbessern. Durch die Konsolidierung mehrerer Workloads auf weniger physischen Servern können die Investitions-, Energieund Verwaltungskosten gesenkt werden. Das Hinzufügen neuer virtueller Maschinen geht schnell und einfach vonstatten. Indem Anwendungen und Betriebssysteme von der zugrunde liegenden Hardware entkoppelt werden, sparen Unternehmen Ausgaben für IT-Hardware und -Management und können schneller auf Anwenderwünsche und geänderten Bedarf reagieren. Angesichts dieses überzeugenden Wertschöpfungsangebots überrascht es nicht, dass der Anteil virtualisierter Server immer weiter steigt, wie die Grafik zur ESG-Studie in Abbildung 1 zeigt. Noch im Jahre 2010 hatten nur 25% der Anwender 40% oder mehr ihrer x86-server virtualisiert. Diese Zahl wird bis 2012 auf 58% steigen und sich somit mehr als verdoppeln. Abbildung 1. Prozentsatz der bereits virtualisierten x86-server Welcher Prozentsatz der x86-server in Ihrer Organisation, die potenzielle Virtualisierungskandidaten sind, wurde bisher tatsächlich virtualisiert? Welche Änderungen erwarten Sie in den nächsten 24 Monaten? (Prozentsatz der Befragten, N=463) Heute In 24 Monaten 40% 38% 35% 30% 25% 20% 10% 12% 21% 9% 25% 11% 17% 11% 20% 14% 5% 0% 2% Weniger als 10% der Server 10% bis 20% der Server 21% bis 30% der Server 31% bis 40% der 41% bis 50% der Server Server Mehr als 50% der Server 1% 3% Nicht bekannt Quelle: Enterprise Strategy Group, 2011 Vorteile und Herausforderungen der Virtualisierung: Bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMUs) mit 100 bis 999 Mitarbeitern ist der Anteil virtualisierter Server stetig gestiegen, sodass eine verstärkte Nutzung der Servervirtualisierung für die IT von KMUs mittlerweile oberste Priorität hat. 1 Über die offensichtlichen Vorteile der Servervirtualisierung (Konsolidierung und Kostenreduzierung) hinaus gibt es weitere wertvolle operative Vorteile in Bezug auf Hochverfügbarkeit (High Availability, HA) und Business Continuity (BC) 2, wie beispielsweise die automatische Wiederherstellung nach Serverausfällen durch einfachen Neustart der Anwendungen. Die Business Continuity- und Disaster Recovery-Programme stehen daher auf der Prioritätenliste für KMUs an zweiter Stelle. Die Virtualisierung erforderte bisher allerdings in der Regel Shared Storage-Hardware, die häufig zu komplex und teuer für KMUs ist. 1 Quelle: ESG-Studie, 2011 IT Spending Intentions Survey, Januar Beim Thema Hochverfügbarkeit geht es darum, Tools und Methoden zur Verfügung zu stellen, die den Betrieb von IT-Systemen und Anwendungen gewährleisten, damit der Geschäftsbetrieb dauerhaft funktioniert (= Business Continuity).

4 White Paper: VMware vsphere Storage Appliance 4 Warum jedes Unternehmen Hochverfügbarkeit anstreben sollte Hochverfügbarkeit (High Availability, kurz HA) ist für jedes Unternehmen ein wesentlicher Erfolgsfaktor. Ausfallzeiten sind teuer. Sie wirken sich negativ auf der Kostenseite des Unternehmens aus, da die Betriebszeit der Anwendungen und die Produktivität des Personals eng mit der Umsatzgenerierung verknüpft sind. Außerdem bedeuten weniger Ausfallzeiten weniger Sorgen für die IT-Mitarbeiter und gleichzeitig auch für die Führungskräfte im kaufmännischen Bereich. Es lohnt sich also für Unternehmen, die aktuelle Verfügbarkeit ihrer Anwendungen zu prüfen. Wie beeinflussen Wartungs- und Upgrade-Aufgaben die Arbeitsqualität des IT-Personals und die Produktivität der Anwender? Welche Anwendungen profitieren am meisten von einer HA-Virtualisierungsimplementierung zur Reduzierung von Ausfallzeiten? Welche Unternehmensebenen sind am meisten von Ausfallzeiten betroffen? Welche finanziellen Auswirkungen (d.h. entgangene Einnahmen oder Produktivitätsverluste) haben Systemausfälle auf das Unternehmen? Mit den Antworten auf diese Fragen lassen sich die finanziellen und operativen Vorteile von HA-/ BC-Aspekten der Servervirtualisierung genauer bestimmen. Die tatsächlichen Kosten durch Ausfallzeiten variieren zwar stark je nach Branche und Anwender, aber laut ESG- Studie verzeichnen die meisten Unternehmen schon nach kurzer Zeit erhebliche Umsatzverluste oder andere negative Auswirkungen auf ihr Geschäft, wie Abbildung 2 zeigt. 