Eine Einführung für IT-Entscheider

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1 EXECUTIVE BRIEFING Software Defined Storage Eine Einführung für IT-Entscheider Der Storage-Bereich stellt Unternehmen heute vor zahlreiche Herausforderungen. Wachsende Datenmengen sowie nichtkompatible Speichergeräte und -inseln haben zu einem Storage- Wildwuchs geführt, der nicht nur teuer und ineffzient, sondern auch schwer zu verwalten ist. Eine Lösung für diese Probleme ist die Trennung von Storage-Hardware und -Software. Softwaredefinierter Speicher bietet höhere Flexibilität, mehr Leistung, nahezu beliebige Skalierbarkeit, einen geringeren Aufwand bei Management und Wartung sowie nicht zuletzt beachtliche Kostenersparnisse und Effizienzsteigerung.

2 20 % Rund 20 Prozent Datenzuwachs pro Jahr damit müssen sich Unternehmen auseinandersetzen. 1 Aktuelle Storage- Herausforderungen Storage wird für Unternehmen zunehmend zum Problem. Die technischen Entwicklungen der vergangenen Jahre die Verbreitung mobiler Geräte, der Siegeszug sozialer Netzwerke und das Cloud Computing haben zu einer wahren Datenexplosion geführt. Die Folge: Das Datenaufkommen in den Unternehmen steigt stetig an. IDC spricht in seiner Studie Storage in Deutschland von einem Datenzuwachs von 20 Prozent pro Jahr, mit dem sich Unternehmen auseinandersetzen müssen. Zwei von drei Befragen erwarten sogar mehr als 20 Prozent. Diese stark wachsenden Datenmengen forcieren die Anforderungen an Speichertechnologien in Rechenzentren deutscher Unternehmen, heißt es in der IDC-Studie. Die historisch gewachsenen IT-Infrastrukturen können die Datenmassen kaum mehr bewältigen. Weil die üblichen Hardware-Lösungen nur für eine bestimmte Zeitspanne konzipiert und nicht flexibel ausgelegt sind, werden sie immer mehr zum Engpass. In diesem Dilemma gibt es zwei Lösungen: Entweder der veraltete, zu kleine Speicher wird komplett durch ein aktuelles System ersetzt mit der Konsequenz, dass er in wenigen Jahren wieder ausgetauscht werden muss. Oder die bestehende Storage-Landschaft wird um neue Speichersysteme erweitert manchmal geplant, meist aber ungeplant. Weit verbreitet ist die zweite Option: Außerplanmäßige Nachrüstungen der Speicherkapazitäten sind heute eher die Regel als die Ausnahme, so eine aktuelle TechConsult-Studie. Demnach sieht sich nahezu jedes dritte Unternehmen gezwungen, nicht geplante Erweiterungen vorzunehmen. Im Schnitt müssen Unternehmen sogar drei Mal pro Jahr ihre Storage-Infrastruktur expandieren. Zum Vergleich: Vor fünf Jahren lag der Durchschnittswert noch bei jährlich zwei Erweiterungen. Kosten und mangelnde Flexibilität Storage-Erweiterungen sind nicht nur arbeitsund zeitaufwändig. Sie belasten vor allem auch das IT-Budget. Zwei von drei Unternehmen sehen sich mittlerweile laut der Techconsult-Erhebung mit ständig steigenden Kosten für Speicherlösungen und das Datenmanagement konfrontiert. Über alle Branchen und Größenklassen hinweg beträgt das Durchschnittswachstum der Speicherkosten inzwischen sieben Prozent jährlich. Doch der Kosten-, Arbeits- und Zeitaufwand ist nur die Spitze des Eisbergs. Die ständigen Erweiterungen SPEICHERBEDARF UND -KOSTEN IN DEUTSCHLAND Sicherstellung der Datenaufbewahrung (Data Retention) und Compliance Erhöhung der Storage-Kapazität Reduzierung der Storage-Kosten Steigerung der Storage-Performance Steigerung der Flexibilität und Skalierbarkeit bei der Storage-Bereitstellung Verbesserung des Data-Recovery-Plans Optimierung der Festplattenauslastung 37 % 37 % 35 % 35 % 32 % 32 % 30 % Mehr als die Hälfte der Unternehmen sehen sich wachsendem Speicherbedarf und steigenden -kosten konfrontiert. Quelle: IDC 2

