| Intelligente Tape-Virtualisierung |
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Magnetband ist richtig eingesetzt auch heute noch das kostengünstigste Speichermedium für die Datensicherung. Gleichzeitig gewinnen Virtual-Tape-Librarys immer mehr Anhänger. Doch ihre wahre Stärke können die virtuellen Bandbibliotheken nur ausspielen, wenn sie dem Backup-Host die Arbeit tatsächlich abnehmen.
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| von Ariane Rüdiger |
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»Eternus CS«: Systemarchitektur
Derzeit tobt ein Technologiekampf um unterschiedliche Verfahren der Deduplizierung. Klassische Festplatten sind als reines Speichermedium für die Datensicherung zu teuer. Deshalb werben die darauf fokussierten Hersteller damit, dass sie die Unterhaltskosten von Virtual-Tape-Librarys (VTL) merklich verringern, indem sie mit Deduplizierung das Volumen der zu speichernden Daten reduzieren.
Ansonsten argumentieren die Anhänger der Festplattensicherung mit der überlegenen Geschwindigkeit. Doch die wird durch Deduplizierung in Frage gestellt: Beim Restore müssen die Daten wieder in ihr ursprüngliches Format gebracht werden, das kostet für große Datenmengen viel Zeit und Rechenleistung. In kleinen und mittleren Umgebungen ist das vielleicht unerheblich, in großen oft intolerabel. Zudem kosten auch Deduplizierungs-Lizenzen gutes Geld, das alternativ für wesentlich günstigere Bandspeicher ausgegeben werden könnte.
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Das Band bietet auch heute noch mehrere Vorteile: Die Technologie ist bekannt und bewährt, Bänder sind nach wie vor das billigste Speichermedium und zudem relativ unempfindlich. Jedoch sind angesichts knapper Sicherungszeiten und steigender Datenmengen die Backup-Hosts häufig überfordert. Die Folge: zeitlich beengte, störungsanfällige Backup-Prozesse, schlimmstenfalls unvollständige Sicherungen und im Extremfall Datenverlust.
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Hier setzen VTLs an: Sie emulieren dem Backup-Host gegenüber eine Bandspeicherumgebung, die dieser wie echte Bänder benutzt, während es sich in Wirklichkeit um Festplatten mit der typischen schnellen Zugriffsgeschwindigkeit dieses Mediums handelt. Auch Streaming-Probleme gehören daher bei VTLs naturgemäß der Vergangenheit an.
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Problematisch ist aber, dass VTLs in der Speicherkapazität begrenzt sind und dann der Backup-Host die virtuelle und parallel dazu eine physikalische Bandumgebung steuert. Zwar sichert dies dem Administrator des Backup-Hosts die Kontrolle über die Datenträgerkataloge, was sicher beruhigend ist. Doch gleichzeitig wird der Backup-Host zum Flaschenhals - zum Beispiel dann, wenn auf VTL geschriebene Daten auf Band ausgelagert werden müssen, weil die Kapazität erreicht ist, weil Duplikate auf andere Standorte ausgelagert werden sollen oder wenn mehrere Bandtechnologien zu verwalten oder neue Technologien einzuführen sind.
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| Den Backup-Host entlasten |
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Warum also nicht die Kontrolle der gesamten Bandphysik in die VTL verlagern, die damit zur funktionserweiterten Langzeitsicherungs-Appliance wird? Wie das geht, macht Fujitsu mit den Systemen »ETERNUS-CS« vor. Hier übergibt der Backup-Host seine Daten lediglich an die VTL-Schnittstelle und hat dann mit der weiteren Handhabung nichts mehr zu tun. Ob, wann und auf welche Bänder Daten geschrieben werden, ob sie einmal, zweimal oder dreimal auf Band fließen oder lediglich für einige Tage im Festplatten-Cache der VTL bleiben - all diese Themen werden ausschließlich in der Appliance geregelt. Deren Cache-Kapazität lässt sich bis in den PByte-Bereich erweitern und bietet deshalb diesbezüglich nahezu unbegrenzte Möglichkeiten.
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Ein großer Cache hat natürlich seinen Preis, denn die nötigen Festplatten kosten Geld. Dafür können Daten schnell wieder restauriert werden, und eventuell braucht man tatsächlich kein Band mehr. Viele Anwender möchten jedoch lieber nur einen schmalen und daher kostengünstigen Cache, der vor allem als Zwischenspeicher auf dem Weg zum Tape dient. Auch das ist möglich - und auch jede denkbare Zwischenlösung. Gerade diese Flexibilität macht eine der wichtigsten Qualitäten der modularen Eternus-CS-Lösung aus. Bandverarbeitung wird damit vollwertig in das Information-Lifecycle-Management integriert. Praktisch bedeutet das, dass sich Kapazität und Architektur von Sekundär- und Tertiär-Speicher an die geschäftlichen Bedürfnisse und finanziellen Rahmenbedingungen des Anwenders anlehnen statt umgekehrt.
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Die Datensicherungsleistung steigt vor allem, weil der in der Regel voll ausgelastete Backup-Host mit den nachgelagerten Prozessen nichts mehr zu tun hat und sich auf seine eigentliche Aufgabe konzentrieren kann. Daten vom sekundären oder tertiären System zu verwalten übernimmt die Appliance. Fujitsu spricht in diesem Zusammenhang von True-Tape-Virtualisierung.
