Mittlerweile können auch kleine Firmen und Büros günstige iSCSI-Geräte erwerben und sich damit die SAN-Welt erschließen. Allerdings lässt der 10-Gbit-Standard auf sich warten. Erst wenn sich dieser im Markt und den Unternehmen etabliert, geht es mit iSCSI nachhaltig weiter.

von Ulrike Rieß

Die von den Analysten so euphorisch anvisierte iSCSI-Aufschwungskurve verläuft derzeit deutlich weniger steil als erwartet. Die Technologie ist ins Stocken geraten, denn noch immer wartet die Industrie auf den 10-Gbit/s-Standard. Ist dieser durchgesetzt, könnte iSCSI erneuten und nachhaltigen Vorschub erhalten. Es sieht fast so aus, als ob die Fibre-Channel-Technologie nach dem 8-Gbit/s-Standard nicht mehr viel nachlegen kann. Somit müssen sich die Anwender nach Alternativen umsehen, die entweder SAS oder iSCSI heißen.

Aber nicht nur im Highend-Segment kommt iSCSI zum Tragen. Durch weiteren Preissturz sind nun auch Geräte auf dem Markt, die sich an mittelständische und kleine Unternehmen sowie Büros richten. Dadurch können diese Organisationen auch in den Genuss vernetzter Speicherwelten kommen, ohne beispielsweise hohen Administrationsaufwand betreiben oder ihre Budgets überziehen zu müssen.

Traditionelle SANs: Hoher Nutzen – hohe Kosten

Genau hier liegt allerdings auch das Defizit traditioneller SANs. Die Notwendigkeit, neben der Ethernet-LAN-Plattform für die Fileserver ein zweites komplexes FC-Speichernetzwerk zu betreiben, erweist sich in der Praxis oft als großes Manko. Eine aufwendige Planung und Implementierung sowie eine separate Verkabelung erfordern neben dediziertem Knowhow hohe Investitionskosten.

Zudem gelangt FC mit acht Gbit/s an die Grenzen des technisch Machbaren. Viel Steigerungspotenzial in der Leistungsfähigkeit gibt es hier nicht. FC wird deswegen nicht verschwinden, aber auf lange Sicht lohnt es sich in andere, vielleicht auch zusätzliche Technologie zu investieren.

Trotzdem betreiben viele Unternehmen ein solches SAN, nicht zuletzt deswegen, weil die Preise in den letzten Jahren drastisch gefallen sind. Kosteten 1,5 TByte früher noch 250.000 bis 500.000 Euro in der Beschaffung, so bezahlt der Anwender heute nur noch zwischen 100.000 und 150.000 Euro. Und der Trend hält an. Mittlerweile gibt es SAN-SAS/SATA-Geräte mit vier bis fünf TByte für etwa 50.000 Euro. Einfache Switches schlagen mit 5.000 bis 10.000 Euro zu Buche, Direktoren können allerdings noch gut 150.000 bis 500.000 Euro kosten. Zwar wird so auch kleineren und mittleren Unternehmen der Einstieg in die SAN-Welt schmackhaft gemacht, allerdings bleibt das Problem der Verwaltung und Wartung, da hier oft geschultes Personal fehlt. Die SAN-Funktionalitäten benötigen heutzutage aber alle Unternehmen, die Datenhaltung betreiben.

LAN und SAN konvergieren

Einen Ausweg aus der Misere stellt das Internet-Protocol (IP) dar. Als quasi universeller Träger jeder Art von Daten-, Sprach-, Audio- oder Videoinformation soll es eine Schlüsselrolle bei der Konvergenz von LAN und SAN spielen. Unternehmen besitzen damit die Möglichkeit ihre Netzwerkstrukturen zu konsolidieren, ihr IP-Knowhow und vorhandene IP-Infrastrukturen auch für Speichernetze zu nutzen.

Um künftig separate FC-Infrastrukturen für Storage zu vermeiden beschäftigt sich die »Internet Engineering Task Force« (IETF) bereits seit längerem damit, Spezifikationen für IP-basierende Speichernetze zu erarbeiten. Bei der IP-Storage-Konvergenz werden generell zwei Ansätze unterschieden:

1. Zum einen geht es darum, bestehende FC-Switch-Infrastrukturen über Gateways an IP-Netze anzukoppeln. Zum Einsatz kommt diese Methode, die auch als »Fibre Channel over IP« (FCIP) bezeichnet wird, insbesondere bei der Verbindung von SAN-Inseln.

2. Zudem steht der Erhalt des SCSI-Protokolls mit dem Ziel im Mittelpunkt, Server und Speichermedien nicht mehr über ein konventionelles SAN, sondern über ein IP-Netz zu verbinden. Derartige Architekturen könnten FC-Netze nicht nur ergänzen, sondern langfristig sogar ganz oder zumindest teilweise ersetzen. Im Vordergrund dieser Methode, zu der das Internet-SCSI (iSCSI) gehört, steht die generelle Steigerung der IT-Effizienz. SAN und LAN auf der gleichen Infrastruktur, sprich IP, abzubilden, hat den Vorteil, dass bereits vorhandenes Knowhow und vorhandene Management-Werkzeuge genutzt werden können. Allerdings sollte man hier nicht vergessen, dass die Nutzung einer Infrastruktur für verschiedene Dienste zu Leistungsverlusten auf beiden Seiten führt.

iSCSI – Mittler zwischen Netzwerk-Welten

Das iSCSI-Protokoll »kapselt« SCSI-Befehle in TCP und verschickt sie blockweise über Standard-Ethernet. