s p i c e u p y o u r k n o w l e d g e Storage Engineering Version 1.0 Januar 2008 TEKKVIS Consultants GmbH Gartenstrasse 24 CH-5432 Neuenhof www.tekkvis.ch
Inhaltsverzeichnis 1. Storage Engineering 1.1 Definition... 1 2. Datenflussmodell 2.1 Definition... 3 2.2 Datenflüsse... 4 3. Speicherkonzepte 3.1 EDV... 5 3.2 Datenklassifizierung... 5 3.3 Speicherlandschaften... 7 3.3.1 Logische Abbildung... 7 3.3.2 Physikalische Abbildung... 8 3.4 Speichermodelle... 9 A. Anhang A A.1 Glossar... 13 Index Seite i
1. Storage Engineering 1.1 Definition Unter Storage Engineering verstehen wir das Design einer Storagelösung unter Einbeziehung aller relevanten Paremeter. Es wird eine gesamtheitliche Lösung entwickelt, welche völlig unabhängig von Speicherprodukten der Hersteller ist. Daraus resultiert ein Speicherkonzept, ähnlich dem Bauplan eines Architekten, welches als unternehmensweite Basis für die Evaluation und Beschaffung von Storage Komponenten dient. Bilder: Grundgedanke Kunde Vision Storage Engineering Hersteller Geschäftsprozesse Storage Engineering erzeugen DATEN verwalten IT Business Applikation Speicherverwaltung Speicher mit Engineering ohne Engineering Seite 1
Bild: Storage Engineering GL Geschäftsprozesse Dienstleistungen GL / Anwender Datenflussmodell Strategie, Richtlinien, SLA IT Speicherkonzept Architektur Hersteller / IT Evaluation Ausschreibung, Offertvergleich Hersteller / IT Speichermodelle Vorschlag und Lösungswahl Hersteller / IT Implementation Installation, Konfiguration Hersteller / IT Inbetriebnahme Überwachung, Unterhalt Bild: Problemlösung analysieren strukturieren optimieren automatisieren Seite 2
2. Datenflussmodell 2.1 Definition Unter einem Datenflussmodell verstehen wir den Fluss der Daten durch die Speicherlandschaft einer Unternehmung. Von der Entstehung bis zur sicheren Vernichtung erfasst das Datenflussmodell die Stationen die Daten in Ihrem Lifecycle durchlaufen. Bild: Datenflussmodell Size online store / backup offline archive EOL Level 1 2 3 Zeit Datenfluss Online Daten applikationsabhängig meist zeitkritisch read / write RAID geschützte Hardware backup geschützt Offline Daten nicht applikationsabhängig meist nicht zeitkritisch read only einmalig RAID geschützte Hardware nicht löschbar bis EOL replikations geschützt sicheres löschen nach EOL Seite 3
2.2 Datenflüsse Die Daten fliessen in Datenflüssen durch die Speicherlandschaft. Von Ihrem Ursprung (Quelle) fliessen sie innerhalb der Landschaft bis sie am End of Life EOL sicher gelöscht werden. Bild: Beispiel: Datenflüsse im FAN Speicherlandschaft FAN Head NAS DeDupe Kommunikations- und Speicher Netzwerk (Ethernet, filebasierend) FAN Client Appl. NAS Head Kommunikations- und Speicher Netzwerk (SAN, blockbasierend) LUN s Cache Disksubsystem Seite 4
3. Speicherkonzepte 3.1 EDV In der EDV werden Daten entweder bearbeitet, transportiert oder gespeichert. Durch dieses Modell ist immer klar definiert wo man sich gerade befindet und welche Eigenheiten der jeweilige Bereich aufweist. Bild: EDV Modell Process Transport Bit Store 3.2 Datenklassifizierung Eine erste Klassifizierung erfolgt nach: Beriebssystemdaten Applikationsdaten Nun unterteilen wir in: Software Konfiguration Nutzdaten Diese Daten sind entweder: Online oder Offline. Online Daten werden bearbeitet und damit verändert. Offline Daten werden nicht mehr bearbeitet und sind somit unveränderlich. Offline Daten können nicht wieder online gehen! Die klassifizierten Daten werden danach über Service Level Agreements (SLA s) auf die Speicherlandschaft abgebildet und beginnen durch diese zu fliessen. Seite 5
Bild: Datenklassifizierung Daten Klassifizierung Betriebssystem Applikation Software Konfiguration Nutzdaten Business Privat Online Offline SLA s Daten Klassifizierung SLA s Bild: Beispiel Vertrag Primär Speicher Betriebssystem (Windows) Sekundär Speicher Datenfluss Backup Restore DR Applikation (Word) Archiv Replikation Restore DR SW (Word) Conf. (Vorlage) Nutzdaten (Vertrag.doc) Primär Speicher Online Sekundär Speicher Vertrag Business Backup Restore DR Privat Offline Archiv Zeit Replikation Restore DR Datenfluss EOL Zeit Seite 6
