Viele Wege führen zum Ziel

Software Defined Storage im Rechenzentrum

| Autor / Redakteur: Bernd Reder / Ulrike Ostler

Einer der Hauptgründe für Software Defined Storage liegt darin, dass die Anwender von dedizierten Storage-Netzen und Spezial-Speichersystemen weg wollen. Diese Infrastrukturen sind ihnen zu teuer und zu aufwändig zu warten.
Einer der Hauptgründe für Software Defined Storage liegt darin, dass die Anwender von dedizierten Storage-Netzen und Spezial-Speichersystemen weg wollen. Diese Infrastrukturen sind ihnen zu teuer und zu aufwändig zu warten. (Bild: © Maxim_Kazmin - stock.adobe.com)

Software-Defined Storage (SDS) gilt als Ansatz, der die Flexibilität und Skalierbarkeit von Storage-Systemen im Rechenzentrum erhöht und gleichzeitig die Kosten senkt. Allerding gibt es keinen Königsweg zu SDS. Vielmehr stehen mehrere Alternativen zur Wahl – von Storage-Virtualisierung bis hin Open-Source-Plattformen.

Eines steht lässt sich nicht bestreiten: Der Bedarf an Storage-Ressourcen im Rechenzentrum steigt drastisch an. Laut einer Studie, die das Beratungshaus IDC im Auftrag des Festplatten- und SSD-Herstellers Seagate erstellte, wird das weltweite Datenvolumen von rund 20 Zettabyte im Jahr 2017 bis 2005 auf 160 Zettabyte anwachsen. Mehr als die Hälfte davon entfällt auf Daten von Unternehmen.

Das heißt, Unternehmen müssen Wege finden, um diese Datenmengen auf möglichst effiziente, flexible und kostensparende Weise zu speichern. Vor allem in Bezug auf die Skalierbarkeit wachsen somit die Anforderungen an Storage-Systeme im Datacenter, Stichwort Hyperscale-Storage.

Doch es gilt einen weiteren Faktor zu berücksichtigen: die Bedeutung einzelner Datenbestände für Geschäftsprozesse. Denn laut der Studie von IDC nimmt der Anteil der „kritischen“ und „hyperkritischen“ Informationsbestände bis 2025 drastisch zu. In acht Jahren zählen mehr als 25 Zettabyte der Daten zu beiden Kategorien. Weitere 40 Zettabyte sind zumindest teilweise für Unternehmen und Organisationen "wichtig". Das heißt, eine Storage-Umgebung muss zudem Daten zuverlässig speichern.

Zeichen stehen auf Software-Defined

Vor diesem Hintergrund gewinnen softwarebasierte Storage-Konzepte (SDS) an Bedeutung, analog zu Konzepten wie Software-Defined Networking (SDN) und Software-Defined Wide Area Networks (SD-WANs). Software-Defined Storage entkoppelt den physischen Speicher, also die Storage-Hardware, vom Datenmanagement. Dies erfolgt mithilfe einer Virtualisierungsschicht. Dabei kommt entweder eine spezielle SDS-Software zum Zuge oder Funktionen, die Bestandteil eines Hypervisors sind, etwa von „VMware vSphere“.

Ein Vorteil von SDS ist, dass Nutzer Standard-Hardware für das Speichern der Daten einsetzen können, etwa x86-Server. Das reduziert die Kosten. Alle höheren Management-Funktionen sind Teil der Software-Ebene. Diese Funktionen stellen die Hochverfügbarkeit von Daten sicher und sind für Backup und Data Recovery zuständig.

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Außerdem lassen sich Software-Defined-Storage-Umgebungen auf einfache Weise erweitern, indem weitere Speicher-Knoten (Nodes) hinzugefügt werden. Das funktioniert auch in Umgebungen, in denen eine extrem hohe Skalierbarkeit gefordert ist. Dies sind beispielsweise Cloud-Rechenzentren mit Hyperscale-Storage-Umgebungen.

Die Komponenten von Software-Defined Storage: Die "Data Plane" besteht aus Standard-Hardware.
Die Komponenten von Software-Defined Storage: Die "Data Plane" besteht aus Standard-Hardware. (Bild: Fujitsu)

Mehrere Optionen

Gut und problematisch zugleich ist, dass es mehrere Optionen gibt, um eine Software-Defined-Storage-Umgebung im Rechenzentrum aufzubauen. Gut deshalb, weil Nutzer dadurch nicht auf eine Technologie festgelegt sind. Problematisch, weil die IT-Abteilung im Vorfeld analysieren muss, welcher SDS-Ansatz der passende ist. Daher kann es durchaus Sinn machen, Geld für eine fundierte Beratung durch externe Fachleute oder ein Systemhaus auszugeben.

