DAS, NAS oder SAN

Welche Vorteile bietet welche Technologie fürs Netzwerk im Alltag? NAS und SAN sind die bekanntesten Ansätze um Daten in Unternehmensnetzen zu speichern. Neue Technologien wie iSCSI und FCoE sind zudem auf dem Vormarsch. Alle Storage-Lösungen bringen Vor- und Nachteile mit sich. Und nur wer diese kennt, kann Speicherlösungen zukunftssicher realisieren.

Storage-Optionen

Es gibt drei grundsätzliche Möglichkeiten, Speicher ins Netzwerk zu integrieren: Direct-Attached Storage (DAS), Network-Attached Storage (NAS) und ein Storage Area Network (SAN).

Direct-Attached-Storage (DAS)


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Jeder, der einen Server schon einmal 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.
DAS ist das älteste Verfahren zur Einbindung von Storage ins Netzwerk und in vielen Fällen immer noch die beste Lösung. Da die Transferraten zwischen Speicher-System und Server besonders hoch sind, eignet sich DAS für alle Installationen, in denen schneller Speicherzugriff kritisch ist - auch wenn neuere SAN-Geräte in dieser Hinsicht stark aufgeholt haben. Außerdem laufen die meisten Anwendungen problemlos in einer DAS-Umgebung - womit der Administrator ein Problem weniger hat und sich auf andere Dinge konzentrieren kann.

Dass die Technologie ein paar schwere Nachteile hat, kann sich jeder denken. Vor allem müssen sich IT-Manager bei DAS-Systemen ständig mit Speicherplatz-Fragen auseinandersetzen:

Wie viel Speicher muss ein neuer Server bieten?
Was mache ich, wenn die Planung nicht ausreicht und mir Speicherplatz fehlt?
Es gibt ein paar Lösungen, die solche Probleme relativ flexibel handhabbar machen, aber so oder so muss der IT-Manager immer wieder den benötigten Speicherplatz abschätzen und erweitern, wenn unvorhergesehener Bedarf anfällt.

Das zweite Ärgernis: DAS muss in aller Regel immer noch einzeln (Server für Server) administriert werden, was nichts anderes heißt, als dass die Festplattenauslastung jedes einzelnen physischen Servers überwacht werden muss. Die wenigsten IT-Manager schätzen es, wenn mitten am Tag der Plattenspeicher eines Servers ausgeht.

DAS ist in einer Reihe von Situationen ideal:
1. Wenn schneller Speicherzugriff benötigt wird, aber aktuelle SAN-Technologie zu teuer oder nicht notwendig ist.
2. Wer sehr stark auf die Kosten achten muss, wird DAS noch lange als billigste Alternative sehen. Dies natürlich nur im Hinblick auf die Anschaffungskosten - wer Verwaltungsaufwand und Arbeitszeit mit einrechnet, wird auf ein anderes Ergebnis kommen.
3. In kleinen Netzwerken, in denen jede andere Lösung übertrieben wäre.


Network-Attached storage (NAS)

Overland Storage


Manchmal möchte man einfach zusätzlichen Speicher ins Netz bringen, der für eine Reihe von Usern zur Verfügung steht - ohne weitere Umstände. Dazu dient Network-Attached Storage. Die Installation von NAS ist meist sehr einfach. Wie im Fall von DAS muss man sich ein paar Gedanken machen, wie viel Speicher für eine bestimmte Aufgabe nötig ist - aber im Gegensatz zu DAS ist es ein Leichtes, im Fall der Fälle eben noch mehr NAS zu installieren. Während DAS-Geräte typischerweise im Bereich bis 2 Terabyte erhältlich sind, kann man manche NAS-Geräte bis 200 Terabyte skalieren.

Es gibt eine Reihe wichtiger Ausnahmen zu dieser Regel: Vor allem, wenn Block-Level-Zugang zu Daten erforderlich ist, zum Beispiel bei Datenbanken und Exchange Information Stores, eignen sich NAS-Geräte nicht. Manche NAS-Geräte unterstützen solche Zugriffsarten - aber selbst dann wird das Werkzeug gezwungen, sich der Aufgabe anzupassen. Außerdem sind NAS-Geräte nicht ideal, wenn Highspeed-Zugriffe auf die Daten erfolgen müssen, denn alle Daten müssen ja erst über das Netzwerk übertragen werden.

