Storage-Virtualisierung

Speichervirtualisierung (auch als Software-definierter Speicher oder virtuelles SAN bezeichnet) ist die Konsolidierung mehrerer physischer Speicher-Arrays aus SANs, sodass sie als einheitliches virtuelles Speichersystem erscheinen. Dieses System kann ganz unterschiedliche Hardware unterschiedlicher Netzwerke, Anbieter oder Rechenzentren umfassen und diese als logische Einheit abbilden, die über eine einheitliche Bedienfläche verwaltet wird.

Bei virtualisierten Speicherlösungen wird die Speichermanagementsoftware von der grundlegenden Hardware-Infrastruktur getrennt, um die Flexibilität zu vergrößern und skalierbare Pools von Speichersystemen zu schaffen. Und nicht nur das. Die Technologie kann die Speicherhardware (Arrays und Festplatten) in virtuellen Pools abstrahieren, so wie Computer-Virtualisierungssysteme (VMWare ESX oder Hyper-V) die Computer-Hardware (Server) als virtuelle Maschinen (VMs) abstrahieren.

Die Storage Network Industry Association (SNIA) definiert Speichervirtualisierung auf ganz spezielle Weise:

Die Anwendung der Virtualisierung auf Speicherdienste, um Funktionen oder Geräte zu bündeln, Komplexität zu verbergen oder neue Funktionen zu Speicherressourcen unterer Ebenen hinzuzufügen.

Diese Technologie wird seit Jahren eingesetzt, um viele der mit der Zunahme und der Verwaltung gewaltiger Datenmengen verbundenen Herausforderungen zu lösen. Speichervirtualisierung ist heute umso wichtiger, da die Menge der gespeicherten Daten jährlich exponentiell zunimmt.

Speichervirtualisierung kann die wichtigsten sieben Herausforderungen lösen:

1. Abhängigkeit von Anbietern
2. Datenmigration über verschiedene Arrays hinweg
3. Skalierbarkeit
4. Redundanz
5. Performance
6. Hohe Kosten
7. Verwaltung

Während die Vorteile der Speichervirtualisierung ganz erheblich sind, gilt es zunächst einige technische Hürden zu nehmen. Eine der wichtigsten Hürden besteht darin, dass Speicherumgebungen häufig aus heterogenen Hardware- und Softwarekomponenten verschiedener Anbieter bestehen.

Die Virtualisierung der Speicherumgebung trägt dazu bei, ein System flexibler zu machen, da gängige Hardware schnell hinzugefügt werden kann und von der Virtualisierungssoftware sofort erkannt wird. Diese Hardware-Ressourcen können dann in einem gemeinsamen virtuellen Speicher-Pool gebündelt werden, der der Virtualisierungsplattform zur Verfügung steht.

Dies ist der Antriebsmotor eines der größten Trends der Speicherbranche, das Konzept der Skalierbarkeit, bei der Hardwarekapazität nach Bedarf in Modulen hinzugefügt werden kann. Durch die Virtualisierung können Daten über ganz verschiedene physische Geräte in großen Netzwerken oder Rechenzentren hinweg verwaltet werden. Die Daten können konsolidiert werden, um Leistungsprobleme zu isolieren, Probleme vorherzusehen und zu lösen und den zukünftigen Kapazitätsbedarf zu planen.

Egal welche Speicherhardware von welchem Anbieter Sie besitzen: Die Software ist das Gehirn und die Intelligenzebene. Sie bestimmt, welche Funktionen, Features, Dienste und Vorteile Sie Ihren Hosts, Anwendungen und Anwendern bereitstellen können.

Wenn Ihnen die mit Ihrem SAN verbundenen Probleme und Herausforderungen den Schlaf rauben, ist es an der Zeit, sich Gedanken über softwaredefinierten Speicher zu machen. Die damit verbundenen Vorteile sind zu zahlreich, um sie zu ignorieren.

Ihre Organisation kann es sich nicht leisten, sich weiterhin allein auf traditionellen Speicher zu verlassen. Es ist höchste Zeit, Ihre Speicherarchitektur zu modernisieren.

Ein Hauptgrund, aus dem Unternehmen auf Speichervirtualisierung umstellen, ist die Notwendigkeit, alle vorhandenen Speichergeräte über eine einheitliche Konsole zu verwalten und dabei vielfältige Features und Funktionen optimal zu nutzen.

Ein Speichervirtualisierungsknoten ist im Wesentlichen ein virtueller Controller, der Ihren physischen Speicher virtualisiert und verwaltet. Alle Ihre Disk Arrays werden in einem virtuellen Pool gebündelt und mittels Thin Provisioning auf maximale Kapazität ausgelegt. Ist der virtuelle Pool einmal angelegt, werden auch „virtuelle Disks“ im Pool erstellt, die Ihren Host-Servern dann als reine LUNs für die Datenspeicherung präsentiert werden.

Das bedeutet, dass Sie Arrays von HPE 3Par, Dell Compellent, Pure Storage oder einem beliebigen SAN in Ihrem Rechenzentrum kombinieren und in einem virtuellen Pool konsolidieren können. Zusätzlich ist ein Striping der Anwendungsdaten über alle Arrays hinweg möglich, unabhängig von deren Geschwindigkeit.

Diese Speichervirtualisierungslösung verschiebt „kalte“ und „heiße“ Daten automatisch zwischen den Arrays, indem einfach jedem Array eine Tier-Nummer zugewiesen wird. Klasse, oder?

Die meisten traditionellen SANs sind nicht in der Lage, Auto-Tiering über Arrays anderer Anbieter auszuführen. Anders ausgedrückt: Ein Compellent Array ist nicht zum Auto-Tiering mit einem Pure oder 3PAR Array in der Lage, weil er von diesen Anbietern nicht unterstützt wird.

Diese Hürde lässt sich schnell durch einen Speichervirtualisierungsknoten lösen, der jedes erdenkliche SAN der Welt betreiben kann. Mit Speichervirtualisierungssoftware können Sie das erreichen, was mit SAN nativ nicht möglich ist. Falls Sie jemals eines der kostspieligen traditionellen SANs ersetzen müssen, können Sie sich für eine preiswertere Alternative entscheiden und Ihre physischen Speicher nach Belieben kombinieren.

Über die Migration Ihrer Daten vom alten SAN in das neue, preiswertere brauchen Sie sich keine Gedanken zu machen. Ihre Virtualisierungssoftware sorgt dafür, dass dieser Vorgang völlig problemlos abläuft. Mit nur drei Klicks starten Sie die Migration Ihrer Daten von den alten auf die neuen Arrays, ohne dass es zu längeren Ausfallzeiten für Anwendungen und Host-Betriebssystem kommt.

Die Idee, Speicherherausforderungen einfach durch Hinzufügen einer Software zu lösen, klingt fast zu schön, um wahr zu sein. Doch sie ist tatsächlich wahr. Wir zeigen Ihnen die beiden gängigsten Arten der Speichervirtualisierung, die zurzeit erhältlich sind.

Denken Sie daran, dass Ihr bestehendes SAN auch aus Software und Hardware besteht. Durch die Speichervirtualisierung rüsten Sie lediglich die Softwarekomponente auf und behalten die Hardware. Damit sind Einsatz und Migration bei dieser Architektur besonders einfach.

Sie müssen also festlegen, ob Sie nur den vorhandenen Speicher virtualisieren oder neuen Speicher hinzufügen und sich von Ihren alten Arrays verabschieden möchten.

Option 1: Speichervirtualisierungsknoten

Die erste Option umfasst einen Speichervirtualisierungs-Controllerknoten In der Regel ist dies ein 1u x86 -Server mit CPU-Arbeitsspeicher, Netzwerkports und einem RAID-1 für das Betriebssystem, auf dem die Virtualisierungssoftware läuft.

Im nächsten Schritt verbinden Sie Ihre vorhandenen SAN Arrays per iSCSI oder FC-Verbindung mit dem neuen Speichervirtualisierungscontroller. Als Nächstes können Sie Ihre Hosts anschließen und damit beginnen, jedem Host virtuelle Disks zu präsentieren.