3 Bei 53 Prozent der Umfrageteilnehmer kommt es spätestens nach einer Stunde Ausfallzeit ihrer Tier-1-Daten zu erheblichen Umsatzverlusten oder anderen negativen Auswirkungen auf das Geschäft. In solchen Situationen kann ein hochverfügbares System das Geschäft erheblich unterstützen und Umsatzverluste oder andere negative Auswirkungen verhindern. Abbildung 2. Toleranz von Unternehmen für Ausfallzeiten Geben Sie für die folgenden Daten-Tier an, wie viel Ausfallzeit für Ihr Unternehmen akzeptabel ist, bevor es zu beträchtlichen Gewinneinbußen oder anderen Beeinträchtigungen kommt. (Prozentsatz der Befragten, N=510) 40% 35% 35% Tier-1-Daten Tier-2-Daten Tier-3-Daten 30% 25% 20% 18% 21% 27% 13% 24% 17% 22% 12% 20% 10% 5% 5% 5% 8% 4% 4% 3% 3% 0% Keine Ausfallzeit Weniger als 1 Stunde 1 bis 3 Stunden 3 bis 10 Stunden 10 bis 24 Stunden 1 bis 3 Tage Mehr als 3 Tage Quelle: Enterprise Strategy Group, Quelle: ESG-Studie, 2010 Data Protection Trends, April 2010

5 White Paper: VMware vsphere Storage Appliance 5 VSA bietet Shared Storage-Funktionalität KMUs müssen, wie jedes andere Unternehmen auch, ihre Business Continuity gewährleisten. Oft stehen ihnen dazu aber weitaus weniger Ressourcen und geringere Budgets zur Verfügung. VSA ist ein kostengünstiges, benutzerfreundliches, automatisiertes Tool für Unternehmen, die Hochverfügbarkeit und Business Continuity erreichen möchten, sich aber die zusätzlichen Kosten sowie den Zeit- und Managementaufwand herkömmlicher Verfahren einfach nicht leisten können. Egal ob Sie ein Virtualisierungsneuling sind oder Ihr System erweitern möchten: VSA bietet Ihnen einen messbaren Mehrwert, und zwar nicht nur finanziell denn Sie müssen sich auch keine Sorgen um Ausfälle mehr machen und arbeiten dadurch stressfreier. Für jedes Unternehmen ist die kontinuierliche Ausführung von Anwendungen und damit die Gewährleistung des fortlaufenden Geschäftsbetriebs, und zwar unabhängig von geplanten Wartungs- oder Upgrade-Arbeiten oder unvorhersehbaren Problemen wie Systemausfällen eine unabdingbare Erfolgsvoraussetzung. Um diesen Grad an Business Continuity zu erreichen, war bisher Shared Storage-Hardware nötig. Bei Shared Storage handelt es sich um ein externes Storage-System, das von mehreren physischen Servern gemeinsam genutzt wird, um Anwendungen oder virtuelle Maschinen zu unterstützen, die von einem Server auf einen anderen übertragen werden. Ohne diese teuren und oftmals komplexen Lösungen ist der Storage an einen Server gebunden und kann keine Anwendungen oder VMs unterstützen, die auf einen anderen physischen Server verschoben werden sollen. VSA beseitigt dieses Problem und bietet die nötige Shared Storage-Funktionalität, ohne dass dazu neue physische Storage-Systeme gekauft und implementiert werden müssen. VSA ist eine Software, die den internen Storage von Servern in einer Shared Storage-Ressource zusammenfasst. VSA genauer erklärt Was ist VSA? Mit der neuen vsphere-version 5 brachte VMware auch die erste Virtual Storage Appliance, abgekürzt VSA, auf den Markt. VMware beschreibt VSA als Appliance, bei der es sich aber nicht um ein physisches Gerät oder eine Paketlösung handelt. VSA ist vielmehr eine Software, die aus dem internen Direct Attached Storage von zwei oder drei Servern einen virtuellen Storage-Pool erstellt und diesen dann zur Nutzung durch VMs bereitstellt. 