Doch Vorsicht: Ähnlich wie bei Ärzten und Anlageberatern sollte die IT-Abteilung die Vorschläge von externen Beratern kritisch unter die Lupe nehmen. Denn es kann durchaus sein, dass ein IT-Haus Lösungen von Anbietern empfiehlt, mit denen es geschäftlich verbunden ist. Eine herstellerunabhängige Beratung ist dann nur bedingt gegeben.

Erste Variante: Virtualisierung und klassische Storage-Systeme

Eine Option besteht darin, klassische Storage-Umgebungen mit einer Virtualisierungssoftware zu kombinieren. Dieser Ansatz der Storage-Virtualisierung ist vor allem für Unternehmen interessant, deren Storage-Umgebung über einen längeren Zeitraum gewachsen ist und die tiefgreifende Änderungen daran scheuen. Die Virtualisierungsschicht erlaubt eine 'ganzheitliche' Sicht auf die Storage-Ressourcen, unabhängig davon, auf welchen Speichersystemen sie bereitgestellt werden. Mithilfe des Hypervisors lassen sich auf logischer Ebene Storage-Pools einrichten. Außerdem haben Administratoren die Möglichkeit, über Regeln (Policies) zu steuern, welche Speicherressourcen einzelnen Anwendungen oder Nutzergruppen zur Verfügung gestellt werden.

Zu den Vorteilen dieses Ansatzes zählen die hohe Stabilität und die kalkulierbare Leistung. Außerdem sind die Konfiguration und der Betrieb einer Storage-Umgebung nicht mehr von Funktionen der Speichersysteme abhängig, also der Hardware. Der Nutzer hat somit eine größere Wahlfreiheit, was die die Auswahl der Storage-Hardware betrifft. Außerdem stehen anspruchsvolle Storage-Funktionen wie Thin Provisioning zur Verfügung.

Zu den Nachteilen gehört, dass meist die SDS-Software eines einzelnen Anbieters zum Einsatz kommt. Somit besteht die Gefahr eines "Vendor-Lock-in", also der Abhängigkeit von dem besagten Anbieter.

Zweite Option: Herstellerspezifisches SDS

Eine Alternative ist der Einsatz einer herstellerspezifischen SDS-Software. Sie ermöglicht es, Standard-x86-Server als Storage-Systeme einzusetzen. Im Vergleich zu Storage-Virtualisierung ermöglicht Software-Defined Storage zudem eine Abstrahierung von Funktionen für die Speicherverwaltung und den Datenschutz.

VMware hat mit "vSAN" eine herstellerspezifische Lösung für die Software-Virtualisierung entwickelt. Auch Microsofts Server 2016 bietet vergleichbare Funktionen.
VMware hat mit "vSAN" eine herstellerspezifische Lösung für die Software-Virtualisierung entwickelt. Auch Microsofts Server 2016 bietet vergleichbare Funktionen. (Bild: Fujitsu / VMware)

Das gilt beispielsweise für die Deduplizierung von Daten, das Replizieren und das Erstellen von Snapshots. Zudem sind zentrale Automatisierungs- und Management-Funktionen verfügbar. Mit ihnen lassen sich im Datacenter individuelle Datendienste auf unterschiedlichen Speichersystemen bereitstellen.

Zu den Pluspunkten einer solchen SDS-Software zählt, dass sie sich flexibel an spezielle Anforderungen anpassen lässt. Der Ansatz kommt vor allem für Unternehmen in Frage, die Virtualisierungslösungen von VMware und Microsoft einsetzen. So enthält die Version 2016 von „Windows Server“ bereit SDS-Funktionen. Für Unternehmen, die beispielsweise Windows als Server-Plattform setzen, ist es somit nur ein kleiner Schritt hin zu einer SDS-Umgebung 'à la Microsoft'. Doch damit ist auch die Bindung an einen Hersteller verbunden.

Dritte Möglichkeit: Open-Source-Lösung im Do-it-Yourself"-Verfahren

Wer bei Software-Defined Storage auf eine Open-Source-Lösung setzen möchte, kann auf „Ceph“ zurückgreifen. Dies ist eine skalierbare Storage-Plattform, mit der sich block-, objekt- und dateiorientierte Daten speichern und verwalten lassen. Meist kommt Ceph im Zusammenspiel mit „OpenStack“ zum Einsatz, einer Cloud-Computing-Plattformen, die ebenfalls als Open-Source-Lösung bereitgestellt wird.

