Das Netz steht im Mittelpunkt

Achim Scharf

"Der Speicherhunger der Wirtschaft bleibt ungestillt und wächst weiter exponenziell", so Michael C. Ruettgers, Vorstandsvorsitzender der EMC Corp. "Die PC-Industrie hat zwar ihren Zenit überschritten, dafür aber übernehmen mobile Geräte deren Stelle. Digitaler Content ist der Treiber hinter dem wachsenden Bedarf an Massenspeichern, und dieser Bedarf verdoppelt sich jährlich".

Die sichere Speicherung von Daten gewinnt vor diesem Hintergrund eine höhere Bedeutung als die eigentliche Rechenleistung der Computer, weiterhin müssen diese Daten schnell verfügbar sein. Der Trend geht daher in die Richtung von zentralisierten Speichersystemen, welche die Daten unterschiedlicher Rechnersysteme in einem System konsolidieren und die damit unter einer Oberfläche besser zu managen sind.

Für das Jahr 2005 erwartet der EMC-Chef ein Marktpotenzial von 100 Mrd. Dollar für Speicherlösungen. Bandspeicher würden davon nur einen Anteil von 4 Mrd. Dollar halten und auf Backup-Anwendungen beschränkt bleiben. Seinem Unternehmen hat Ruettgers hohe Ziele gesetzt, nach 9 Mrd. Dollar Umsatz im Jahr 2000 sollen in 2001 12 Mrd. Dollar umgesetzt werden.

Trotz des abgekühlten wirtschaftlichen Klimas besonders in den USA erwartet Ruettgers keinen Rückschlag. "Viele der von uns befragten Firmen wollen mehr als bisher in IT-Infrastrukturen investieren, das gilt besonders für Europa. Und Speicherlösungen sind für Telekommunikations-Unternehmen, Service-Provider oder EVUs eine Basis ihres Geschäftes. Wir waren auch nie eine Dot-COM Company oder sind von diesem Bereich besonders abhängig, wir haben keinen Anwendungsbereich mit mehr als 10 Prozent vom Umsatz".

Das Speichervolumen von einem Terabyte passe heute in einen Schuhkarton, noch vor einigen Jahren war hierfür ein ganzes Rechenzentrum erforderlich. Die Hardware selber sei deshalb keine Frage mehr, sondern die Sicherheit und Zuverlässigkeit stünden heute im Vordergrund.

Flaggschiff der EMC-Linie ist die Reihe Symmetrix 8000, dessen leistungsfähigste Variante 19 Terabyte speichern kann. Mit der Akquisition der US-Firma Data General im August 1999 und deren Clariion-Speichersystemen für das mittlere Segment sieht sich EMC nun in einer starken Position, auch den stark wachsenden Sektor von Windows NT/2000-Systemen abzudecken. So kann das Clariion-Speichersystem FC4500 auch in in Fibre-Channel-Architekturen eingebunden und mit der Software ControlCenter verwaltet werden.

Konvergenz von SAN und NAS

Noch vor einigen Jahren galten Speicher und Netzwerk als getrennte, klar abgegrenzte Bereiche. Mit der Verbreitung von lokalen (LAN) und Weitverkehrsnetzen (WAN) für den Datentransfer zwischen Anwendern und Applikationen begann der Einsatz von spezialisierten schnellen Netzen für den Dateitransfer zwischen Servern und Speichersystemen. Zwei Ansätze werden dabei verfolgt - Network Attached Storage (NAS) und Storage Area Networks (SAN). Im ersten Fall sind große Plattenspeicher über eine LAN-Schnittstelle (Ethernet) direkt mit dem Netzwerk verbunden und verwenden die gleichen Protokolle. Ein NAS arbeitet wie ein Server in einer Client-Server-Architektur.

SAN hingegen ist eine Vernetzungs-Topologie, die den Anschluss von Speichersystemen an ein Netzwerk mit verteilten Zugängen unterstützt. Ein SAN unterstützt Protokolle wie SCSI, Escon sowie besonders Fibre Channel zwischen Servern und Speichersystemen, es entstehen Netzstrukturen verteilter Multihost-Speicher, in denen lokale und räumlich entfernte Speichersysteme angeschlossen sind. Kern des SAN-Konzeptes ist die Trennung von Server und Speicherfunktionen und die Etablierung der Speichersysteme als gleichberechtigte Komponenten der Gesamtstruktur. Entsprechend verändert sich auch die Gewichtung von Speichersystemen und Computern.

