Firmenbrief

20.04.2010

Basiswissen: Interner oder externer Datenspeicher



Für kleine Unternehmen bis 100 Mitarbeiter stellt sich oft die Herausforderung, einen geeigneten Datenspeicher zu finden. Dieser soll ausreichend groß, ausbaubar, redundant und trotzdem günstig sein. In den letzten Jahren geht die Tendenz dahin, solche Datenspeicher unabhängig von den Servern und Clients als eigenständige Einheiten zu sehen und als solche auch getrennt zu beschaffen und zu verwalten. Andererseits gibt es Festplatten mit beeindruckender Größe für kleines Geld, so dass ein interner Ausbau direkt im Servergehäuse auch eine Alternative sein kann. Für beide Wege gibt es unterschiedliche Ansätze, die hier beleuchtet werden sollen.

I. Interner Datenspeicher

Server mit einer durchschnittlichen Bauhöhe bieten zumeist ausreichend Platz für sechs bis zwölf Festplatten. Herkömmliche Server in kleinen Unternehmen verwenden SATA-Platten, die zur Zeit mit Kapazitäten von bis zu zwei Terabyte angeboten werden. Sofern der obligatorische RAID-Controller Platten dieser Größe unterstützt, sind so brutto 12 bis 24 Terabyte möglich. Bei dieser Anzahl an Platten sollte ein RAID-6 oder ein RAID-5 mit Hot-Spare gefahren werden, womit immer noch acht bis zwanzig Terabyte netto möglich sind.

Wenn man sein Geld nicht gerade mit Video- und Grafikbearbeitung verdient, dann sollte dieser Platz auch bei 100 Mitarbeitern eine Weile reichen. Der Nachteil: Wird der Server nicht gleich in dieser Konfigurkation gekauft, ist ein späterer Umbau nicht immer einfach möglich. Gut geht es, wenn Platten einfach hinzugesteckt werden können und im RAID-Controller als eigenes logisches Laufwerk konfiguriert oder dem bestehenden Laufwerk hinzugeschlagen werden können. Ansonsten ist Umkopieren notwendig. Das kann jedoch zu Ausfallzeiten führen und beliebig komplex sein, denn die Daten müssen zwischengelagert werden, die alten Platten ausgebaut, die Neuen eingebaut und dann die Daten zurückgespielt werden. Hier ist viel technisches Know-how nötig. Ein weiterer Nachteil solch einer Lösung ist das erhöhte Risiko eines Totalausfalls. Brennt es im Server oder im Rack, dann ist wahrscheinlich alles verloren.

II. Externer Storage direkt am Gerät (DAS)

Alternativ kann eine Storage-Box, ein sogenanntes Direct Attached Storage (DAS), an den externen Anschluss des RAID-Controllers angeschlossen werden. Intern verwenden viele dieser Boxen ebenfalls preiswerte SATA-Platten und haben je nach Gerät bis zu 24 Slots. Nach extern wird entweder mit eSATA oder mit SCSI angeschlossen. Das bedeutet aber auch, dass diese Geräte intern bereits einen Controller haben, der das eigentliche RAID verwaltet.

Zusammen mit dem notwendigen Gehäuse macht das diese Lösungen deutlich teurer als ein interner Ausbau. Ein Sicherheitsgewinn durch die physische Entfernung zwischen Server und Datenspeicher gegenüber dem internen Storage ist kaum zu erwarten: Die Verbindungen sind im Normalfall auf wenige Meter ausgelegt, so dass ein Brand im Rack wohl mit einiger Wahrscheinlichkeit auch die Platten im DAS betreffen wird.

III. Externer Datenspeicher im Netzwerk

Erhöhte Sicherheit durch eine echte physische Trennung von Server und Plattenplatz bieten erst die teuersten Lösungen, die Netzwerktechnik zur Verbindung von Rechenleistung und Datenspeicher verwenden. Im einfachsten Fall wird direkt das Ethernet genutzt, der Datenspeicher per iSCSI angebunden oder über ein höheres Netzwerkprotokoll wie NFS oder SMB zur Verfügung gestellt.

Der Nachteil liegt auf der Hand: Bei einem Gigabit-Netzwerk ist ein maximaler Durchsatz von ca. 100 MB/s möglich. Aktuelle DAS-Boxen schaffen oft Datendurchsatz, der mehr als die Hälfte höher ist. Hier kann das Netzwerk zum Flaschenhals werden, zumal eine qualitativ nicht ausreichende oder schlecht bemessene Verkabelung oder ein ungünstig konzipierter Netzplan mit unzureichend geswitchten Netzen das Gigabit Ethernet in der Leistung stark beeinflussen kann. Oft baut man daher im Server-Raum ein eigenes Storage-Netz auf und stattet die Server so aus, dass der Datenspeicher über eine separate Netzwerkkarte angesprochen wird. Damit müssen sich Clients und Storage nicht eine Leitung teilen. Zur Absicherung der Datenströme empfielt sich zudem der Aufbau von VLANs über die Switche. Damit vermeidet man, dass Clients nicht Daten abhören, die nicht für sie bestimmt sind.

Wenn Geld keine wesentliche Rolle spielt oder nur die Geschwindigkeit zählt, dann kann man statt Ethernet auch Fibre-Channel als Verbindungstechnik verwenden. Diese eigentlich auf Lichtwellenleiter ausgelegte Technik wird inzwischen auch für Koax-Kabel angeboten. Der Vorteil sind hohe Übertragungsraten - erkauft mit dem Nachteil hoher Kosten für eine zweite Storage-Verkabelung und komplett zusätzlicher Netzwerktechnik wie FC-Switchen.

IV. CoreBiz Failover-Cluster

Bei allen vorgestellten Lösungen muss man sich in dem Dreieck aus Preis, Sicherheit und Geschwindigkeit die passendste Variante wählen. Auch bei allen RAID-Techniken bleibt die Frage offen, was passiert, wenn es brennt, das Netzteil ausfällt, der Controller streikt oder ein elektrischer Schaden im Gehäuse entsteht und damit ein Totalausfall eines Gerätes vorliegt.

Die LIS AG verbindet mit dem CoreBiz Failover-Cluster die Sicherheitsvorteile eines redundant ausgelegten externen Storage mit den Preis- und Geschwindigkeitsvorteilen eines internen- bzw. DAS-Storage. Das erreichen wir, indem wir den Storage nach Möglichkeit intern auslegen. Dafür nehmen wir insgesamt zwei identische Systeme und binden diese zu einem Active-Active Cluster zusammen. Das heißt, beide Geräte stehen mit voller Leistung zur Verfügung - die Daten-Container beider Systeme spiegeln sich jedoch automatisch. Fällt eines aus, so übernimmt das andere automatisch dessen Funktionen.

Die Datenmengen, die durch die Spiegelung über das Netzwerk gehen, sind erheblich geringer als bei einem externen Datenspeicher, weil ja nur die Schreibzugriffe gespiegelt werden müssen. Dadurch reagiert das System auch erheblich unempfindlicher auf nicht ganz optimale Netzwerkbedingungen. Trotzdem bietet das System den Vorteil der vollen Leistung des internen Storage. Zudem können die beiden Systeme des Clusters bequem in unterschiedlichen Räumen stehen, um somit auch bei Brand oder anderen Havarien räumlich getrennt zu sein. Im Vergleich zu einem redundant ausgelegten externen Storage ist diese Variante preiswerter, schneller und hat mehr Computing-Power. Wenn der Platz irgendwann an Grenzen stößt, kann dieses System jederzeit um ein DAS erweitert werden. Selbstverständlich arbeitet der CoreBiz Cluster auch mit FC- oder iSCSI-Geräten zusammen.

Fazit:

Bei den vorgestellten Systemen sollte für jeden Bedarf etwas dabei sein. Besonders für kleine Unternehmen sind der interne Ausbau und preiswerte DAS-Systeme die beste Wahl, erlauben Sie doch heute bereits einen moderaten Ausbau der Kapazitäten ohne auf Sicherheit verzichten zu müssen. Allerdings sollte man bei einem Austausch darauf achten, ob die notwendigen Umkopieraktionen mit den damit verbundenen Down-Times zu Mehrkosten führen. Hier ist gut beraten, wer sein System sowieso schon als ausfallsicheren Cluster betreibt - wie zum Beispiel mit dem CoreBiz-Cluster. Hier kann ein Austausch auf jeweils einem Knoten stattfinden, während der jeweils andere die Dienste komplett und ohne Unterbrechnung anbietet. Zudem ist diese Lösung schnell, sicher und preiswert.