Was ist ein Storage Area Network (SAN) und wie funktioniert es?

Was ist ein Storage Area Network (SAN) und wie funktioniert es?

Ein Storage Area Network (SAN) ist ein dediziertes Netzwerk aus Storage-Geräten, das dazu dient, einen Pool an gemeinsam genutztem Storage bereitzustellen, auf den mehrere Computer und Server zugreifen können. Durch das Speichern von Daten in zentralisierten, gemeinsam genutzten Storage-Architekturen wie SANs können Unternehmen Storage von einer zentralen Stelle aus verwalten und einheitliche Richtlinien für Sicherheit, Datenschutz und Disaster Recovery anwenden.

Wozu wird SAN genutzt?

SANs werden verwendet, um mehreren Computern und Servern den Zugriff auf einen Pool aus gemeinsam genutztem Storage zu ermöglichen. Der Storage erscheint den Computern im Netzwerk als direkt angeschlossener Storage.

Ein SAN nimmt den einzelnen Servern die Verantwortung für den Storage ab und führt den Storage an einem zentralen Ort zusammen, an dem er abgerufen, verwaltet und geschützt werden kann. Durch das Verbinden von Storage mit Servern über ein vom herkömmlichen LAN getrenntes Netzwerk wird die Performance des Storage-Verkehrs optimiert, da der Datenverkehr nicht mit Servern und Workloads um die LAN-Bandbreite konkurrieren muss.

Warum heißt es SAN?

SAN ist ein Akronym für Storage Area Network. SANs konsolidieren den Storage in einem einzigen, vom lokalen Netzwerk (LAN) getrennten Storage-Bereich. Computer und Geräte, die an das SAN angeschlossen sind, haben Zugriff auf Storage-Geräte wie Bandbibliotheken und Disk-Arrays, die auf den SAN-Servern verfügbar sind, als handele es sich um lokalen Storage.

Wie funktioniert SAN-Storage?

Zu den SAN-Komponenten gehören Verkabelung, Host-Bus-Adapter und SAN-Switches, die an Storage-Arrays und Server angeschlossen sind. SANs verwenden blockbasierten Storage und eine Hochgeschwindigkeitsarchitektur, um Server mit logischen Festplatteneinheiten (LUNs) zu verbinden, einem Block-Storage-Bereich aus einem Pool von gemeinsam genutztem Storage, und erscheinen dem Server als logische Festplatte. 

Ein SAN besteht aus drei verschiedenen Ebenen: Host, Fabric und Storage.

Host-Ebene

Die Host-Ebene besteht aus den an das SAN angeschlossenen Servern, auf denen Unternehmens-Workloads ausgeführt werden, die Zugriff auf Storage benötigen, z. B. Datenbanken. 

SAN-Hosts verwenden Host-Bus-Adapter (HBAs), separate Netzwerkadapter für den SAN-Zugang als Schnittstelle zum Betriebssystem eines Servers. Dadurch kann eine Workload Storage-Befehle und Daten über das Betriebssystem an das SAN und die zugehörigen Storage-Ressourcen übermitteln.

Fabric-Ebene

Die Fabric-Ebene umfasst die Verkabelung und die Netzwerkgeräte, aus denen die Netzwerk-Fabric besteht, die SAN-Hosts und Storage miteinander verbindet. SAN-Netzwerkgeräte können SAN-Switches, -Gateways, -Router und -Protokollbrücken umfassen.

Die Fabric-Ebene bietet eine höhere Redundanz als ein normales Netzwerk, da sie über die Fabric mehrere alternative Pfade von den Hosts zum Storage bereitstellt. Das bedeutet, dass das SAN bei einer Störung auf einem Pfad einen alternativen Pfad für die Kommunikation nutzen kann.

Storage-Ebene

Die Storage-Ebene umfasst mehrere Storage-Geräte, bei denen es sich in der Regel um Festplattenlaufwerke (HDDs) handelt, zu denen aber auch SSDs, CDs, DVDs und Bandlaufwerke gehören können. Storage-Geräte innerhalb eines SAN können in RAID-Gruppen organisiert werden, um die Storage-Kapazität zu steigern und die Zuverlässigkeit zu verbessern.

SAN-Technologien unterstützen mehrere Protokolle, die eine Kommunikation zwischen den Ebenen, Anwendungen und Betriebssystemen ermöglichen. Das am häufigsten verwendete Protokoll ist das Fibre Channel Protocol (FCP), das auf FC-Technologie (Fibre Channel) basiert. Internet Small Computing System Interface (iSCSI), eine kostengünstigere Alternative zu FC, wird häufig von kleinen und mittleren Unternehmen verwendet. 

Ist SAN-Storage eine gute Backup-Option?

Storage Area Netzworks sind aus mehreren Gründen gute Backup-Optionen:

  • Mit SANs können Sie Backups von mehreren Servern an einem einzigen Ort zusammenführen und die Storage-Kapazität bei Bedarf flexibel erweitern. 