Das SAN selber ist ein schnelles und auf Speicheroperationen (Blocktransfer) optimiertes Netzwerk, das unabhängig vom lokalen IP-gestützten Datennetzwerk operiert. SANs basieren auf dem Fibre Channel, einem Spezialbus mit einem Durchsatz von 1 Gigabit (in Zukunft 2 Gigabit) pro Sekunde. Beim NAS hingegen sind große Plattenspeicher über eine LAN-Schnittstelle (Ethernet) direkt mit dem Netzwerk verbunden und verwenden die gleichen Protokolle. Ein NAS arbeitet wie ein Server in einer Client-/Server-Architektur.

Die neuen Celerra File-Server mit der Software HighRoad integrieren nun in einem Netz das File Sharing mit der Performance des Datenzugriffs in SANs. Die Software kombiniert die Stärken von NAS und SAN. Der Datenzugriff wird durch separate Mechanismen für Kontrollfunktionen und Datentransfer beschleunigt. Von der Applikation erfolgt über das IP-Netzwerk eine Informations-Anfrage an den File-Server. Anschließend liefert die SAN-Speichereinheit die gewünschte Information direkt an die Applikation. Diese Architektur optimiert bestehende NAS- und SAN-Konzepte. Sie stellt Informationen universell zur Verfügung, während die technischen Vorgänge verborgen bleiben.

Auch von IBM kommt eine Reihe neuer Speicherlösungen, die eine Verbreitung von plattformunabhängigen Storage Networking-Umgebungen weiter vorantreiben sollen. Hierzu gehört das NAS-Produkt 'NAS 300G' zur Verbindung von NAS und SAN, die auf iSCSI basierende Lösung 'IP Storage 200i' sowie vorkonfigurierte SAN-Angebote. "In dem Maß, wie E-Business und das Internet die Datenspeicherung immer mehr zum Herz einer IT-Infrastruktur werden lassen, suchen Anwender nach Wegen, die vielfach vorhandenen Insellösungen in offenen Speichernetzwerken zu integrieren", so Dietmar Wendt, Vice President der IBM Storage Systems Group.

NAS 300G ist ein plattformunabhängiges NAS-Gateway, über das Clients und Servern in einem LAN mit einem SAN verbunden werden können. Im Prinzip handelt es sich um einen multiprotokollfähigen Dateiserver, der ein IP-basiertes LAN mit einem SAN verbindet. Von der Client/Server-Seite im LAN erscheint das Gateway als NAS-Einheit, obwohl die benutzten Speicherressourcen im SAN liegen. Die NAS 300G-Serie ist ein offenes System und kann mit einer Vielzahl externer SAN-Speicher-Produkte zusammen arbeiten. Dazu gehören der Storage-Server 'Shark', der Modular Storage Server und der 7133 von IBM. Die Vorteile des SAN wie beispielsweise die deutlich höhere Skalierbarkeit kann damit auch für das LAN genutzt werden. "IBM ist mit der Ankündigung von NAS-Lösungen nun Komplettanbieter in Sachen Hardware, Software und Services für den offenen Storage-Networking-Markt", meint Wendt.

Das Netz ist der Speicher

Der neueste Trend heisst jedoch "Virtualisierung". Damit ist ein großer virtueller Speicher gemeint, der sich aus allen Speichereinheiten im Netz zusammensetzt und der über eine Verwaltungssoftware zu einem großen Pool zusammengefasst wird. Das Netz ist in diesem Fall der Speicher, in welchem Subnetz einzelne Speicher sitzen, ist für den Anwender eher uninteressant. Für ihn lässt sich der gesamte Speicherpool von einer zentralen Stelle aus managen und administrieren.

