DAS vs NAS (ISCSI) vs SAN: Ein Technologievergleich

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1 DAS vs NAS (ISCSI) vs SAN: Ein Technologievergleich Wozu dient dieser Technologievergleich? Die Implementierung eines neuen Server- bzw. Storagesystems in vorhandene IT-Strukturen kann eine große Herausforderung darstellen. Mit dem vorliegenden Technologievergleich möchte MAX- DATA Ihnen diese Aufgabe vereinfachen. Dieser Technologievergleich bietet eine grundlegende Einführung in die verschiedenen Speichertechnologien, untersucht ihre erweiterte Funktionalität und hilft Ihnen dabei, die richtige Lösung für Ihre spezifischen Geschäftsanforderungen zu finden. 1 Übersicht Storage-Technologien 1.1 Direct Attached Storage (DAS) Was ist DAS? Jeder, der schon einmal einen Server gesehen hat, kennt DAS. Direct Attached Storage ist ein Ausdruck, der direkt an den Server angeschlossenen Plattenspeicher beschreibt. Ob intern oder extern spielt keine Rolle: Über einen externen SCSI-Kanal angeschlossene Festplatten fallen auch darunter. Direct Attached Storage (DAS) ist die traditionelle Art und Weise, Datenspeicher in ein System zu integrieren, d.h. direkt anzuschließen. Dabei werden die Festplatten direkt am lokalen Server oder über Host-Bus-Adapter angeschlossen. Bei heutigen Serversystemen wird meist SCSI-Technologie verwendet, um eine gewisse Flexibilität zu erreichen. Zum Teil werden auch Fibre-Channel Verbindungen gewählt, welche direkt an einzelnen Servern angeschlossen werden, als Direct Attached kurz DAS gelten. DAS - Schaubild 1.2 Network Attached Storage (NAS) Was ist NAS? Ein Network Attached Storage kurz NAS ist ein Server-System auf Basis von Windows Storage Server 2003 bzw. Linux(Bsp. Open-e), speziell entwickelt für den Einsatz als dedizierter Dateiund Druckserver. Durch seine Ähnlichkeit zu einem Dateiserver wird es auch als NAS- Filer bezeichnet. Lediglich mit Hilfe eine Webbrowsers lässt sich ein NAS innerhalb weniger Minuten konfigurieren und für den Einsatz als Netzwerkspeicher nutzen. Der Zugriff für unterschiedlichste Clients(Unix/ Linux, Windows, MAC) wird über Netzwerkfreigaben(SMB/NFS/ CIFS...) erreicht. NAS findet seinen Einsatz in Umgebungen, in denen eine schnelle Speicherlösung erforderlich ist, ohne eine zusätzliche dedizierte Infrastruktur anschaffen zu müssen. Skalierbarkeit wird durch zusätzliche NAS Server erreicht, bwz. durch die Anbindung eines NAS Systems an ein Storage via SCSI oder Fibre- Channel. NAS - Schaubild

