Storage Area Networks (SAN): Hauptmerkmale, Hersteller, Vor- und Nachteile

Überblick

Ein Storage Area Network (SAN) ist ein dediziertes Hochgeschwindigkeitsnetzwerk, das Server mit einem konsolidierten Speicherpool verbindet. Der Speicher kann in Form von Festplatten-Arrays und Bandbibliotheken bereitgestellt werden.

Dieses dedizierte Netzwerk ermöglicht dann den Speicherzugriff auf Blockebene über ein separates Netzwerk und gewährleistet so eine schnellere Leistung, bessere Skalierbarkeit und höhere Zuverlässigkeit als Network-Attached Storage (NAS). 

SAN unterscheidet sich erheblich von NAS, das den Zugriff auf Dateiebene über Ethernet abwickelt, oder von Direct-Attached Storage (DAS), das den Speicher an einen Server bindet.

Stattdessen hält ein SAN den Speicherverkehr vom LAN fern. Dadurch entsteht ein Netzwerk hinter den Servern, das die Leistung für die Anforderungen von Unternehmen optimiert.

• SANs tauchten zuerst Ende der 1990er Jahre mit Fibre-Channel-Fabrics auf, die als Möglichkeit zur Zentralisierung des Datenzugriffs angepriesen wurden.
• Frühe Versionen waren schnell, basierten jedoch auf serverbasierter Virtualisierung und blieben letztlich hinter den Erwartungen zurück.
• Die Technologie reifte in mehreren Wellen.
• Die zuerst Phase kam in Form von Virtualisierungs-Engines, bei denen es sich in erster Linie um NT-basierte Server handelte, die zwischen Hosts und Speicher angesiedelt waren.
• Dies ermöglichte eine flexible Zuweisung, jedoch gab es viele Engpässe und Single Points of Failure, und Unternehmen mussten in teure Fibre-Channel-Verbindungen investieren, um skalieren zu können.
• In der nächsten Phase wurde die Off-Datapath-Virtualisierung populär. SAN-Manager und Server-Agenten wurden eingesetzt, um den Speicher zu koordinieren, ohne den Datenfluss zu behindern.
• Dadurch wurden die Portanforderungen erheblich reduziert und die Skalierbarkeit erhöht. Spätere Plattformen wie Troika integrierten diese Logik in die Struktur selbst, wodurch keine serverseitige Software für sichere Setups mit geringer Latenz mehr erforderlich war.

Heute sind SANs ein wichtiger Bestandteil der Unternehmens-IT. Sie können Petabytes an Speicher verarbeiten, bieten den Vorteil automatisierter Backups und können hohe Workloads wie Virtualisierung oder Videobearbeitung bewältigen.

Speichernetzwerk: Hauptmerkmale

Die chaotische Verbreitung von DAS-Konfigurationen ist daher bei SANs kein Problem. Diese logische Zentralisierung, die durch Virtualisierung wie VMware vSAN noch verstärkt wird, kann physische Speichersilos überwinden und bietet ein Maß an Skalierbarkeit, das NAS bei Terabyte-Größen ohne LAN-Engpässe nur schwer erreichen kann.

• SANs verwenden dedizierte Hochgeschwindigkeitsverbindungen, in der Regel Fibre Channel (FC), iSCSI oder InfiniBand, und trennen den Speicherverkehr von der LAN-Nutzung.
  • Diese Isolierung ist äußerst nützlich, da sie die Bandbreitenkonflikte löst, die bei Network-Attached Storage (NAS) auftreten, wo der Speicher mit dem Anwendungsdatenverkehr konkurriert.
  • In SANs ist die Systemleistung daher für latenzempfindliche Workloads wie Datenbanken sehr konsistent.
• Zweitens bieten SANs Zugriff auf Blockebene über eine 3-Schichten-Architektur. Es gibt eine Host-Schicht, die aus Servern mit Host-Bus-Adaptern (HBAs) besteht, dann die Fabric-Schicht, die aus Switches und Verkabelung besteht, und schließlich die Speicherschicht, die aus Festplatten-Arrays, SSDs oder Bandlaufwerken besteht.
  • Die Firmware und Treiber des HBA integrieren dies in das Serverbetriebssystem und optimieren so die Speicherbefehle.
  • Im Gegensatz zu NAS, das eine Abstraktion auf Dateiebene bietet, ermöglicht der Zugriff auf Blockebene von SAN eine direkte und granularere Steuerung, wodurch die Ineffizienz des Dateisystem-Overheads in Szenarien mit hoher IOPS-Leistung beseitigt wird.
• Drittens ist Redundanz ein integraler Bestandteil des Designs auf Fabric-Ebene. Es gibt mehrere Pfade – beispielsweise in dualen SANs –, die einzelne Fehlerquellen eliminieren, wie sie bei DAS häufig vorkommen. Wenn also eine Verbindung ausfällt, kann der Datenverkehr umgeleitet werden, was eine erhebliche Verbesserung gegenüber den servergebundenen Einschränkungen von DAS darstellt.
• Schließlich ermöglichen SANs auch eine zentralisierte Speicherverwaltung über LUNs und Protokolle wie FCP (SCSI over Fibre Channel). In SANs können RAID-Gruppen oder Partitionen eindeutige LUNs zugewiesen werden, was eine präzise Zugriffskontrolle durch Zoning oder Maskierung ermöglicht.

Die chaotische Verbreitung von DAS-Konfigurationen ist daher bei SANs kein Problem. Diese logische Zentralisierung, die durch Virtualisierung wie VMware vSAN noch verstärkt wird, kann physische Speichersilos überwinden und bietet ein Maß an Skalierbarkeit, das NAS bei Terabyte-Größen ohne LAN-Engpässe nur schwer erreichen kann.

Herstellerlandschaft für SAN-Lösungen

Auf dem Markt für Storage Area Networks gibt es mehrere große Anbieter. Jeder von ihnen bietet Lösungen, die auf unterschiedliche Geschäftsanforderungen zugeschnitten sind. Einige der wichtigsten SAN-Anbieter sind:

• Cisco
• Dell Technologies
• Hewlett Packard Enterprise (HPE)
• IBM
• INFINIDAT
• Lenovo
• NetApp
• Oracle

Vier dieser Anbieter dominieren den SAN-Markt für Unternehmen aufgrund ihrer breiten Produktpalette und ihrer starken Verbreitung in Unternehmen. Dabei handelt es sich um Dell Technologies, Hewlett Packard Enterprise, IBM und NetApp.

Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über ihre SAN-Produktlinien, die von ihnen unterstützten Protokolle und typische Anwendungsfälle.

SAN-Produktangebote der wichtigsten Anbieter

Wesentliche Vorteile von SAN

Einschränkungen von SAN