Mit Ceph können Unternehmen im eigenen Rechenzentrum eine SDS-Cloud-Umgebung einrichten. Die Anbieter von Storage-Lösungen stellen dafür passende Systeme zur Verfügung. Fujitsu etwa hat die Storage-Systeme „Eternus 10.000“ für Ceph vorgesehen. Eine solche Storage-Infrastruktur kann bis zu 100 Petabyte Daten speichern.

Mit Ceph steht auch eine Open-Source-Plattform für Software-Defined Storage zur Verfügung.
Mit Ceph steht auch eine Open-Source-Plattform für Software-Defined Storage zur Verfügung. (Bild: Freeform Dynamics)

Wer mit Open-Source-Lösungen eine SDS-Umgebung aufbaut, profitiert von der hohen Flexibilität des Ansatzes und der Unterstützung durch eine Community. Auch in puncto Kosten ist der Do-it-Yourself-Ansatz meist günstiger als eine schlüsselfertige SDS-Lösung eines etablierten Anbieters.

Allerdings sind auch etliche Nachteile zu berücksichtigen. So muss die IT-Abteilung über die Zeit und das Know-how verfügen, um eine solche Software-Defined-Storage-Plattform einzurichten und zu betreiben. Das gilt auch für das Lifecycle-Management der Hard- und Software. Die Storage-Fachleute müssen daher entsprechend geschult werden. Hinzu kommt, dass die SDS-Software nötigenfalls mit bereits vorhandener Hardware und Netzwerkkomponenten integriert werden muss. Das ist keine triviale Aufgabe. Somit besteht ein höheres Risiko, dass ein solches Projekt länger dauert als geplant oder im Extremfall sogar scheitert.

Vierter Ansatz: Open-Source mit externer Unterstützung

Open-Source-basierte Software-Defined-Storage-Systeme lassen sich jedoch auch von einem Hersteller beziehen, inklusive Leistungen wie Implementierung, Support und Einspielen von Updates. Ein Nutzer kann beispielsweise Storage-Systeme der Reihe „Eternus 10.000“ von Fujitsu inklusive Installation und Wartung kaufen. Vergleichbare Angebote gibt es auch auf Basis von x86-Hardware beliebiger Hersteller. Storage-Services lassen sich über offene Programmierschnittstellen (Application Programming Interfaces, APIs) anbinden.

Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass er die hauseigene IT-Abteilung entlastet. Gleichzeitig wird dank des Einsatzes von Open-Source-Lösungen eine allzu starke Abhängigkeit von einem Anbieter vermieden. Die Frage ist allerdings, ob ein Unternehmen eine strategisch wichtige Komponente eines Rechenzentrums wie eine Storage-Umgebung auf einer Open-Source-Plattform platzieren möchte. Hier gilt es, Vorteile und potenzielle Risiken sorgfältig abzuwägen.

Software-Defined Storage im Vergleich zu konventionellen, hardwarebasierten Speicherkonzepten.
Software-Defined Storage im Vergleich zu konventionellen, hardwarebasierten Speicherkonzepten. (Bild: Fujitsu)

Das Fazit: Kein "entweder – oder"

Software-Defined Storage wird im Rechenzentrum eine immer wichtigere Rolle spielen. Doch das heißt nicht, dass traditionelle Storage-Architekturen plötzlich obsolet sind. Vielmehr wird sich in den kommenden Jahren ein Miteinander beider Ansätze im Rechenzentrum ergeben. Die hohe Skalierbarkeit und Flexibilität führen jedoch dazu, dass SDS an Boden gewinnt.

Wichtig ist, dass der Nutzer im Vorfeld prüft, welche Anforderungen seine Applikationen an die Storage-Umgebungen stellen. Erst auf Basis dieser Analyse sollten Unternehmen einen Software-Defined-Storage-Ansatz auswählen. In jedem Fall sollten Tests mit unterschiedlichen Lösungen durchgeführt werden. Nur so kann die IT-Abteilung ermitteln, welche SDS-Lösungen auch in der Praxis am besten "passen". Es reicht nicht aus, Datenblätter und Use Cases zu studieren.

Natürlich sollte auch das Preis-Leistungsverhältnis stimmen. Allerdings wäre es zu kurz gedacht, die Kosten zum wichtigsten Maßstab bei der Wahl einer SDS-Plattform zu machen. Auch das "Drumherum" muss stimmen, etwa die Service- und Beratungsleistungen durch den Hersteller und dessen Partner. Das hat seinen Preis, doch zahlen sich diese Investitionen in der Regel innerhalb kurzer Zeit aus.

* Bernd Reder ist freier Autor und lebt in Bayern.

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posted am 18.12.2017 um 09:32 von sbetke


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