3 haben weitere, negative Effekte zur Folge: Jeder Storage-Administrator weiß, dass historisch gewachsene Speicherstrukturen nur bedingt kompatibel sind. Der Zukauf von Storage-Systemen unterschiedlicher Technologie und Hersteller führt zu Systemen, die zueinander und vor allem zu älteren Systemen inkompatibel sind und sich untereinander nicht verstehen. Selbst wenn man sich nur auf das Produktportfollio eines einzigen Hardware-Herstellers beschränkt, ist man vor Inkompatibilitäten nicht gefeit. Hinzu kommt: Hardware ist per Definition starr und unflexibel und führt daher dazu, dass man mehr kauft, als man braucht. Vor allem, um die Leistungs- und Hochverfügbarkeitsanforderungen abzubilden, stellen die IT-Abteilungen deshalb fast immer eine gewisse Überversorgung mit zu viel Speicherkapazität und zusätzlichem Redundanzlevel bereit. Diese starre und unflexible Storage-Erweiterung bedeutet aber auch eine ineffiziente Auslastung der Kapazitäten. Gleichzeitig sind solche Systeme infolge der komplexen Struktur und Anbindung oft auch nicht besonders schnell, da eine Fülle von Flaschenhälsen im System lauern, die die Geschwindigkeit drosseln können. Ineffiziente Speichersilos Dabei werden im Zuge von Big Data und Analytics die Aspekte Performance und Geschwindigkeit, mit der Daten bereitgestellt werden, immer wichtiger. Laut der Capgemini-Studie The Deciding Factor: Big Data & Decision Making haben Daten für zwei Drittel der befragten Führungskräfte einen sehr hohen Stellenwert bei der Entscheidungsfindung. Immer mehr Unternehmen investieren deshalb in Echtzeit-Analytics-Lösungen wie SAP HANA, um auf Basis der ausgewerteten Informationen fundierte Entscheidungen treffen zu können. Damit steigen auch die technischen Anforderungen an die Speichertechnologien in den Rechenzentren. DER SPEICHERMARKT IM UMBRUCH Heute Herausforderungen Serverspeicher Serverspeicher NAS Serverspeicher NAS Unternehmenskritische Business-&Analytics-Applikationen verlangen eine hohe Performance mit entsprechend schnellen Speicherbausteinen. Ak- Hyper-konvergente Systeme Flash Flash Arrays Zu viele inkompatible Geräte Neue Software für jedes Gerät Speichersilos Verwaltung SAN Cloud SAN Hybrid Arrays Im Laufe der Zeit hat sich eine Vielzahl verschiedener Speichersysteme angesammelt, die zueinander inkompatibel sind. 3

4 Daten und Datenspeicherung müssen ganzheitlich angegangen werden. Wolfang Heinhaus, Partner Advisor Experton Group tuell am häufigsten kommen dafür laut IDC SSDs zusammen mit Festplatten zum Einsatz. Doch der schnelle Flash-Speicher in Kombination mit herkömmlichem Speicher verkompliziert die Storage-Landschaft weiter. Die neueren Storage- Innovationen haben zu konvergierten Systemen geführt, zu Flash-Karten, Flash-Arrays und Cloud- Speicher - und letztlich zu Speichersilos und zueinander völlig inkompatiblen Systemen. Diese Vielfalt und die Speichersilos bringen erhebliche Herausforderungen mit sich, was das effiziente Storage-Management betrifft. 2 Kriterien für ein modernes Storage-System Damit Anwender aktuellen und künftigen Herausforderungen gewachsen sind, müssen sie ganz allgemein in der Lage sein, beliebige Speicheranforderungen darunter auch SSDs - flexibel handhaben und integrieren zu können. Was aber passiert mit den bereits getätigten Storage-Investitionen? Ist es sinnvoll, sie zu entfernen und durch neuere Systeme zu ersetzen? Wenn intelligente Speicherlösungen ihre Nutzungsdauer verlängern können, sicher nicht. Warum sollte jedes Jahr Hardware vollständig ersetzt werden? Neueste Flash-Hardware, Festplatten und Storage- Modelle sollten stattdessen jederzeit zusätzlich integriert werden können und vor allem reibungslos miteinander funktionieren. Es ist also an der Zeit für neue Storage-Konzepte: Daten und Datenspeicherung müssen ganzheitlich angegangen werden, sagt Wolfang Heinhaus, Partner Advisor bei der Experton Group. Vor zehn Jahren hieß es, Daten gehören zu den Anwendungen. Inzwischen seien Daten ein Unternehmenswert, und Anwendungen seien den Daten zu Diensten sie sollten zu den Daten kommen, wenn diese genutzt werden sollen, so der Consultant. Es gilt, die Architekturen entsprechend anzupassen, um diesen Paradigmenwechsel unterstützen zu können. Was sollte eine solche neue Storage-Architektur konkret leisten? 1. Sie sollte verschiedene Speichergeräte in die Lage versetzen, miteinander zu kommunizieren. Via Software sollte jedes gewünschte Gerät auswählbar sein. 2. Storage-Software sollte grundsätzlich von Hardware getrennt werden. Es gibt keinen SSD-VERTEILUNG Von der eingesetzten bzw. geplanten Kapazität an Solid State Storage, wie ist bzw. wird diese auf folgende Formfaktoren heute und in 24 Monaten verteilt? All Solid State Solid State Drives (SSDs) in bestehenden Server PCIe basiert Cache Modul im Festplatten 15 % 13 % 23 % 25 % 24 % 18 % 30 % 38 % 6 % Andere 6 % Die Mehr meisten als die Unternehmen Hälfte der Unternehmen möchten SSDs sehen in bestehenden sich wachsendem Storage-Systemen Speicherbedarf einsetzen. und steigenden -kosten konfrontiert. Quelle: IDC heute Quelle: IDC in 24 Monaten 4

5 Unternehmen können ihre Speichersysteme nicht nur effizienter, sondern auch viel flexibler nutzen. Grund, bei jeder Verbesserung der Software die Hardware auszutauschen - oder jedes Mal, wenn neue Hardware verfügbar ist, neue Software zukaufen zu müssen. 3. Anwender sollten in die Lage versetzt werden, sämtliche Speicherressourcen zu bündeln und zentral zu verwalten. Speichersilos sind möglichst zu vermeiden. 4. Die Software sollte bei den wirklich komplexen Anforderungen im Speicherbereich helfen beim Hardware-Austausch, bei der Hardware- Wartung und bei Datenmigrationen. 3 Was ist Software Defined Storage? Software Defined Storage (SDS) verspricht eine Lösung für die diskutierten Herausforderungen. Solche reinen SDS-Plattformen verfolgen das Ziel, Speicherressourcen einfach und bedarfsabhängig hinzuzufügen und bereitzustellen. Der physische Speicher wird dabei als unabhängige Ressource zu einem Pool zusammengefasst, der sich über mehrere Systeme erstrecken und unterschiedliche Medien wie SSDs, SAN, NAS oder RAID-Systeme umfassen kann. Der zentrale Punkt dieses Konzepts ist die Trennung von Software und Hardware: Anders als herkömmlicher Speicher sind SDS-Plattformen nicht hardware-abhängig, sie abstrahieren von der Hardware. Das bedeutet: Die Speicherung und die Verwaltung der Daten sind von der darunter liegenden Hardware getrennt, Software und Hardware werden also als unterschiedliche, vollständig voneinander getrennte Instanzen behandelt. Die Storage-Software-Plattform stellt wie Orchestration, Provisionierung und Datenschnittstellen bereit und bietet automatisch arbeitende Funktionen für die Verwaltung. Sie lässt sich in nahezu jede beliebige Speicherinfrastruktur integrieren und ermöglicht eine horizontale Skalierung (Scale-out) der Ressourcen. VERGLEICH KLASSISCHER STORAGE VERSUS SOFTWARE DEFINED STORAGE Storage-Szenario Die klassische Art, Storage- hinzuzufügen müssen nur einmal hinzugefügt werden Storage-Szenario Storage- bei Software Defined Storage hinzuzufügen Software Defined Storage Plattform Beispielhaft: hinzufügen bedeutet: Mehr Lizenzen, mehr Kosten! hinzufügen bedeutet: Mehr Lizenzen, mehr Kosten! hinzufügen bedeutet: Mehr Lizenzen, mehr Kosten! hinzufügen bedeutet: Mehr Lizenzen, mehr Kosten! Klassisches Szenario: Der klassische Unternehmens-Storage besteht aus einzelnen Storage-Systemen unterschiedlicher Hersteller mit bestimmten, fest zugewiesenen. Werden dem jeweiligen System hinzugefügt, sind a) oft zusätzliche Lizenzen fällig, wodurch zusätzliche Kosten entstehen; b) stehen diese nur diesem einen System zur Verfügung. Beispielhaft: Alle verfügbar Keine Hersteller- Lizenz und Upgrade-Kosten notwendig Alle verfügbar Keine Hersteller- Lizenz und Upgrade-Kosten notwendig Alle verfügbar Keine Hersteller- Lizenz und Upgrade-Kosten notwendig Alle verfügbar Keine Hersteller- Lizenz und Upgrade-Kosten notwendig Software Defined Storage: Anders als beim klassischen Unternehmens- Storage liegen bei SDS die auf Software-Ebene. Benötigt man einen Service, wird er dem Hardware-Speicher über diese Software-Ebene zur Verfügung gestellt, so dass der Service genau einmal vorhanden, aber für die gesamte Speicherinfrastruktur verfügbar ist. Bezüglich der eingesetzten Hardware sind keine zusätzlichen Lizenzen notwendig und es entstehen dafür keine zusätzlichen Kosten. 5

6 Speicherengpässe sind mit SDS kein Problem mehr. Unternehmen können durch den software-basierten Lösungsansatz ihre Speichersysteme nicht nur effizienter, sondern auch viel flexibler nutzen. Grundsätzlich ist es damit auch möglich, über die Software Hardware verschiedener Hersteller zu bündeln, gemeinsam zu betreiben und anzusteuern. Zudem lassen sich auch Performance und Verfügbarkeit verbessern. Einige Hersteller werben mit bis zu fünffacher Geschwindigkeit gegenüber Hardware-basierten Systemen. 4 Die Vorteile von Softwaredefiniertem Speicher Eine Software-definierte Speicherinfrastruktur hat Unternehmen einiges zu bieten: höhere Flexibilität, mehr Leistung, nahezu beliebige Skalierbarkeit, geringeren Aufwand für Management und Wartung sowie nicht zuletzt beachtliche Kostenersparnisse und Effizienzsteigerung. Der auffälligste Nutzen von SDS ist die höhere Flexibilität und die Loslösung von proprietären Umgebungen. Da bei SDS die Storage-Software von der Hardware getrennt ist, müssen Controller und Speichersysteme nicht mehr länger vom gleichen Hersteller bezogen werden. Statt in sich geschlossene Speichersysteme mit eigens dafür entwickelter Software kaufen zu müssen, lässt sich die Hardware jedes beliebigen Anbieters in die Plattform integrieren. Dabei kann es sich um Festplattensysteme handeln, die bereits vorhanden sind oder um solche, die neu erworben werden. Unternehmen erhalten damit die Möglichkeit, Hardware verschiedener Hersteller zu kombinieren und preiswerte Standardsysteme mit dem besten Preis-Leistungs-Verhältnis oder der größten Energieeffizienz bedarfsgerecht einzukaufen. Keine Speicherengpässe Speicherengpässe sind mit SDS kein Problem mehr. Das Konzept ermöglicht es, Speicherressourcen einfach in Abhängigkeit vom Bedarf hinzuzufügen und bereitzustellen. Eine Software- AUTO TIERING DYNAMISCH OPTIMIERTE RESSOURCEN Erstellen von bis zu 15 Speicherklassen Tier 1 Tier 2 Tier 3 Tier n Häufiger Zugriff Normaler Zugriff Zugriffshäufigkeit über dem Durchschnitt wird in einer höhere Klasse verschoben Seltener Zugriff Archiv Zugriffshäufigkeit unter dem Durchschnitt wird in eine niedrigere Klasse verschoben Beim Storage-Tiering wird Speicher automatisch auf passende Medien verteilt. 6

7 Mit SDS hat die mühsame Verwaltung isolierter Storage- Systeme ein Ende. definierte Speicherinfrastruktur lässt sich damit rasch an veränderte Leistungs- und Kapazitätsanforderungen oder auch Änderungen in der Unternehmensstrategie anpassen. Wenn die Speicherkapazitäten für neue Aufgaben nicht ausreichen, ist Standard-Hardware schnell ergänzt, denn die eigentlichen Leistungsmerkmale stellt die Software zur Verfügung. Die Software sorgt bei SDS-basierten Plattformen auch dafür, dass Administratoren schnellen Flash-Speicher einfach in die bestehende Infrastruktur integrieren können. Mit der Software legen Administratoren fest, wie Flash eingesetzt wird entweder als lokaler Speicher oder aber als gemeinsam genutzter Arbeitsspeicher. Es macht das Rechenzentrum damit auch fit für Hochleistungs- und Cloud-Umgebungen, in denen riesige Datenmengen schnell einer Vielzahl von Anwendern zur Verfügung gestellt werden müssen. Zentrales Management Mit SDS hat die mühsame Verwaltung isolierter Storage-Systeme ein Ende. Die Administration der gesamten Speicherumgebung erfolgt zentralisiert, die gesamte Anlage wird von einer zentralen Plattform gesteuert. Diese kann viele Prozesse wie Hochverfügbarkeit oder Deduplizierung automatisieren. Damit entfällt auch die Lizenzierung hardwarespezifischer Tools. Der IT-Verantwortliche kann den zentralisierten Storage-Pool dann entsprechend den Anforderungen einzelner Abteilungen zuteilen. Funktionen wie Deduplikation, Thin Provisioning oder Storage Tiering helfen, die Ressourcen effizient zuzuweisen. Erforderliche Kapazitäten können dabei dem Ressourcenpool ebenso zügig hinzugefügt werden wie Cache, Schnittstellen oder Prozessoren. Neben dem zentralen Management heterogener Speicherressourcen ermöglicht die Software auch SDS VORTEILE UND NUTZEN FÜR JEDE UNTERNEHMENSGRÖSSE Vorteile und Nutzen für jede Unternehmensgröße Mehr Wirtschaftlichkeit durch bewährte softwaredefinierte Storage-Plattform Vorteile DataCore Kunden bestätigen 75 % * 90 % * 100 % * 500 % * KOSTEINSPARUNGEN AUSLASTUNG VERFÜGBARKEIT SCHNELLER 500 % * schneller mit SDS Leistungssteigerung 0 Vorher Nachher Reale Kundenergebnisse Reaktionszeiten der SQL-Datenbank 75 % * 90 % * 100 % * BETRIEBZEIT EINSPARUNGEN Kosteneinsparungen bei den Betriebskosten (OEX) durch Reduzierung der Abhängigkeit von Hardwareanietern AUSLASTUNG Höhere Nutzungsraten von bis zu 30 % erlauben Einsarungen durch Investitionsschutz bei Ihren existierenden Ressourcen Unterbrechungsfreier Betrieb und maximale Systemverfügbarkeit durch Vermeidung speicherbezogener Ausfällen 500 % * SCHNELLER Höhere Leistung durch Beschleunigung von kritischen Anwendungen, Workloads und Antwortzeiten *bis zu 7