2 MAXDATA Storage Area Network (SAN) Was ist SAN? Ein Storage Area Network Abk.: SAN ist ein dediziertes, sicheres, zuverlässiges und einfach zu handhabendes eigenständiges Netzwerk, typischerweise auf Basis der Fibre Channel Technologie. Es ist vollkommen getrennt vom herkömmlichen Netzwerk. Das SAN verbindet 1 oder mehrere Serversysteme über einen dedizierten FC- Switch mit den Speichersystemen (Fibre Channel Storage/ Tape Autoloader...). Die einzelnen Speichersysteme sind in der Lage, innerhalb des SAN Daten direkt untereinander auszutauschen, ohne vorher über Serversysteme kommunizieren zu müssen. Dadurch sind Funktionen wie Backup, Kopierfunktionen und Replikationen möglich, ohne das Netzwerk zu belasten. Ein SAN basiert meist auf Glasfasertechnologie und erlaubt so sehr hohe Transferraten zwischen Host und Datenspeicher (bis zu 400MB/s. pro Port) sowie enorme Reichweiten (10km). Das SAN verbindet das beste aus 2 Welten: Die Geschwindigkeit, kurzen Antwortzeiten und hohe Datenintegrität vom SCSIProtokoll und die Netzwerkfunktionen des TCP/IP Protokolls. Die grundlegende Idee eines SAN liegt in der Konsolidierung grösster Datenmengen, der Reduktion des Verwaltungungsaufwands einzelner Systeme, und der optimalen Effizienz bei der Nutzung der vorhandenen Hardwarekapazitäten. SAN - Schaubild 1.4 Internet SCSI Was ist ISCSI? iscsi heißt Internet SCSI und beschreibt seine Besonderheit schon im Namen. Es ist ein über das Internet zu übertragendes SCSI-Protokoll. Mit seiner Hilfe können Storage- Systeme über das TCP/IP Netzwerkprotokoll an Server angeschlossen weden. Dies hört sich wie eine Mischung aus SAN (SCSI Protokoll) und NAS (TCP/IP Protokoll) an. Dies ist es auch! Wie beim NAS werden die Rechner über das LAN mit dem Storage-System (NAS-Serversystem) verbunden. Mit einer frei verfügbaren Software, dem sogenannten ISCSI Initiator kann ein Server dann auf das ISCSI Storage, meist ein NAS System mit einer ISCSI- Target Software, zugreifen. Während beim NAS die üblichen Netzwerkprotokolle SMB,NFS,XFS und CIFS sind, wir bei iscsi das SCSI-Protokoll über das Netzwerk verschickt. Aber auch mit dem SAN gibt es eine enge Verwandtschaft. Eigentlich ist nur das Übertragungsmedium ein anderes. Beim SAN wird das SCSI-Protokoll in Fibre Channel verpackt, bei iscsi in das TCP/IP Protokoll. In beiden Fällen werden Datenblöcke übertragen. Daher spricht man bei Einstz von ISCSI auch häufig von ISCSI-SAN. ISCSI(NAS) - Schaubild

3 MAXDATA 2 2 Technologievergleich Grundsätzlich hat jede der vorangegangenen Technologien eine Berechtigung in der heutigen Zeit. Dabei ist jedoch immer zu beachten, welchen Nutzen die zukünftige Storage Technologie bieten soll, und wie sie in der bestehenden Infrastruktur implementiert werden kann. Aspekte wie Preis, Datenvolumen und Skalierbarkeit sind immer wieder die Hauptkriterien welche die Entscheidung beeinflussen. Trotz der Glasfasertechnologie von SAN hat auch SCSI noch immer einen sehr hohen Stellenwert. Gerade wenn Kunden eine kostengünstige und doch ausfallsichere Lösung (RAID) benötigen. Um zu verstehen, wie sich die Technologien unterscheiden sind die untenstehenden Blockschaubilder sehr gut geeignet. Abb. 1 Die Unterschiede zwischen den Lösungen liegt in der Konnektivität bzw. den Schnittstellen. Bei der DAS-Lösung wie bei der SAN Lösung werden separate Komponenten wie SCSI- Controller bzw. FC- Hostbus Adapter(Abb.1) benötigt, während die ISCSI/ NAS Lösung bzw. die reine NAS Lösung vorhandene Netzwerkkarten nutzen. Ein weiterer Unterschied liegt darin das bei der NAS Lösung die Applikation und das Filesystem keine Einheit bilden(abb.2). Daraus wird ersichtlich, daß diese Lösung nur Filebasierten Datenverkehr, nicht aber einen Blocklevel basierenden Zugriff zulässt. Bei DAS, ISCSI als auch SAN bilden Applikation und Filesystem eine Einheit, was hier einen Einsatz von Datenbanken zulässt. Bei ISCSI/NAS und NAS erfolgt die Datenübertragung über das Ethernet-basierende Netz, über das auch andere Datenpakete transferiert werden. Die Geschwindigkeit kann hier nur so hoch sein, wie die momentane Bandbreite des Netzwerkes. Der Datendurchsatz kann daher nicht so hoch wie bei der DAS-Lösung mit direkter SCSI-Datenleitung und der SAN Lösung mit dediziertem FC- Netzwerk sein. DAS NAS Ethernet Netzwerk ISCSI Applikation Applikation Applikation Filesystem Filesystem Filesystem Ethernet Netzwerk Storage Storage Storage SAN Applikation Filesystem Fibre- Channel Netzwerk Abb. 2 Storage In Bezug auf den Einsatz von Datenbanken wie SQL bzw. Exchange unter ISCSI sollte der Aspekt des Broadcast gesteuerten Ethernet Protokolls(CSMA/CD) bei Nutzung innerhalb eines bestehenden Netzwerkes berücksichtigt werden. Hier ist eine Nutzung von dedizierten Netzwerkswitches, getrennt vom restlichen Datenverkehr empfohlen, mindestens jedoch eine Aufteilung in einzelne VLAN Segmente.