In zwei Anwendungsgebieten kann NAS seine Stärken voll ausspielen, erstens Web-Serving und zweitens allgemein als Speicher für Dateien (File-Serving). Beide Anwendungen benötigen viel Speicherplatz, aber direkter Zugriff auf die Daten von einem Server zur schnellen Weiterverarbeitung ist selten nötig. Im Gegenteil, in beiden Fällen wird ohnehin vom Client übers Netzwerk auf Daten zugegriffen, und es ist ganz gleichgültig, ob sie auf NAS- oder DAS-Geräten vorliegen.

Es gibt aber noch einen weiteren Grund, warum NAS-Speicher für Web- und File-Serving gut geeignet sind, aber nicht für Datenbanken. Man muss dazu den Unterschied zwischen File-Level- und Block-Level-Datenzugriff kennen. Wie der Name sagt: Bei einem File-Level-Zugriff werden die Daten über einen Dateinamen identifiziert und ausgelesen. Bei Block-Level-Systemen erfolgt der Zugriff über eine Block-Adresse, die den Ort angibt, wo bestimmte Daten gespeichert sind. Im Client-Server-Betrieb etwa fordert ein User eine spezifische Datei an - und der Server übernimmt das Auslesen des Blocks, um die Daten aus dem Speicher zu holen. Datenbanken und Exchange-Stores werden aber nicht über Dateinamen ausgelesen, weshalb es besser ist, ihre Daten nicht auf NAS-Geräten abzulegen, sondern die speziellen Block-Level-Funktionen von DAS- und SAN-Lösungen zu nutzen.

Die Nachteile von NAS sind schnell aufgezählt:

1. Typischerweise teurer als die gleiche Menge DAS-Speicher.
2. Für Anwendungen mit häufigen Zugriffen wie Datenbanken oder Exchange nicht sinnvoll.
3. Die Datenübertragung ist nur so schnell wie das Netzwerk.
4. Bei Ausfall kann nicht so schnell Ersatz geschaffen werden (Single Point of Failure).

Storage Area Networks (SAN)


NetApp Filer

SANs sind nicht nur die Speicherlösung mit den höchsten Anschaffungskosten, sie sind auch komplexer als die anderen beiden Storage-Systeme. Gleichzeitig bieten sie aber auch Möglichkeiten, die die anderen nicht haben, und können im Betrieb letztlich günstiger kommen als einfache Lösungen mit niedrigeren Anschaffungskosten.
SANs gibt es heute in zwei Ausführungen: auf Fibre Channel oder auf iSCSI und IP basierend. Fibre Channel ist die bekanntere Variante, aber in den letzten Jahren haben iSCSI-basierte SANs immer mehr Marktanteile gewonnen, was vor allem an der guten Performance und den im Vergleich zu Fibre Channel wesentlich niedrigeren Kosten liegt.

SANs kombinieren die besten Elemente von NAS und DAS. Eine sinnvolle Implementierung vorausgesetzt, bekommt man ein völlig redundantes Speicher-Netzwerk, das nach Belieben auf mehrere hundert Terabytes aufrüstbar ist (darin einem NAS vergleichbar), aber auch mit Block-Level-Zugriff auf Daten wie bei DAS. Außerdem ist der Datenzugriff ziemlich schnell, weil zwar ein Netzwerk benutzt wird, aber ein besonders schnelles Spezialnetz - so ist ein SAN auch dann geeignet, wenn Geschwindigkeit ein wichtiges Kriterium ist. Außerdem ermöglichen SANs zentrales Management und die Möglichkeit, während des Betriebs schnell zusätzlichen Speicher hinzuzufügen. Manche Implementierungen bieten eine Möglichkeit, die all dem noch die Krone aufsetzt: die Konfigurierung von Servern ohne eingebauten Plattenspeicher und Booten von Systemen direkt aus dem SAN (SANboot).

Was sind bei all diesen Stärken die Schwachpunkte eines SAN? Es gibt zwei: Kosten und Komplexität. Beide betreffen Fibre Channel mehr als iSCSI. Ein vernünftiges Fibre Channel-SAN beginnt bei 50.000 Euro für nur ein oder zwei Terabyte Speicher. Und ein auf iSCSI basierendes SAN ist vielleicht schon ab 25.000 Euro implementierbar, bietet aber einfach auch nicht die Leistung des Fibre Channel-Pendants. Der Preisunterschied begründet sich vor allem durch die Möglichkeit, im iSCSI-Netz Standard-Gigabit-Ethernet-Hardware zu verwenden, während Fibre Channel spezielle und entsprechend teure Hardware erfordert.

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