IP Storage 200i von IBM ist eine auf iSCSI basierende Storage-Appliance, die Rechner mit Speicher-Pools in einem IP-basierten Netzwerk, wie zum Beispiel Ethernet, verbindet. iSCSI eignet sich insbesondere für den Einsatz in Arbeitsgruppen, kleineren und mittleren Unternehmen sowie für Service Provider. Das neue Speicher-Protokoll iSCSI kommt erstmals in der Storage Appliance 'IP Storage 200i' zum Einsatz. iSCSI ermöglicht die Nutzung von sogenannten Storage-Pools über Standard-Netzwerke wie Ethernet. Entwickelt wurde die neue Technologie von IBM Forschern in Almaden (USA) und Haifa (Israel), die nach Wegen suchten, um die SCSI-Befehle so anzupassen, dass sie auf Ethernet und TCP/IP ablaufen können. In Zusammenarbeit mit Cisco wurde die ursprüngliche Idee erweitert, so dass schließlich iSCSI entstand, das dem Standardisierungsgremium der IETF zur Zertifizierung vorliegt. "Cisco unterstützt IBM dabei, offene Standards, Gigabit Ethernet, IP und iSCSI Lösungen zur Speicher-Anbindung an Netzwerke zu fördern", so Peter Alexander, Cisco Vice President für Enterprise Marketing. "Dies ist ein bedeutender Schritt für das Storage Networking und resultiert in leistungsfähigen und kostengünstigen Lösungen. Cisco und IBM haben sich auf die gleichen offenen Standards festgelegt und werden Interoperabilität und Kompatibilität zwischen den Produkten beider Hersteller sicherstellen".

"Federated Storage ist für uns ein Verbund physikalisch unabhängiger Speichersysteme, die im Netz als logische Einheit arbeiten", so Nora Denzel, zuständig für das Storage-Geschäft bei Hewlett-Packard. Als passende Software wird OpenView favorisiert. Diese Management-Software habe sich in vielen heterogenen Installationen bewährt, meint Denzel.

Versastor von Compaq verfolgt einen ähnlichen Ansatz, das Konzept ermöglicht die Kombination mit in SANs eingebundenen Storage-Pools, die so verwaltet werden können, als wären sie eine einzige Ressource. Solch ein StoragePool kann dynamisch und transparent an das Wachstum von Servern und Applikationen angepasst werden und unterstützt serverlosen Datentransport.

VersaStor erstellt virtuelle Laufwerke und Teilspiegelungen der Festplatten, die den an das SAN angeschlossenen Servern zur Verfügung gestellt werden können. Indem der Speicherplatz abstrahiert wird, blockieren Applikationen, die auf diesen Bereich des Servers zugreifen, unter physischen Gesichtspunkten keine Ressourcen des Speichers mehr. VersaStor teilt automatisch physische Datenblöcke über den SAN-Speicherpool zu und verteilt diese neu, wenn dem Speicherpool neue Ressourcen zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise wird die Verwaltung von Speichersystemen erheblich vereinfacht.

Markt spricht für SAN

Für NAS und SAN gibt es bereits Speichersysteme in gleicher preislicher Größenordnung. Für ein SAN sind jedoch einige weitere Switches erforderlich, also die Infrastruktur ist etwas teurer. Ähnliches würde aber auch passieren, wenn die heutige LAN-Infrastruktur von 100 Megabit/Sekunde auf 1 Gigabit/Sekunde aufgerüstet würde. In großen Unternehmen ist SAN die Technologie für unternehmenskritische Anwendungen. NAS greift eher bei den Office-Paketen, denn hier geht es vorwiegend um File-Sharing. Doch es gibt auch von Seiten der Anwendung Limitierungen: Microsoft unterstützt das Mailsystem Exchange nicht über NAS, sondern nur über Direct Attachment Storage oder über SAN.

Im NAS dominiert das File-Sharing, und hier ergeben sich abhängig von der Anwendung unterschiedlich große Datenpakete. File Sharing ist prädestiniert für Anwendungen wie Web-Serving, Imaging, CAD oder der Softwareentwicklung, also überall dort, wo große Dateien von verteilten Lokationen aus genutzt werden. File-Serving über das Netzwerk ist allerdings keine Funktion, die von Datenbanken oder Applikationsservern effizient verarbeitet werden kann. Hier ist vielmehr die Verarbeitung bzw. das Sperren von einzelnen Records gefragt, eine weit feinere Granulierung als das Sperren auf Dateiebene. Und das ist wiederum eine Domäne des SAN.

