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Storage Area Network (SAN)

Ein Storage Area Network (SAN) verbindet als spezielle Infrastruktur zentrale Speichereinheiten (großer und sicherer Plattenplatz) mit unterschiedlichen Servern und stellt diesen Plattenplatz bedarfsgerecht und sicher bereit.

Komponenten

Mit dem im Sommer 2005 am HRZ installierten und seitdem beständig ausgebauten und erweiterten Storage Area Network (SAN) auf Glasfaser-Basis (Fibre-Channel) wurde ein separates Netzwerk zur Speicherung von Daten in Betrieb genommen, welches die zuvor genutzten Speicher- und Datensicherungssysteme - Band-Bibliothek sowie lokal an einzelne Server angeschlossene Festplatten - durch moderne und den aktuellen Anforderungen an Kapazität, Geschwindingkeit und Ausfallsicherheit entsprechende Komponenten ersetzt.

Das SAN besteht aus den folgenden Komponenten:
  • Eine Band-Bibliothek Adic Scalar i6000 mit einer Gesamtkapazität von derzeit 840TB (680TB unkomprimiert), die mit 8 LTO5-Bandlaufwerken (140MB/s) und 3 LTO3/4-Bandlaufwerken (80MB/s) bestückt ist und 400 LTO5-Bandkassetten zu je 1500GB und 200 LTO3-Bandkassetten zu je 400GB enthält.
  • Drei räumlich verteilte Festplatten-Speichersysteme in RAID-Technik (RAID5, RAID6):
    • EMC Clariion CX-500 mit aktuell 22TB Nutzkapazität,
    • EMC CX4-240 mit aktuell ca. 120TB Nutzkapazität.
    • EMC CX4-240 mit aktuell ca. 40TB Nutzkapazität.
  • Zehn Fibre-Channel-Switche EMC mit insgesamt 300 Ports,
  • Glasfaser-Infrastruktur und Host-Bus-Adaptern mit mehr als 60 angebundenen physischen Servern

(1TB = 1.000GB).

Wesentliche Merkmale des SAN zur Ausfallsicherheit

Redundanz: Die beteiligten Geräte sind in sich redundant aufgebaut, d.h. alle elektrischen Komponenten wie Netzteile, Lüfter etc. sind zwei- oder mehrfach vorhanden. Das Netzwerk ist ebenfalls so aufgebaut, dass alle wesentlichen Datenpfade doppelt vorhanden sind und über zwei vollständig getrennte, identische Gruppen von FC-Switche (Fabrics) geführt werden.

RAID-5: Im Speichersystem werden jeweils n+1 Festplatten als RAID-5-Gruppe verwendet, auf denen jeweils n Daten-Blöcke und ein Paritäts-Block verteilt gespeichert werden. Bei Ausfall einer Festplatte können die Daten aus den n verbliebenen der Gruppe vollständig wiederhergestellt werden.

RAID-6: Im Speichersystem werden jeweils n+2 Festplatten als RAID-6-Gruppe verwendet, auf denen jeweils n Daten-Blöcke und zwei Paritäts-Blöcke verteilt gespeichert werden. Bei Ausfall einer oder zwei Festplatten können die Daten aus den n verbliebenen der Gruppe vollständig wiederhergestellt werden. Im Gegensatz zu RAID-5 ist bei RAID-6 auch bei Ausfall einer Platte weiterhin Redundanz in der RAID-Gruppe und Ausfallsicherheit gegen einen weiteren Festplattenausfall vorhanden.

Hot-Spare: Einige Festplatten dienen als "heiße Reserve", die bei Ausfall einer Festplatte einer RAID-Gruppe sofort automatisch als Ersatz einspringen und die Daten der fehlerhaften Platte übernehmen können. Dieser Vorgang läuft ohne merkliche Unterbrechung des normalen Betriebs ab.

Lastverteilung: Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit (und Ausfallsicherheit) sind die Server, die am meisten beansprucht werden, so konfiguriert, dass die Daten gleichzeitig über zwei getrennte Datenpfade gelesen und geschrieben werden können.

Nutzung

Der durch das SAN bereitgestellte Speicherplatz wird nicht nur für die umfangreichen Nutzer- und Systemdaten vom HRZ angebotenen Dienste (E-Mail, E-Learning, WWW) genutzt, sondern steht auch je nach benötigtem und gebuchtem Kontingent den Einrichtungen der JLU als

  • CIFS-Freigabe (Windows-Netzlaufwerk, Winfile),
  • virtuelle Festplatte für virtuelle Server auf dem VMware-System des HRZ oder
  • als 'roher' virtueller Festplattenspeicher (bei Server-Housing, über FC-Anschluss)

zur Verfügung.