4 MAXDATA 3 3 Vor-/ Nachteile der Technologien 3.1 Vorteile von DAS + schneller Speicherzugriff durch hohe Transferraten zwischen Speicher-System und Server + geringe Kosten bei der Anschaffung + hohe Datenintegrität 3.2 Nachteile von DAS - schlecht Skalierbar, meistens verbunden mit einer Downtime - keine zentrale Datenhaltung - hoher administrativer Aufwand da jedes System einzeln administriert werden muß - überwindet nur geringe Distanzen 3.3 Vorteile von NAS 3.4 Nachteile von NAS + einfache Installation: auf dem vorinstallierten System müssen lediglich die IP Adresse und Datenfreigabe erstellt werden. + Alte Netzwerkstruktur kann weiter genutzt werden. Sinnvoll jedoch erst ab 1Gbit LAN + gut skalierbar: in Verbindung mit einem FC Storage lässt sich ein System bis auf mehrere TB erweitern. + einfache Administration via Webbrowser + Multi User Zugriff möglich (Windows/Unix/Netware) + Kostengünsting: Es werden keine zusätzlichen Client-Lizenzen (CALs) im Vergleich zu anderen Betriebsystemen benötigt + einfache Datensicherung mittels direkt an das System angeschossenen Bandlaufwerks bzw. Autoloaders + Performance: NAS Systeme sind optimiert für die Bereitstellung von Daten im Netzwerk + hohe Investitionssicherheit - - nur File-Level Zugriff, daher nicht für Datenbankanwendungen geeignet Die Datenübertragung ist nur so schnell wie das Netzwerk. 3.5 Vorteile von ISCSI + schnelle und unkomplizierte Installation und Integration in ein vorhandenes Netzwerk + sehr gut skalierbar: hier gelten die gleichen Vorteile wie bei NAS + einfach zu administrieren + Alte Netzwerkstruktur kann weiter genutzt werden. Sinnvoll jedoch erst ab 1Gbit LAN + der Einsatz von Blocklevel orientierten Applikationen wie Datenbanken (Exchange/SQL) ist möglich. + keine Beschränkung der Entfernung zwischen den Komponenten 3.6 Nachteile von ISCSI -Die Datenübertragung ist nur so schnell wie das Netzwerk. - Bei Nutzung keines dedizierten Netzwerkes kann es zu Performance Engpässen kommen. 3.7 Vorteile von SAN 3.8 Nachteile von SAN + bietet ein Maximum an Skalierbarkeit - höhere Investitionskosten als DAS und NAS Speicher. + zentrale Administration der Daten - erhöhter Aufwand bei der Implementierung durch die + höchste Performance durch das separate Fibrechannel Einrichtung der Fibrechannel Komponenten Netzwerk, dadurch hervorragend zur Konsolidierung von Daten geeignet + sehr gute Ressourcenauslastung, da sehr viele Systeme gleichzeitig zugreifen können. + besonders geeignet für Anwendungen mit häufigen Zugriffen wie Datenbanken oder Exchange. + hohe Ausfallsicherheit durch stabile Fibrechannel Technologie und redundante Auslegung aller wichtigen Komponenten. + Unterbrechungsfreie Online Erweiterung von Daten Volumes möglich

5 MAXDATA 4 4 Praxisgerechte Lösungsszenarien Das MAXDATA Produktportfolio bietet hervorragende Lösungen, damit Unternehmen die Herausforderungen ihres wachsenden Speicherbedarfs meistern können. Im folgenden wird Ihnen daher für jede der verfügbaren Technologien (DAS/NAS/SAN/ISCSI) sowie für die Integration eines NAS in ein SAN ein Beispiel- Lösungsszenario auf Basis von MAXDATA Speicherlösungen aufgezeigt und die notwendingen Mindest- Komponenten augeflistet. 4.1 DAS Lösung auf Basis Platinum 2200 IR HTTP Client(OWA) Outlook Client POP 3 Client Exchange Clients - 1 Serversystem - optional 1 externes Diskarray - optional 1 SCSI Controller) - bestehendes LAN Exchange Server TA Platinum 2200 IR Externes SCSI Disk Array 12-fach 4.2 NAS Lösung auf Basis Platinum 400 IR Storage Server - 1 NAS Serversystem - ein bestehendes LAN Netware Client Unix Client Windows Client SMB/NFS Freigabe TA Platinum 400 IR Storage Server

6 MAXDATA SAN Lösung auf Basis Platinum 2200 IR und FC Storage System MAXDATA SR 1202 TA FC Storage SR 1202 FC Switch - 2 Serversysteme - 1 Fibre- Channel Storage System - 1 Fibre- Channel Switch - je 1 Fibre- Channel Hostbus Adapter LAN 4.4 ISCSI- Lösung auf Basis Platinum 1500 IR und Platinum 600 IR Storage Server ISCSI Initiator - 1 NAS Serversystem(ISCSI Target) Microsoft Initiator Version Serversystem (ISCSI Initiator) - bestehendes LAN (dediziertes LAN empfohlen) TA Platinum 1500 IR ISCSI Target Open-E ISCSI oder WinTarget TA Platinum 600 IR Storage Server 4.5 Integration von NAS in eine SAN Lösung auf Basis Platinum 600 IR Storage Server und FC Storage System MAXDATA SR 1202 TA FC Storage SR 1202 FC Switch - 1 NAS Serversystem - 1 Fibre- Channel Storage System - 1 Fibre- Channel Switch - 1 Fibre- Channel Hostbus Adapter SMB/NFS Freigabe TA Platinum 6000 IR Storage Server LAN Netware Client Unix Client Windows Client

