Storage-Entwicklung: Immer mehr, immer schneller, immer vernetzter

2002 bringt der Storage-Bereich Harddisks mit 160 Gigabyte und mehr, ultraschnelle IDE- und SCSI-Interfaces sowie mit iSCSI neue Ansätze für einen allgemeingültigen SAN-Standard.

Artikel erschienen in Swiss IT Magazine 2002/02

     

Es fängt beim Heimanwender an und macht vor der Serverfarm nicht halt: Speicher hat man eigentlich nie genug. Je multimedialer die IT-Anwendungen werden - von der privaten MP3-Sammlung über das firmeninterne Streaming von Instruktionsvideos bis zum Online-Fotoservice -, desto mehr Storage-Space mit schnellstem Zugriff wird nötig.


Monster-Harddisks gang und gäbe

Vor weniger als einem Jahr titelte InfoWeek noch "Harddisks bis 75 Gigabyte", was damals der Stolz der Industrie war. Das ist Schnee von gestern: Schon jetzt sind in den Preislisten der IT-Händler Harddisks in Grössen von 60 und 80 Gigabyte die Regel - unter 40 findet sich praktisch nichts mehr.



Die grössten derzeit erhältlichen ATA-Festplatten für den Desktop-Einsatz fassen je nach Hersteller 120 GB (IBM Deskstar 120GXP und Western Digital Caviar optional mit 8-MB-Buffer, beide mit 7200 rpm und Ultra-ATA/100-Interface) oder 160 GB (Maxtor Diamondmax D540X, 5400 rmp, Ultra-ATA/133). Die Voraussetzung für diese enormen Kapazitäten sind neue Materialien und Fertigungstechniken, die eine höhere Speicherkapazität pro Fläche erlauben. Dazu gehört beispielsweise IBMs "Pixie Dust"-Technologie, verwendet in den neuesten Deskstar-Modellen sowie in Notebook-Disks mit bis zu 60 GB, bei der eine dünne Rutheniumschicht auf der Platte für die Kapazitätssteigerung sorgt. Bis 2003 stellt IBM Desktop-Harddisks bis 400 Gigabyte in Aussicht.




Aktuelle Herstellerpreislisten zeigen, dass sich bei Desktop-PCs und Workstations, weitgehend aber auch bei Einstiegsservern der ATA-Standard heute voll und ganz durchgesetzt hat. Der heute gängige Durchsatz von 100 Megabit pro Sekunde (Ultra-ATA/100) genügt praktisch allen Anforderungen bei weitem - die Geschwindigkeit des Interface übertrifft in den meisten Fällen den maximal möglichen Speed der Harddisk selbst. Und bereits sind erste Modelle mit dem noch schnelleren Ultra-ATA/133-Standard erhältlich.



SCSI-Laufwerke trifft man praktisch nur noch in Servern und dort vor allem im Enterprise-Segment an. Hier legt man grösseren Wert auf ungehinderte parallele Zugriffe, die praktisch jede Server-Software permanent verlangt. Weniger wichtig ist die Kapazität des einzelnen Laufwerks - man arbeitet ohnehin mit Disk Arrays und schiebt bei grösserem Platzbedarf einfach eine zusätzliche Disk ein. Nicht zuletzt deshalb hat sich die SCSI-Maximalkapazität allgemein auf 73 Gigabyte pro Laufwerk eingependelt. Die Verbindung mit der Aussenwelt übernimmt, wenn nicht von Anfang an Fibre Channel zum Einsatz kommt, heute meist eine Ultra-160- oder Ultra-320-SCSI-Schnittstelle.



Wie es weitergeht, hat Hitachi bereits angekündigt: Der japanische Hersteller will Mitte 2002 eine neue Server-Harddisk mit 150 Gigabyte und einer Durchsatzrate von 500 MB pro Sekunde auf den Markt bringen - damit wäre dann auch der Ultra320-SCSI-Anschluss mehr als ausgereizt.




Morgenröte für SAN dank iSCSI

Beim Aufbau von Speichernetzwerken (Storage Area Networks, SAN), über die verschiedene Server gemeinsam eine Storage-Infrastruktur nutzen können, wurde bisher fast immer die kostspielige und für den durchschnittlichen Netzwerkverantwortlichen exotische Fibre-Channel-Technik verwendet. Nun soll ein neuer Standard namens iSCSI Server und Storage-Systeme über IP-Netzwerke verbinden.



Der neue prospektive SAN-Standard bringt Vorteile, aber auch frische Probleme. Seine Schokoladenseite zeigt iSCSI bei Verbindungen über weite Strecken - Fibre Channel ist derzeit auf zehn Kilometer beschränkt. Ebenfalls vorteilhaft: IP-Know-how ist weit verbreitet; geeignete Fachkräfte sind einfacher zu finden als Fibre-Channel-Experten. Ausserdem erlaubt die Arbeitsweise von IP die Auslagerung der meisten Kommunikationsaufgaben vom Host-Bus-Adapter hin zu zentralen IP-Switches, was die Adapter günstiger macht. Und punkto Sicherheit hat Fibre Channel von sich aus praktisch nichts zu bieten, vor allem im Vergleich zu den bestens etablierten Security-Mechanismen von IP-Netzen. Kein Wunder - SANs waren zu Beginn ja völlig isolierte Netze, in denen Sicherheitsüberlegungen keine Rolle spielten.




Von iSCSI verspricht man sich mancherorts auch bessere Interoperabilität zwischen den Produkten verschiedener Hersteller - bei Fibre-Channel-basierten SANs reden zwar die meisten Anbieter davon; in der Praxis erweist sich der Aufbau eines funktionierenden heterogenen SAN bis heute aber meist als Alptraum der schlimmsten Sorte, wie auch StorageTek-Direktor Chalfant feststellt: "Die Chance, einfach verschiedene Komponenten einzukaufen und daraus ein lauffähiges SAN zu bauen, ist praktisch null."



Auf der Schattenseite stehen systemimmantente Eigenschaften von IP wie das relativ ungünstige Verhältnis von Nutzlast und Protokoll-Overhead, das auch die aufkommenden 10-Gigabit-Ethernet-Netze durchaus in die Knie zwingen könnte. Dazu kommt, dass der Kostenvorteil eines IP-basierten Storage-Netzes vor allem dann zu tragen kommt, wenn das gleiche physische Netz auch noch für andere Kommunikationsaufgaben genutzt werden kann.



Die durchschnittliche Fibre-Channel-Installation arbeitet mit 100 Mbit/s, die jedoch weitestgehend dem eigentlichen Datentransport zur Verfügung stehen. Ein weiteres Plus von Fibre Channel: Es entstehen weit weniger Verzögerungen als in IP-Netzwerken - für transaktionsintensive Anwendungen entscheidend.



Bei der Evaluation eines SAN ist somit nicht nur auf die Performance zu achten. Eine Vielzahl von Faktoren ist wichtig: Durchsatz, Verzögerungszeiten, Quality of Service, Security, Zuverlässigkeit, überbrückbare Distanz und vieles mehr. Am wichtigsten für die Ausbreitung von iSCSI wird jedoch die Unterstützung durch die Storage- und Netzwerkindustrie sein.



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