8 80 % Fast 80 Prozent der SDS-Nutzer konnten die speicherbezogenen Kosten um mehr als 25 Prozent reduzieren. die weitgehende Automatisierung von Prozessen. Insbesondere in Umgebungen mit hunderten virtuellen Servern ist dies ein erheblicher Zeit- und Kostenfaktor. So fungiert SDS als ein universaler Storage-Controller für Disk, Flash, SSD und Cloud-Speicher. Analyse, Auswertung und Diagnose über die Speichernutzung sind erst über die zentrale Plattform sinnvoll. Standardaufgaben automatisieren Ein weiterer Vorteil von SDS: Viele Standardaufgaben lassen sich automatisieren oder können einfach dem Anwender überlassen werden. Er gibt etwa an, welche Kapazität er benötigt, ob die Daten gespiegelt oder mit s gesichert werden sollen, und bekommt anschließend einen auf seinen Bedarf zugeschnittenen Speicher vom System zugewiesen. Über ein Portal klickt sich der Anwender dann die benötigten Eigenschaften für seinen Speicher zusammen, die Software erledigt den Rest. Insgesamt lassen sich die Kosten der Speicherumgebung mit SDS senken. Da die Software die festlegt und große Flexibilität bei der Erweiterung schafft, lassen sich Hardware-Bestände länger nutzen. In der Regel kommt SDS auch mit weniger Hardware aus. Das wiederum spart Serverraum und Kühlungsbedarf, Wartungsaufwand und Strom. 5 Wer braucht SDS und warum? Von echtem Software-defined Storage profitiert im Prinzip jedes Unternehmen, egal ob kleine Betriebe, KMUs, Großunternehmen oder Konzerne. Rein technisch beginnt das bei moderat gewachsenen SANs, geht über geclusterte NAS-Architekturen hin zu heterogen gewachsenen konvergenten Infrastrukturen bis zu Big-Data-Projekten. Kaum ein Storage-Experte bezweifelt, dass SDS die Zukunft gehört: IDC erwartet, dass SDS zum neuen Standard bei der Gestaltung von Speicherarchitekturen der nächsten Generation wird. Laut der IDC-Studie European Storage Survey haben immerhin 16 Prozent der befragten Unternehmen schon eine SDS-Lösung implementiert, 36 Prozent prüfen SDS-Optionen und 29 Prozent möchten mehr erfahren. Die befragten IT-Verantwortlichen, die softwaredefinierte Speicherplattformen einsetzen, berichten von beeindruckenden wirtschaftlichen Vorteilen. Fast 80 Prozent konnten die speicherbezogenen Kosten um mehr als 25 Prozent reduzieren. Ferner konnten 60 Prozent mindestens zwei Hardware-Austauschzyklen überspringen. Laut einer Untersuchung des unabhängigen Forschungsinstituts Techvalidate kommen Kunden von SDS-Anbietern auf 75 Prozent geringere VORTEILE AUF EINEM BLICK Befragte DataCore - Kunden berichten von bis zu: 75 % 10 x 4 x 100 % geringere Speicherkosten mehr Leistung bessere Kapazitätsauslastung Kunden berichten: Die Vorteile von SDS in konkreten Zahlen. Kunden berichten: Die Vorteile von SDS in konkreten Zahlen. weniger speicherbezogene Ausfälle 90 % weniger Zeitaufwand für speicherbezogene Routineaufgaben Quelle: Techvalidate Quelle: Techvalidate 8

9 Speicherkosten, 10 mal mehr Leistung als bei herkömmlichen Storage, eine viermal bessere Kapazitätsauslastung, 100 Prozent weniger speicherbezogene Ausfälle und 90 Prozent weniger Zeitaufwand für speicherbezogene Routineaufgaben. 6 FAZIT Software-defined Storage gibt IT-Verantwortlichen die Möglichkeit, die Speicherinfrastruktur von Grund auf neu zu gestalten. Das Konzept verschafft Anwendern die Flexibilität, eine passgenaue Lösung für konkrete lang- und kurzfristige Herausforderungen zu entwickeln. Flash-Speicher ist das beste Beispiel dafür: Als Standard- Storage zu teuer, lässt er sich mit SDS punktuell dort einsetzen, wo es Sinn macht bei performancekritischen Anwendungen beispielsweise. Vorsicht aber bei der Anschaffung von SDS-Plattformen: Von Hardware-Herstellern propagierte SDS-Plattformen sind oft an den Hersteller gebunden. SDS ist also nicht immer gleich SDS. Mehr dazu im SDS-Einkaufsführer. IDG Business Media GmbH, Germany 8/2015 in Zusammenarbeit mit infogermany@datacore.com 9