WAN-Optimierung und Virtualisierung von Speicherressourcen Virtual Storage funktioniert nur mit WAN-Optimierung

Autor / Redakteur: Jeff Aaron, Silver Peak Systems* / Rainer Graefen

Virtualisierte Storage-Ressourcen spielen im Unternehmensnetz eine zentrale Rolle. Ein Faktor wird dabei jedoch häufig übersehen: Zu langsame oder qualitativ schlechte Weitverkehrsverbindungen können Storage-Virtualisierung torpedieren. Einen Ausweg bietet der Einsatz von WAN-Optimierung.

Firmen zum Thema

Ohne WAN-Optimierung ist eine Datenreplizierung zwischen weit entfernten Rechenzentren wegen fast unmöglich. Der Grund sind die hohen Latenzzeiten, die durch die große Distanz entstehen.
Ohne WAN-Optimierung ist eine Datenreplizierung zwischen weit entfernten Rechenzentren wegen fast unmöglich. Der Grund sind die hohen Latenzzeiten, die durch die große Distanz entstehen.
(Silver Peak Systems)

Ohne Speichervirtualisierung sind Anwendungen wie das Replizieren von Daten in unterschiedlichen Rechenzentren oder der Fernzugriff auf zentrale NAS-Systeme nicht denkbar. In IT-Abteilungen kursiert das geflügelte Wort: "Storage-Spezialisten arbeiten auf dem Mars, Netzwerkmanager auf der Venus".

Dahinter verbirgt sich eine eher traurige Wahrheit: Speichersysteme und Netzwerkinfrastruktur bilden in vielen Unternehmen immer noch "Silos", die von separaten Fachteams betreut werden. Noch schlimmer: Die Kommunikation zwischen den Mitarbeitern beider Lager lässt in vielen Fällen zu wünschen übrig.

Bildergalerie

Distanz muss keine Rolle spielen

Diese Trennung von Storage und Netzwerk ist jedoch überholt. Denn in Firmennetzen werden immer mehr Daten über immer größere Entfernungen transportiert. Der Grund ist, dass immer mehr Unternehmen Backups geschäftskritischer Informationen an mehreren Standorten speichern oder Daten zwischen Rechenzentren replizieren.

Hier kommen Weitverkehrsverbindungen (WAN, Wide Area Network) ins Spiel. Weisen sie eine schlechte Performance auf, kann dies Disaster-Recovery-Konzepte ad absurdum führen und die Einhaltung von Recovery Point Objectives (RPO) erschweren.

WAN-Links spielen zudem eine wichtige Rolle, wenn Mitarbeiter in Außenstellen auf Daten zugreifen, die auf Servern und Storage-Systemen in einem zentralen Firmenrechenzentrum gespeichert sind.

WAN-Optimierung statt mehr Bandbreite

Hier kommt WAN-Optimierung ins Spiel. Mit dieser Technik lassen sich die Klippen umschiffen, die mit der Übermittlung großer Datenmengen über Weitverkehrsnetze verbunden sind. Da sind die unzureichende Ausnutzung der vorhandenen stehenden Bandbreite, zu hohe Latenzzeiten, bedingt durch große Entfernungen, sowie der Verlust von Datenpaketen. WAN-Optimierung bietet zwei Vorteile: einen höheren Datendurchsatz und dadurch niedrigere Kosten beim Replizieren von Daten. Deshalb ist WAN-Optimierung die Voraussetzung für Schlüsselanwendungen wie SAN-/NAS-Replizierung, Remote Backup und VM Mobility.

Beim Replizieren von Daten zwischen zwei Standorten bestimmt die Bandbreite der WAN-Verbindung das Recovery Point Objective. Folgende Faktoren entscheiden bei Anwendungen wie Datenreplizierung und Remote Backup darüber, ob ein RPO eingehalten werden kann:

  • die Bandbreite und damit der Datendurchsatz,
  • die Distanz zwischen den Standorten und die damit verbundenen Latenzzeiten,
  • die Qualität des WAN-Links.

Letzteres wird durch die die Zahl der Datenpakete bestimmt, die nicht in der vorgegeben Reihenfolge übertragen werden oder die bei der Übermittlung verloren gehen.

Latenz und Paketverlust egalisieren Bandbreite

Alle drei Faktoren sind eng miteinander verknüpft. So hilft es wenig, die Bandbreite zu erhöhen, wenn wegen der großen Entfernung zwischen zwei Standorten hohe Latenzzeiten auftreten, beispielsweise 80 Millisekunden oder mehr. Eine höhere Bandbreite ist auch dann keine Lösung, wenn die Paketverlustrate zu hoch ist, sprich etwa 1 Prozent übersteigt. Hohe Verlustraten treten speziell in Netzen auf Basis von Multi Protocol Label Switching (MPLS) und in Cloud-Computing-Umgebungen auf.