Ab diesem Punkt müssen Sie für Ihre tägliche Speicheradministration nur noch eine einzige Konsole öffnen. Dabei behalten Sie alle anspruchsvollen Speicherdienste, die Ihre Virtualisierungssoftware bietet, auch wenn die zugrunde liegende Software nicht für diese Features und Funktionen lizenziert ist.

Wenn Sie tatsächlich einmal einen neuen Array hinzufügen und einen alten Array entfernen müssen, klicken Sie einfach auf „Entfernen“, um den alten loszuwerden und „Zum Pool hinzufügen“, um den neuen Speicher hinzuzufügen. Sie können einen zweiten Knoten mit speziellem Speicher hinzufügen, um eine hoch verfügbare Speichergruppe mit zwei redundanten Aktiv/Aktiv-Kopien Ihrer Daten aufzubauen.

Option 2: Konvergiertes Server-SAN

Für die zweite Option ist ein größerer 2U x86-Server mit höherer Hardwarespezifikation erforderlich, um mehr Schlagkraft zu generieren. Hier erhalten Sie eine maximale Investitionsrendite, indem Sie Festplatten, Arbeitsspeicher und Netzwerkports besonders groß wählen.

Wenn Sie die Backplane mit 24x 2,5“-Laufwerken wählen, können Sie jede Menge Kapazität hineinpacken, indem Sie eine Kombination aus 4 TB NVMe-Laufwerken und/oder SAS 10k-Laufwerken verwenden. In einigen Fällen haben wir Lösungen mit bis zu 60 TB oder sogar 80 TB an nutzbarer Kapazität pro 2U-Server gesehen.

Sie erhalten die gleichen Vorteile wie bei der ersten Option, jetzt fügen Sie dem ganzen jedoch ein weiteres Extra hinzu, indem Sie neue interne Disks und vorhandene externe SAN Arrays im gleichen virtuellen Pool kombinieren. So bekommen Sie das Beste aus beiden Welten und haben immer noch über 100.000 an IOPS mit Antwortzeiten von unter einer Millisekunde.

Die meisten Organisationen fangen mit dem Speichervirtualisierungsknoten an und wandeln ihn irgendwann ohne größeren Investitionsaufwand in ein konvergiertes Server SAN um, indem sie die Kapazität durch interne Laufwerke erhöhen.

Mit diesem Setup gehören alle Performanceprobleme der Vergangenheit an, und Sie können das System durch zusätzliche Arrays oder Knoten erweitern.

• Mehr Redundanz – erledigt.
• Niedrigere Kosten – erledigt.
• Über eine einheitliche Konsole verwalteter Speicher – erledigt.
• Performance und Skalierbarkeit – erledigt.

Vorreiter in Sachen Speichervirtualisierung war DataCore Software, ein Unternehmen, das im Februar 1998 von George Teixeira und Ziya Aral in Fort Lauderdale gegründet wurde, um Software zu entwickeln, mit der IT-Abteilungen gängige Speichergeräte verschiedener Anbieter kaufen und sie als virtuelle Disks über Blockspeicher aufrufen konnten.

Im Laufe der Zeit entwickelten andere Unternehmen ähnliche Speichervirtualisierungsprodukte. Doch noch immer entwickelt DataCore innovative neue Technologien wie Auto-Tiering und synchrones Spiegeln und besitzt mehr als ein Dutzend Patente für die Kerntechnologie.

Seit Oktober 2018 wird Speichervirtualisierung in größerem Umfang eingesetzt, doch noch immer hat sie nicht in alle IT-Abteilungen Einzug gehalten. Von DataCore durchgeführte Marktstudien lassen darauf schließen, dass die Akzeptanz der Speichervirtualisierung etwa doppelt so hoch ist wie bei hyperkonvergierten Systemen (37 % gegenüber 21 %), wobei 56 % der Befragten außerdem Speicherlösungen stark in Betracht ziehen oder planen, diese in den nächsten zwölf Monaten in Betracht zu ziehen.