3.3 Speicherlandschaften Nach der Klassifizierung der Unternehmensdaten werden diese auf die Speicherlandschaft abgebildet. 3.3.1 Logische Abbildung Daten werden über Service Level Components (SLC s) logisch abgebildet. Die SLC s werden in Service Level Agreements (SLA s) zusammengefasst. Die SLA s beschreiben das Verhalten der Daten während ihrem Fluss durch die Speicherlandschaft. Sie definieren die Sicherheitsvorkehrungen gegen unberechtigten Zugriff und Datenverlust sowie die Aufbewahrunsdauer der Daten. Dabei werden interne Richtlinen ebenso wie externe Anforderungen (Gesetze, Revision) berücksichtigt. Bild: SLA mit SLC s SLA Online Offline Original RAID 1 Service Level Components RAID 5 Replikation, RAID 6 Backup Disk Replika Backup Tape Duplikat Tape Datenfluss (Versionen) EOL Zeit Seite 7
3.3.2 Physikalische Abbildung Nach der logischen Abbildung und der Definition der SLC s und SLA s werden die SLC s physikalisch in die Speicherlandschaft abgebildet. Bild: Speicherlandschaft mit SLC s eines SLA s RAID 1 CAS HW / SW WORM FAN Head Replikation RAID 6 NAS DeDupe Kommunikations- und Speicher Netzwerk (Ethernet, filebasierend) Server Appl. Appl. Client Original DAS NAS Head Kommunikations- und Speicher Netzwerk (SAN, blockbasierend) LUN s Cache V-Tapes DeDupe Disksubsystem Library VTL RAID 1 Backup Tape Backup Disk Seite 8
3.4 Speichermodelle Eine Speicherlandschaft besteht aus einer beliebigen Anzahl von Speichermodellen und ihren Datenflüssen. Heute werden folgende 5 Speichermodelle verwendet: FAN NAS CAS SAN DAS Um die Modelle zu beschreiben sehen wir uns zuerst den Aufbau eines Betriebssystems (Unix) an. Alle Speichermodelle sind nämlich nichts anderes als aufgesplittete Computer die durch ein Betriebssystem verwaltet werden. Danach wird die SNIA Definition der Speichermodelle gezeigt. In zukünftigen Versionen dieses Dokuments erfahren Sie mehr über die einzelnen Modelle. Bild: Unix Server mit DAS System Call Application Layer Virtual System (VFS) Layer User Mode Kernel Mode specfs FS 1 FS n NFS Process Volume Manager Layer Path Failover Layer Device Driver Layer Software Transport Controller 1 Controller n Hardware Store Storage Seite 9
Bild: Unix Server im SAN System Call Application Layer Virtual System (VFS) Layer User Mode Kernel Mode specfs FS 1 FS n NFS Volume Manager (VM) Layer Process Path Failover Layer Device Driver Layer Software Controller 1 Controller n Hardware HBA HBA HBA HBA local Transport Storage Network (SN) global global Store Storage System (LUN) Device Driver Layer Path Failover Layer Volume Manager (VM) Layer local Seite 10
Bild: Datenfluss Server Process create view save change delete Storage Network Transport Store transmit receive read receive transmit write Bild: SNIA Modell IV Application III Database Management System (DBMS) system (FS) II Storage Virtualisation I Layer IV: Layer III: Layer II: Layer I: Application Layer Storage Devices /Record Layer IIIa Database Management Systems (DBMS) IIIb system (FS) Block Aggregation Layer IIa Host IIb Storage Network IIc Storage Device Storage Device Seite 11
Bild: SNIA Modell FAN und NAS IV Application III Database Management System (DBMS) system (FS) II Storage Virtualisation FAN NAS I Storage Devices Bild: SNIA Modell CAS IV Application III Database Management System (DBMS) system (FS) CAS II Storage Virtualisation I Storage Devices Bild: SNIA Modell SAN und DAS IV Application III Database Management System (DBMS) system (FS) II I Storage Virtualisation Storage Devices SAN DAS Seite 12
A. Anhang A A.1 Glossar CAS Content Adressed Storage DAS Direct Attached Storage FAN Area Network NAS Network Attached Storage SAN Storage Area Network Seite 13
Index C CAS 8, 9, 12, 13 D DAS 8, 9, 12, 13 Database Management System 11, 12 Datenflüsse 4 Datenfluss 11 Datenflussmodell 3 Definition 3 Datenklassifizierung 5 Device Driver 9, 10 E Storage Virtualisation 11, 12 System Call 9 U Unix Server im SAN 10 Unix Server mit DAS 9 User Mode 9, 10 V Virtual System 9, 10 Volume Manager 9, 10 EDV 5 F FAN 4, 8, 9, 12, 13 system 11, 12 G Glossar 13 K Kernel Mode 9, 10 N NAS 4, 8, 9, 12, 13 NFS 9, 10 P Path Failover 9, 10 S SAN 4, 8, 9, 10, 12, 13 SNIA Modell 11 SNIA Modell CAS 12 SNIA Modell FAN und NAS 12 SNIA Modell SAN und DAS 12 specfs 9 Speicherkonzepte 5 Speicherlandschaften 7 Logische Abbildung 7 Physikalische Abbildung 8 Speichermodelle 9 Storage Devices 11, 12 Storage Engineering 1 Definition 1 Seite 14