7 MAXDATA 6 5 Speicherlösungen von MAXDATA Die optimale Speicherlösung ist von vielen Faktoren abhängig. Daher ist es wichtig, die Auswahl sorgfältig nach betriebswirtschaftlichen Aspekten wie Kosten und Investitionssicherheitschutz als auch technischen Aspekten wie Datensicherheit, Performance und Wachstum durchzuführen. Anhand dieser Faktoren verbunden mit den unternehmenseigenen Vorgaben kann dann eine optimale Auswahl erfolgen. Auf den nächsten Seiten erhalten Sie eine detaillierte Übersicht über das Produktportfolio an Speicherlösungen von MAXDATA und ihren Spezifikationen. 5.1 Fibre Channel Storage Systeme TA SR 1202 Storage System (SAS/SATA) ATA) Hitachi Tagmastore WMS 100 Hitachi Tagmastore AMS 200 Hitachi Tagmastore AMS 500 Spezifikationen Single- oder Dual-Controller Cache-Größe: 512 bis 2 GB S-ATA und SAS (mix möglich) Basis mit bis zu 4 SAS to SAS/S-ATA Erweiterungseinheiten 12 Laufwerke pro Einheit Insgesamt 60 Laufwerke (73 GB, 146 GB, 300 GB SAS LW = 18 TB / 250 GB, 400 GB, 500 GB S-ATA LW = 30 TB) RAID-Level: 1, 0, 0+1, 5, 50 und Multi-Failure Support Max. Anzahl an LUNs: 512 Flexible Konnektivität: 4 FC-Ports 1, 2, 4 GBit/s Dual Active/Active Raid Controller mit Multi-Path-Manager (MPIO) mit automatischem Failover 4-GBit/s-FCAL-Loop für Backend-Verbindung Optionaler Vor-Ort-Service Optionaler Installations-Service Spezifikationen Single- oder Dual-Controller Cache-Größe: 1 bis 2 GB S-ATA Basis mit bis zu 6 Erweiterungseinheiten 15 Laufwerke pro Einheit Insgesamt 105 Laufwerke (250 GB S-ATA LW = 26,2 TB / 400 GB S-ATA LW = 42 TB) RAID-Level: 6, 5, 0+1, 1, 0 Max. Anzahl an LUNs: 512 Flexible Konnektivität: 4 FC-Ports 1 oder 2 GBit/s Mini-Hub-Architektur 512 virtuelle Ports mit Host- Speicherdomänen NAS-Funktionalität (optional) 2-GBit/s-FCAL-Loop für Backend-Verbindung Optionaler Vor-Ort-Service Optionaler Installations-Service Spezifikationen Single- oder Dual-Controller Cache-Größe: 2 bis 4 GB FC- und S-ATA-Intermix Basis mit bis zu 6 Erweiterungseinheiten 15 Laufwerke pro Einheit Insgesamt 105 Laufwerke (73 GB-, 146 GB- od. 300 GB FC-LW = 31,5 TB / 250 GB- od. 400 GB S-ATA-LW = 42 TB ) RAID-Level: 6, 5, 0+1, 1, 0 Max. Anzahl an LUNs: 512 Flexible Konnektivität: 4 FC-Ports 1 oder 2 GBit/s Mini-Hub-Architektur 512 virtuelle Ports mit Host-Speicherdomänen NAS-Funktionalität (optional) 2-GBit/s-FCAL-Loop für Backend-Verbindung Optionaler Vor-Ort-Service Upgrade zur AMS 500 möglich Spezifikationen Single- oder Dual-Controller Cache-Größe: 2 bis 8 GB FC- und S-ATA-Intermix Basis mit bis zu 14 Erweiterungseinheiten 15 Laufwerke pro Einheit 225 Laufwerke (maximal) (73 GB, 146 GB oder 300 GB FC-LW = 67,5 TB / 250 GB od. 400 GB S-ATA LW = 88,5 TB) RAID-Level: 6, 5, 0+1, 1, 0 Max. Anzahl an LUNs: , 2, 4 GBit/s FC x 4 Direktverbindungen zu Hosts 512 virtuelle Ports mit Host- Speicherdomänen NAS-Funktionalität (optional) 4 2-GBit/s-FCAL-Backend-Pfade Optionaler Vor-Ort-Service

8 MAXDATA NAS/DAS Storage Systeme noch nicht verfügbar TA PL ATINUM Office Storage Server TA PL ATINUM IR Storage Server TA PL ATINUM IR Storage Server Externes SCSI Disk Array 12- Fach Abhängig vom Hostsystem Einstiegs-Konfiguration Einstiegs-Konfiguration Einstiegs-Konfiguration Eigenschaften 1 x Intel Celeron Prozessor xxx GHz xxx MB DDR SDRAM 4 x 400 GB Festplatte S-ATA Embedded Linux 1 S-ATA RAID Controller 1 x Intel Celeron Prozessor 2.93 GHz 2 x 256 MB DDR SDRAM mit ECC 1 x 400 GB Festplatte S-ATA Microsoft Windows Storage Server 2003 Express Sonstige Ausstattung 19 Rackgehäuse Single Intel Pentium 4 Prozessor- Board mit Intel E7210 Chipsatz 4 x S-ATA hot-swap Festplatteneinschübe 1 x Dual S-ATA 150 RAID Controller (onboard) MAXDATA Server Management 1 x Intel Celeron Prozessor 2.93 GHz 2 x 512 MB DDR SDRAM ECC 1 x 400 GB Festplatte S-ATA Embeded Linux Betriebssystem Sonstige Ausstattung 19 Zoll Rack-Gehäuse Single Intel Pentium 4 Prozessor- Board mit Intel E7210 Chipsatz 12 x S-ATA hot-swap Festplatteneinschübe 1 x Dual S-ATA 150 RAID Controller (onboard) MAXDATA Server Management 2 redundante 430W Netzteile, hot-plug 2 redundante Lüfter 12 hot-plug SCSI Festplatteneinschübe 2 Host-Anschlüsse, Dual-Bus-Konfiguration, optional: Joiner-Modul für Single-Bus-Konfiguration (SCSI) SAF-TE Backplane VOS optional auf Anfrage 36 Monate Garantie

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