4 VSA wird über vcenter Server (die zentrale Steuerungsplattform von VMware) verwaltet. Mit einem einfachen Installationsprozess wird der Anwender durch die Netzwerkeinrichtung und die HA-Implementierung für vsphere geführt. Mit VSA können daher nun auch KMUs die Vorteile und das hohe Verfügbarkeitsniveau von Shared Storage nutzen, die nicht über die nötige Zeit und das zusätzliche Budget für derartige Lösungen (Switches, vernetzte Storage-Hardware, zusätzliche Virtualisierungssoftware, externe Storage-Controller mit Replikationsfunktionen usw.) verfügen. VSA unterstützt dabei VMware Storage vmotion. Damit sind Anwender in der Lage, Live-Migrationen (Verschiebungen) von VM-Festplattendateien (VMDKs) zwischen heterogenen Storage-Systemen durchzuführen, um beispielsweise Wartungsaufgaben auf System- und Anwendungsebene zu unterstützen. Dabei gehen weder Transaktionsdaten verloren, noch kommt es zu Unterbrechungen im Betrieb geschäftskritischer Anwendungen. Durch VSA wird Shared Storage zu einem Konzept, das virtuell implementiert wird, für das also kein vernetzter physischer Storage vorhanden sein muss. Ganz und gar nicht virtuell sind hingegen Funktionalität und Nutzen einer solchen Implementierung, denn in diesen Punkten ist die Softwarelösung ihrem physischen Pendant durchaus ebenbürtig. VSA verschafft somit KMUs die Shared Storage-Funktionalität von Rechenzentren großer Unternehmen, jedoch ohne die Kosten und Komplexität einer voll vernetzten, gemeinsam genutzten physischen Storage- Infrastruktur. 4 Um an dieser Stelle eine lange Funktionsauflistung sowie redundante Informationen zu vermeiden, sei auf einen guten Überblick zu VSA auf der Website von VMware verwiesen:

6 White Paper: VMware vsphere Storage Appliance 6 Das Wertschöpfungsangebot von VSA VSA ermöglicht es Unternehmen mit begrenzten IT-Ressourcen, sich die Vorteile der Servervirtualisierung in dreierlei Hinsicht stärker zu erschließen: Keine hohen Kosten für Shared Storage: VSA senkt die Investitionskosten für die Schaffung eines Shared Storage-Pools durch die Nutzung von Virtualisierungssoftware. Es entstehen keine zusätzlichen Ausgaben für physische Shared Storage-Hardware. Benutzerfreundlichkeit: Mit VSA wird die Komplexität und das nötige Vorwissen für die Umsetzung erweiterter Virtualisierungsfunktionen erheblich verringert, da Server und Storage gemeinsam und einheitlich installiert und verwaltet werden. Es sind also keine zusätzlichen Storage-Spezialisten notwendig, um das System einzurichten oder im laufenden Betrieb zu nutzen. Echte Vorteile für den Betrieb: Erweiterte vsphere-funktionen wie HA und Fehlertoleranz, die auch während Serverausfällen die kontinuierliche Verfügbarkeit von Anwendungen gewährleisten und somit Ausfallzeiten und Datenverluste verhindern, stehen nun einem breiteren Spektrum von Anwendern zur Verfügung. Was VSA-Interessenten beachten sollten Für die meisten Nutzer zahlt sich die Investition in VSA bereits dadurch aus, dass dank des effizienteren Systembetriebs Kosten für neue Virtualisierungshardware vermieden werden können. Die Vorteile von VSA sind hier offensichtlich. Anwender sollten daneben aber auch folgende Faktoren in Betracht ziehen: VSA arbeitet mit vsphere 5 zusammen. Anwender sollten vcenter getrennt von ihrem VSA-Cluster ausführen. Anderenfalls ist VSA nicht in der Lage, die Systemverfügbarkeit bei Knotenausfällen wiederherzustellen, wenn vcenter auf einem dieser Knoten läuft eine nicht optimale Lösung. Der physische Storage von VSA wird über synchrone RAID-Spiegelung 5 (d.h. Echtzeitkopien) zwischen den Knoten geschützt. Wenn ein einzelner VSA-Knoten ausfällt, führt VSA zudem ein automatisches Failover zu einem anderen Knoten aus. So bietet VSA (laut Angaben von VMware) eine Verfügbarkeit von 99,9%. o Aufgrund der verwendeten RAID-Methoden stehen Anwendern nur etwa 25% der