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Eine praktische Folge ist, dass die Backup-Daten vollständig automatisiert von der Appliance gegen alle erdenklichen Katastrophen geschützt sind. Postbank Systems beispielsweise stand vor der Herausforderung, täglich 30 TByte Datenkopien innerhalb von zwölf Stunden vom Rechenzentrum Bonn in das Rechenzentrum Frankfurt sichern zu müssen (vgl. zu den Anwenderszenarien). Mit Hilfe der speziellen Technologie Tape-Pipelining, die von Brocade an Eternus CS angebunden wurde, ließ sich schließlich über zwei redundante DWDM-Strecken ein Durchsatz von 30 MByte/s am einzelnen Bandlaufwerk erreichen.
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| Für Mainframe und Open-Systems |
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Ein weiterer Vorteil: Eternus CS kann seine Leistung für Mainframes genauso wie für Open-Systems voll entfalten. Postbank Systems beispielsweise sichert seit 2003 Mainframedaten und seit 2006 auch Open-Systems mit Eternus CS. Auch die vorhandene Backup-Software und das Fabrikat des Bandarchivs spielen keine Rolle, da Eternus CS mit einer Vielzahl gängiger Systeme nahtlos kooperiert. Dies ist gerade für große Rechenzentrums-Dienstleister wichtig.
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Da die Verwaltung des Datenträgerkataloges für die Kontrolle der gesicherten Daten auf Platte der VTL oder auf physikalischem Band durch die Virtual-Tape-Appliance erfolgt und nicht beim Backup-Host liegt, ist es möglich, die Speichermedien Disk und Tape hinsichtlich Kapazität und Aufbewahrungsfristen optimal zu balancieren. So lässt sich auch flexibel bestimmen, wie lange Daten des letzten Sicherungszyklus zusätzlich im Cache bleiben sollen. Das verringert die Restore-Zeiten, da gar nicht erst auf Band zugegriffen werden muss. Andererseits gibt es auch Daten, die nur kurze Zeit aufbewahrt werden müssen. Diese werden oft gar nicht auf Band geschrieben, sondern ausschließlich auf gespiegelten Platten gespeichert. Beim Einsatz von derzeit fünf Eternus-CS-Systemen konnte Lufthansa Systems beispielsweise die Zahl der Bandlaufwerke auf wenige »9940«-Laufwerke reduzieren um dennoch mit zirka 10.000 Vorgängen pro Tag etwa ein PByte pro Monat optimal zu sichern.
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| Keine Angst vor dem Desaster! |
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Auch in Hinblick auf Datensicherheit und die Verfügbarkeit sensibler Daten im Katastrophenfall bietet Eternus CS vielfältige Möglichkeiten: Zum einen lassen sich die Daten von vornherein in den gespiegelten Cache an zwei verschiedenen Standorten schreiben. Erst wenn der Schreibvorgang an beiden Standorten beendet wurde, wird der jeweilige Sicherungsablauf quittiert. Auch dies wird nicht vom Backup-Host, sondern von der VTL kontrolliert. Dieses synchrone Verfahren wird zum Beispiel auch von der Swisscom zwischen den 120 Kilometer entfernten Standorten Bern und Luzern genutzt. Fujitsu plant, zukünftig durch Kaskadierung von VTLs diese Distanz mittels asynchroner Daten-Replizierung wesentlich zu vergrößern. Dabei reicht das erste Eternus-CS-System die auf Platte gesicherten Daten direkt an ein nächstes, dahinter angeschlossenes System weiter. Dieser Transfer auf die Remote-VTL kann über wesentlich längere Distanzen erfolgen. Auch als Ersatz für das aufwändige Tape-Pipelining, da virtuelle Bandlaufwerke im Vergleich zu ihrem mechanischen Vorbild nicht sensibel auf geringe Transferraten reagieren.
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Auf der Ebene der dritten Speicherschicht, dem Band also, gibt es ebenfalls verschiedene Möglichkeiten für Datenreplizierung: Gleichzeitig können zwei oder auch drei Bänder beschrieben werden. Eine gängige Lösung besteht darin, zwei physikalische Bandarchive zum Beispiel in unterschiedliche Brandabschnitte desselben Gebäudes zu stellen, während das dritte Archiv sich an einem gänzlich anderen Standort befindet.
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Die konsequente Virtualisierung der gesamten Bandspeicher, wie sie Eternus CS mit True-Tape-Virtualisierung realisiert, ist eine ideale Basis für neuartige Datensicherungsservices der Business-Klasse. Während bei der Kontrolle der Datenkataloge auf den (virtuellen) Bändern durch den Backup-Host umfangreiche Abstimmungen zwischen Speicherdienstleister und Kunde nötig sind, ist das mit Eternus CS einfacher: Der Kunde transferiert schlicht die zu sichernden Daten über eine Eingangsschnittstelle an die VTL-Appliance. Er schließt mit seinem Service-Provider einen Vertrag, in dem dieser ihm bestimmte Leistungen und Dienste für die gesicherten Daten zusichert. Alles Übrige ist Sache des Dienstleisters, der mit Eternus CS die ausschließliche Kontrolle über und die ausschließliche Verantwortung für seine gesamte Sicherungs-Infrastruktur ausübt.
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| Die Systemarchitektur von Eternus CS |
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Die Leistungsfähigkeit der auf Systemredundanz ausgelegten Eternus CS resultiert größtenteils aus der modularen Architektur des Systems. Es besteht aus skalierbaren funktionsunabhängigen Bausteinen, welche auch im laufenden Betrieb erweitert werden können:
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Frontend-Prozessoren, die Industriestandard-Bandlaufwerke für unterschiedliche heterogene Serververbindungen emulieren. |
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Backend-Prozessoren für die Anbindung und den Datentransfer auf nachgelagerte Bandarchive. |
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Internes RAID-Subsystem als gespiegelter Cache-Speicher für permanenten oder temporären Volumenspeicher von Banddaten. |
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