SAN (Storage Area Network)

• SAN mit Fibre-Channel

• SAN mit iSCSI

• Fibre-Channel oder iSCSI

SAN auf Basis der Fibre-Channel Technologie ist das älteste Prinzip von reinen Storage-Netzwerken. Die Architektur basiert darauf, dass die Server an das Storage-System über ein eigenes, auf Glasfaser-Technologie basierendes Netzwerk, angeschlossen werden. Diese Architektur garantiert höchste Performance und Zuverlässigkeit, d.h. das SAN kann voll redundant ausgelegt werden. Für den Aufbau eines SAN werden serverseitig sogenannte Fibre-Channel Host Bus Adapter notwendig. Diese sollten redundant pro Server ausgelegt werden. Die Verbindung der Server zum Storage-System erfolgt über Fibre-Channel Switches. Diese werden ebenfalls redundant ausgelegt, d.h. mindestens zwei Stück eingesetzt. Der Datenaustausch basiert über das sogenannte Fibre-Channel Protokoll (FCP), welches wenig Protokoll-Overhead beinhaltet und explizit für den Transport von Daten ausgelegt ist.

Bei iSCSI handelt es sich um die Übertragung von SCSI-Daten über die normale TCP/IP Technologie. Im Gegensatz zur Fibre-Channel Architektur wird das Storage-System nicht mit speziellen Komponenten sondern über herkömliche Ethernetports des Servers via Standard Netzwerk-Switches an Ethernet-Ports des Storage-Systems angeschlossen. Der Transport erfolgt auf Basis des TCP/IP Protokolls. Der Vorteil dieser Technologie liegt in der hervorragenden Performance und der kostengünstigen Anbindungs-Möglichkeit, da im Gegensatz zu Fibre-Channel auf verbreitete Standard Netzwerk-Komponenten zurück gegriffen werden kann. Für eine optimale Performance empfehlen wir, den iSCSI Datenverkehr jedoch nicht über die bestehende Netzwerk-Infrastrutkur zu übertragen, sondern ein dediziertes Ethernet-Netzwerk mit eigenen Komponenten für den Transport der iSCSI-Daten einzurichten. Bei den Servern empfehlen wir zusätzliche Ethernet-Netzwerkkarten einzubauen und so mittels Trunking Bandbreiten von mehreren Gigabit-Anschlüssen zu konsolidieren. Seit der Verfügbarkeit der 10 Gbit/s Technologie sind so enorme Datentranferraten erreichbar.

Vorteil der iSCSI-Technologie ist, dass auf schon verbreitete Ethernet-Netzwerkstandards zurückgegriffen wird und im Storage-Netzwerk die gleichen Technologien und Komponenten (Verkabelung, Switches, usw.) zum Einsatz kommen wie im restlichen Netzwerk. Ein weiterer Vorteil der durch TCP/IP entsteht, ist die Routingfähigkeit und Eignung für komplexe, unternehmensweite Netzwerkstrukturen sowie für Wide-Area-Networks. Der Nachteil ist die ca. 10 bis 20% schlechtere Effizienz, welche durch die zusätzlichen Ethernet- und TCP/IP-Protokoll-Erfordernisse (zusätzlicher Overhead) und -Beschränkungen (wie Paketgrössen) zustande kommt, die zu einer erhöhten CPU-Belastung sowie zu höheren I/O-Anforderungen (mehr Unterbrüche pro Datenmenge) für den Server führen kann - und ebenfalls für höhere Latenzzeiten sorgt. Besonders nachteilhaft können für den Einsatz im Speichernetz ungeeignete Ethernet-Switches sein, die im Store and Forward-Modus laufen und daher erheblich höhere Latenzen als FC-Switches verursachen. Um solchen Problemen entgegenzuwirken sind bereits spezielle Produkte wie z. B. Netzwerkkarten mit TCP/IP Offload Engine verfügbar, die zumindest das TCP/IP-Overhead-Problem der zusätzlichen CPU-Last minimieren. Auch gibt es optimierte Switches, die besonders geringe Latenzzeiten bieten. Die Geschwindigkeit von iSCSI, genau wie die von Fibre Channel (FC), wird von der Geschwindigkeit der verwendeten Netzwerktechnologie begrenzt. Bei Verwendung eines Ethernetnetzwerks mit 1 GBit/s ist iSCSI somit deutlich langsamer als FC mit seinen heute üblichen 2, 4 oder 8 Gbit/s. Mit 10 Gigabit/s-Ethernet und den damit erreichbaren Durchsätzen bietet dann aber wieder iSCSI eine im Vergleich höhere Geschwindigkeit – bei etwa vergleichbaren Latenzen. Hieraus resultiert der aktuelle Ansatz, der von converged Netzwerken spricht. Neben den reinen Datendurchsatzraten ist von zentraler Wichtigkeit, welche Applikationen (Betriebssysteme, Virtualisierungs-Lösungen etc.) die Storage-Anbindung nutzen. Beispielsweise erfolgt unter VMware die empfohlene Storage-Anbindung auf Basis von NFS, welches auf der Ethernet-Technologie basiert.

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