  • Eine SAN-Lösung ermöglicht auch schnellere Backups. Da die Server Daten direkt auf dem SAN sichern können, müssen Backups, die an das SAN gesendet werden, nicht über das LAN übermittelt werden und werden nicht durch den Datenverkehr im lokalen Netzwerk beeinträchtigt. 

  • Wenn ein Server in einem SAN-Cluster ausfällt, wird die Workload von diesem Server automatisch auf einen der anderen Server im SAN verlagert. Sie können auch Daten auf einem externen SAN replizieren, um die Disaster Recovery zu unterstützen. 

  • Da ein SAN auf einer Netzwerk-Fabric aus miteinander verbundenen Storage-Geräten und Computern aufbaut, kann bei einer Unterbrechung auf einem Netzwerkpfad ein alternativer Pfad aktiviert werden. Dadurch verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass Storage durch den Ausfall eines einzigen Geräts unzugänglich wird.

Was sind die Vorteile von SAN-Storage?

SAN-Lösungen bieten mehrere Vorteile für Unternehmens-Workloads, darunter:

Gesteigerte Performance

Ein SAN verlagert die Storage-Verarbeitung von den Servern in ein separates Netzwerk für Storage-Aufgaben. Da das SAN nur für den Storage bestimmt ist, wird die Performance nicht durch den Datenverkehr im LAN beeinträchtigt. Eine SAN-Lösung steigert auch die Performance im LAN, da der Storage-Verkehr entfällt und Bandbreite frei wird. 

Mehr Skalierbarkeit

SANs können aus mehreren tausend SAN-Host-Servern und Storage-Geräten bestehen, die durch das Hinzufügen neuer Hosts und Storage-Kapazitäten skaliert werden können, um veränderten Geschäftsanforderungen gerecht zu werden. 

Bessere Verfügbarkeit

In einem SAN bleibt der Storage von den Anwendungen unabhängig und ist über mehrere Pfade zugänglich. Im Falle eines Kommunikationsfehlers kann die Netzwerk-Fabric einen alternativen Pfad verwenden, um die Storage-Verfügbarkeit aufrechtzuerhalten.

Zentralisierte Verwaltung

SANs vereinfachen die Storage-Verwaltung durch zentralisierte Funktionen, die auf alle Storage-Ressourcen im SAN angewendet werden können. Die Funktionen können Datenverschlüsselung, Datendeduplizierung und Storage-Replikation umfassen.

Bessere Datensicherheit

Bei einem SAN werden die Algorithmen zur Datensicherung an einem Ort implementiert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Sicherheits- und Compliance-Konfigurationen einheitlich auf alle Server im SAN angewendet werden.

So erfolgt der Zugriff auf ein SAN: 3 typische Zugriffsarten

Für den Zugriff auf ein SAN können Sie verschiedene Protokolle verwenden. FCP, iSCSI und FCoE sind die drei gängigsten. 

Fibre Channel Protocol (FCP) ist das am häufigsten verwendete SAN-Protokoll. FCP verwendet SCSI-Befehle mit einer zugrunde liegenden FC-Verbindung (Fiber Channel) für die Übermittlung von Daten zwischen Storage, Servern, Switches und Rechenzentren.

FC ist eine Hochgeschwindigkeits-Netzwerktechnologie, die eine Performance von bis zu 16 Gigabit pro Sekunde bietet und sowohl optische Medien als auch Kupfermedien über Entfernungen von bis zu 10 km unterstützt. Das FC-Protokoll gilt als sicherer als TCP/IP und ist weniger anfällig für Malware und menschliche Fehler. 

Internet Small Computer Systems Interface (iSCSI) ist ein Blockprotokoll, mit dem SCSI-Pakete über ein TCP/IP-Netzwerk transportiert werden können. Es bietet den gleichen Storage-Zugriff auf Blockebene wie FCP, verwendet aber herkömmliche Ethernet-Netzwerke. iSCSI setzt auf dem Transport Control Protocol (TCP) auf, sodass SCSI-Befehle über das Internet, LANs und WANs (Wide Area Networks) gesendet werden können. 

Fibre Channel over Ethernet (FCoE). Anstelle von TCP/IP und Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Verbindungen werden bei FCoE Fibre-Channel-Verbindungen zwischen SAN-Geräten verwendet. Bei FCoE werden Fibre-Channel-Pakete innerhalb von Ethernet-Paketen über ein Ethernet-Netzwerk gesendet. Dazu sind spezielle FCoE-fähige Switches und Adapter erforderlich, die die Funktion eines FC-Host-Bus-Adapters mit der eines Ethernet-Netzwerkadapters kombinieren. FCoE ist eine hervorragende Alternative zum Standard-Fibre-Channel, wenn Netzwerke mit höherer Performance verwendet werden.

Wann sollten Sie SAN-Storage verwenden?