"Die Frage, ob SAN oder NAS besser für ein Unternehmen geeignet ist, wird sich unserer Ansicht nach bald nicht mehr stellen, denn wir bieten Konnektoren für beide Netze. Und vielleicht gibt es in einigen Jahren nur noch eine Glasfaser, mit der über unterschiedliche Wellenlängen, Stichwort Wellenlängen-Multiplexing, ein LAN und ein SAN auf einer Leitung laufen können. Wenn die SAN- und die LAN-Infrastrukturen erst mal mit Glasfasern aufgebaut werden und die Fragen der Quality-of-Service hinzu kommen, dann ergibt sich eine Konvergenz fast automatisch. Es gibt dann ein SAN für die Inter-Server-Verbindungen mit einer gewissen Bandbreite sowie ein LAN für den Benutzer, ebenfalls mit einer gewissen Bandbreite, um beide Bereiche voneinander trennen zu können", stellt dazu auch Mika Kotro, Manager Marketing Program bei EMC Deutschland, fest.

Und erstmals wurde eine IP-over-SAN-Lösung realisiert. EMC und CNT, Spezialist für Speichernetzlösungen, haben eine Lösung zur Datenspiegelung realisiert, welche die universelle Verfügbarkeit des Internet Protocol (IP) und die skalierbare Leistung der gebräuchlichen Fibre Channel-Netzwerktechnik miteinander kombiniert: EMC Fibre Channel Symmetrix Remote Data Facility for Internet Protocol (SRDF-FC-IP) verbindet die SRDF-Software von EMC zur Datenduplizierung mit UltraNet-Speichernetzlösungen von CNT und setzt neue Maßstäbe für die Bündelung, Verteilung und gemeinsame "Core-to-Edge-Nutzung von Informationen.

SRDF-FC-IP ermöglicht die Übertragung großer Datenmengen zwischen EMC Symmetrix Enterprise-Speichersystemen und einem UltraNet-Produkt von CNT, welches das Datenformat passend für den Transport im IP-Netz umsetzt. Die neue Lösung eignet sich für Anwendungen, die eine lokale Verarbeitung, einen schnellen Informationszugriff und eine Duplizierung der Daten an einem entfernten Standort erfordern. Mit Hilfe der Netzwerktechnologie von CNT erzeugt SRDF-FC-IP Kopien der Daten und übermittelt diese über das breitbandige IP-Netz an das Symmetrix-Remote-System.

Auch die Markttendenzen sind klar: Dataquest erwartet für NAS ein durchschnittliches Wachstum von 75 Prozent jährlich auf ein Volumen von 6,4 Mrd. Dollar in 2003, SAN mit dem Fibre Channel soll hingegen mit 82 Prozent p.a. auf 34 Mrd. Dollar in 2003 wachsen. Der europäische Markt für SANs soll in den nächsten Jahren laut Frost & Sullivan um durchschnittlich 65 Prozent wachsen, und zwar von 1,92 Mrd. Dollar (1999) bis zum Jahr 2006 auf über 64 Mrd. Dollar. Wichtigster Produktmarkt mit 78,9 Prozent Umsatzanteil waren 1999 die Festplattensysteme einschließlich RAIDs, Hubs, Switches, Router und Bridges. An zweiter Stelle lag die Speicherverwaltungssoftware mit einem Umsatzanteil von 10,7%, gefolgt vom Markt für Bandlaufwerke mit 10,4%. Und Nick Allen, Research Director bei der Gartner Group stellt fest: "Die Virtualisierung der Speichersysteme ist eine der Schlüsseltechnologien für die Vereinfachung der Speicherverwaltung und eine große Hilfe für Firmen, die Vorteile eines SAN schätzen zu lernen. Der Fibre Channel als Basis des SAN dürfte damit auf lange Sicht noch nicht ausgedient haben.

DI Achim Scharf ist freier Journalist in München.