Um dennoch bei Anwendungen wie Data Replication oder Remote BackupDatensicherung die angestrebten Recovery Point Objectives zu erreichen, sind folgende Optimierungsverfahren erforderlich:

  • 1. Network Acceleration reduziert Latenzzeiten durch Optimierung der Netzwerkprotokolle, etwa durch dynamisches Anpassen der TCP-Sende- und Empfangsfenster.
  • 2. Network Integrity verringert die Paketverlustraten, etwa durch Forward Error Correction (FEC) und Packet Order Correction (POC). Quality-of-Service-Mechanismen räumen zudem kritischen Anwendungen wie Data Replication eine höhere Priorität ein als Applikationen wie E-Mail.
  • 3. Network Memory optimiert die Nutzung der WAN-Bandbreite durch Datenkompression und Deduplizieren von mehrfach vorhandenen Datenpaketen.

Business Continuity sicherstellen

WAN-Optimierung spielt auch in einem anderen Bereich eine zentrale Rolle: Der Kopplung von Rechenzentren, um die Ausfallsicherheit zu erhöhen. Die Data Center arbeiten in diesem Fall parallel. Fällt eines aus, übernimmt das Ausfallrechenzentrum dessen Funktion. Solche Data Center werden in der Regel aus Sicherheitsgründen an weit entfernten Orten platziert. Die Verbindung zwischen ihnen stellen WAN-Leitungen her.

Eine unzureichende Performance der Weitverkehrsstrecken kann sich in zweifacher Hinsicht negativ auswirken:

  • Der Zugriff auf Informationen im Ausweichrechenzentrum erfolgt mit Verzögerung und
  • das "Fail-over" zwischen den Rechenzentren bei Auftreten von Problemen in einem Data Center dauert zu lange.

Um die reibungslose Fortführung der Geschäftstätigkeit bei Ausfall eines Data-Centers sicherzustellen, ist daher WAN-Optimierung unverzichtbar.

Backup everywhere

In der Vergangenheit bestimmte die WAN-Infrastruktur eines Unternehmens, wo Backup-Daten gespeichert wurden und in welchem Maße Datenreplizierung überhaupt möglich war. Eine Vorgabe besagte, für Data Replication keine WAN-Leitungen mit Latenzzeiten von mehr als 80 Millisekunden zu nutzen. Dies begrenzte die Entfernung zwischen zwei Rechenzentren, denn mit wachsender Distanz zwischen ihnen nahm auch die Latenz zu.

Zudem wurde empfohlen, für die Datenreplizierung teure Standleitungen zu verwenden. Der Grund: Bei Leased Lines treten Phänomene wie das "Wegwerfen" von Datenpaketen wegen Überlastung seltener auf. Für die Anwender bedeutete dies höhere Kosten, bedingt durch den Aufbau einer dedizierten Netzwerkinfrastruktur für die Kopplung der virtualisierten Storage-Ressourcen.

Eine solche kostspielige Lösung wird durch WAN-Optimierung überflüssig. Sie stellt sicher, dass Anwender quasi in LAN-Geschwindigkeit auf Daten und Anwendungen zugreifen können, unabhängig davon, wo sich das Rechenzentrum befindet. Damit stellt die Investition in WAN-Optimierungssysteme für Unternehmen gewissermaßen eine Art Lebensversicherung dar.

Nach wie vor ein Thema: die Bandbreite

Bandbreite ist zwar in vielen Regionen deutlich erschwinglicher als vor einigen Jahren. Dennoch sind Weitverkehrsverbindungen nach wie vor ein Kostenfaktor und zudem beileibe nicht an jedem Ort mit der gewünschten Bandbreite verfügbar.

Um das Datenvolumen zu reduzieren integrieren daher viele Anbieter von Storage-Systemen in ihre Replizierungssoftware Funktionen wie Datenkompression und Deduplizierung. Diese Verfahren funktionieren gut, wenn ein dediziertes Speichernetzwerk zur Verfügung steht. Wenn sich jedoch Storage-Daten mit anderen Anwendungen eine WAN-Verbindung teilen müssen, etwa mit E-Mail, File-Transfers oder Web-Applikationen, reichen diese Verfahren nicht aus.

Das Deduplizieren von Daten muss zusätzlich auf der WAN-Ebene erfolgen. Nur dadurch ist es möglich, alle Arten von Datenverkehr zu optimieren und Bandbreite zu gewinnen. Dies wiederum macht Anwendungen wie das Sichern von Daten in einem Converged Network erschwinglich.

Fazit

Mit WAN-Optimierung lässt sich nicht nur die Bandbreite von WAN-Verbindungen besser ausschöpfen. Entsprechende Lösungen reduzieren zudem die Latenzzeiten und Paketverlustraten. Alle drei Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit ein effizienter Zugriff auf virtualisierte Storage-Ressourcen möglich ist und Recovery Point Objectives im Rahmen von Disaster-Recovery-Maßnahmen eingehalten werden können, und dies bei niedrigeren Kosten.

Doch WAN-Optimierung spielt nicht nur im Bereich Datensicherung und Business Continuity eine wichtige Rolle. Diese Technik legt zudem die Grundlage für den Aufbau von Unified-Virtual-Storage-Umgebungen, die Speicher-Ressourcen in unterschiedlichen Rechenzentren umfassen.

*Jeff Aaron ist Vice President Marketing bei Silver Peak Systems

(ID:35077390)