Brutto- Festplattenkapazität tatsächlich zur Verfügung. Festplatten sind allerdings relativ preisgünstig. Selbst wenn also für den VSA-Betrieb die vierfache Festplattenkapazität erforderlich wird, ist dies wesentlich billiger, als ein vollständiges physisches Shared Storage-System zu installieren. In der ersten Version von VSA hat VMware den Schwerpunkt auf einfache Installation und Benutzerfreundlichkeit gelegt, weniger auf die Flexibilität. Beispielsweise können maximal drei interne Server-Storage-Pools kombiniert werden. Alle Festplatten müssen über die gleiche Kapazität verfügen und es sollte immer das gleiche Servermodell verwendet werden. Außerdem kann die VSA-Knotenanzahl und die Festplattenkapazität der einzelnen Server nicht mehr verändert werden, nachdem VSA installiert und eingerichtet wurde. Selbst mit diesen kleinen Einschränkungen stellt VSA im Vergleich zu den äußerst komplexen Storage-Lösungen herkömmlicher Anbieter (z.b. SAN-basierte, externe Storage-Subsysteme mit zwei Controllern) für die meisten Anwender noch immer die einfachere und preisgünstigere Lösung dar. VSA ist also vor allem für kleine Unternehmen eine sehr interessante Alternative zu herkömmlichen Storage-Verfahren. 5 RAID bezeichnet eine Reihe von Standard-Storage-Verfahren, die festlegen, wie Daten für umfassenden Schutz an verschiedenen Orten und in unterschiedlichen Formen gespeichert werden sollen. Derartige Verfahren werden inzwischen in fast allen IT-Umgebungen angewendet. VSA im Speziellen verwendet RAID 10 innerhalb der einzelnen Knoten und RAID 1 knotenübergreifend. Dabei handelt es sich um sehr sichere Kopierverfahren, die verhindern, dass ein Single-Point-of-Failure entsteht. Gleichzeitig ist dies der Grund, warum VSA mehr Festplattenspeicher benötigt.

7 Fazit White Paper: VMware vsphere Storage Appliance 7 VSA richtet sich an kleinere IT-Organisationen, die Shared Storage nutzen möchten, um ihre Systemverfügbarkeit zu verbessern, und die von den Vorteilen von vsphere-hochverfügbarkeit, vmotion und weiteren Funktionen profitieren wollen. Zwar mögen in diesem Zusammenhang mitunter Bedenken wegen des erheblichen Bedarfs an Festplattenkapazität geäußert werden, aber die Vorteile einer höheren Verfügbarkeit dürften diese Nachteile letztlich aufwiegen. VSA kann auch als Zwischenstation auf dem Weg hin zu komplexeren Implementierungen dienen und somit helfen, Unternehmen in ihrer Virtualisierungsstrategie voranzubringen. Es ebnet den Weg zu einer echten virtualisierten Architektur und ergänzt die unmittelbaren Vorteile wie Konsolidierung und Kostensenkung durch erhöhte Betriebsstabilität und Ausfallsicherheit. Für VMware wird es eine besondere Herausforderung sein, potenziellen Anwendern von VSA zu erklären, wie die Lösung all das leisten soll, ohne zusätzliche Komplexität in Planung und Betrieb zu schaffen. Speziell die Fachterminologie mag für manche IT-Leiter von KMUs verwirrend sein. Doch egal, ob dies auch auf Sie zutrifft oder nicht konzentrieren Sie sich lieber darauf, welchen Nutzen VSA für Sie hat, anstatt sich den Kopf zu zerbrechen, was VSA eigentlich ist oder wie es funktioniert. Denn in der Praxis ist die Lösung tatsächlich leicht zu bedienen. KMUs benötigen die gleichen wirtschaftlichen und operativen Vorteile hochverfügbarer Systeme wie jedes andere Unternehmen. Sie brauchen also das, was Shared Storage leisten kann und das alles bietet VSA. Da VSA dabei hilft, Ausfallzeiten zu vermeiden, lässt sich eine Investition in diese bedienerfreundliche Software für KMUs leicht rechtfertigen. VSA ist somit ein preisgünstiger, einfacher und sinnvoller Schritt für kleinere und mittelgroße IT Organisationen, die im Rahmen ihrer Virtualisierungsinitiativen Hochverfügbarkeit erreichen möchten.

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