SAN-Storage ist in zwei spezifischen Anwendungsfällen besonders geeignet:

Datenbankmanagement  

SANs bieten die hohen I/O-Verarbeitungsgeschwindigkeiten und geringen Latenzzeiten, die für große Unternehmensdatenbanken in Hochgeschwindigkeits-Transaktionsumgebungen erforderlich sind. Diese Datenbanken enthalten oft geschäftskritische Daten, die eine hohe Performance und Verfügbarkeit erfordern. 

Mit der Fibre-Channel-Technologie, die Geschwindigkeiten von bis zu 128 Gbit/s unterstützt, können SANs die Anforderungen von Unternehmensdatenbanken im Hinblick auf Durchsatz und Latenz erfüllen. SANs bieten außerdem parallele Verarbeitung und Unterstützung für RAID und Hot-Swap-Laufwerke für ein verbessertes Datenmanagement.

Virtualisierung

SANs eignen sich für groß angelegte Hochleistungs-Virtualisierungsimplementierungen, auf denen eine Vielzahl von Betriebssystemen und Anwendungen ausgeführt wird. Ein SAN kann schnell mehrere I/O-Ströme zwischen virtuellen Maschinen und Virtualisierungshosts übertragen und bietet die nötige Skalierbarkeit und Flexibilität, um die dynamische Natur einer virtuellen Umgebung zu unterstützen. 

Ein SAN kann eine breite Palette von Betriebssystemen, Anwendungen und Virtualisierungstechnologien unterstützen und die in virtualisierten Umgebungen erforderliche Zuverlässigkeit der Infrastruktur bieten, um Ausfälle zu verhindern, die den Ausfall mehrerer Anwendungen bewirken würden.

Wie viel kostet SAN-Storage?

Die genauen Kosten für ein SAN hängen von der Workload und den Storage-Anforderungen Ihres Unternehmens ab. 

Für ein SAN sind in der Regel FC-Host-Bus-Adapter (HBS), Glasfaserkabel, FC-Switches und -Disks, Festplatten-Arrays und per FC angeschlossenes Band erforderlich. Kleinere SANs mit bis zu 10 Servern und einem halben Terabyte an Storage können rund 100.000 USD kosten. Fortschrittlichere SAN-Lösungen können über eine Million Dollar kosten.

Zu den Faktoren, die sich auf die Kosten einer SAN-Implementierung auswirken, gehören der SAN-Typ (FC oder iSCSI), Hersteller und Modell, Festplattentyp, Geschwindigkeit und Kapazität, Controller-Kapazität, Funktions- und Kapazitätslizenzierung sowie Wartungs- und Supportanforderungen.

Höhere Übertragungsgeschwindigkeiten mit NVMe-Lösungen von Pure nutzen

Angesichts der oben beschriebenen Vorteile setzen immer mehr moderne Unternehmen SAN-Lösungen mit All-Flash-Storage ein, da dieser eine hohe Performance, geringe Latenzzeiten und niedrigere Gesamtkosten bietet.

Während FCP-, iSCSI- und FCoE-Protokolle gut mit HDD- und bandbasierten SANs funktionieren, können sie bei All-Flash-Lösungen Performance-Engpässe bewirken.

NVMe (Non-Volatile Memory Express) ist ein Übertragungsprotokoll für den schnellen Zugriff auf Flash-Storage über einen Hochgeschwindigkeits-PCI-Express-Bus (PCIe). Zu den Vorteilen von NVMe-Storage gehören schnellere Übertragungsgeschwindigkeiten, höherer Datendurchsatz und massive Parallelität mit über 64.000 Warteschlangen für I/O-Vorgänge.

Nutzen Sie die höheren Übertragungsgeschwindigkeiten mit Pure-Lösungen, die von Grund auf dafür entwickelt wurden, das Potenzial von NVME-Storage zu maximieren. Dazu gehören:

  • DirectFlash® Fabric: Nutzen Sie die Performance-Vorteile eines für SSD entwickelten SAN.
  • FlashArray//X: Ein Performance-optimiertes All-Flash-Array für Tier-0- und Tier-1-Block-Storage-Anwendungen.
800-379-7873 +44 2039741869 +43 720882474 +32 (0) 7 84 80 560 +33 1 83 76 42 54 +49 89 12089253 +353 1 485 4307 +39 02 9475 9422 +31 202457440 +46850541356 +45 2856 6610 +47 2195 4481 +351 210 006 108 +966112118066 +27 87551 7857 +34 51 889 8963 +41 43 505 28 17 +90 850 390 21 64 +971 4 5513176 +7 916 716 7308 +65 3158 0960 +603 2298 7123 +66 (0) 2624 0641 +84 43267 3630 +62 21235 84628 +852 3750 7835 +82 2 6001-3330 +886 2 8729 2111 +61 1800 983 289 +64 21 536 736 +55 11 2655-7370 +52 55 9171-1375 +56 2 2368-4581 +57 1 383-2387 +48 22 343 36 49
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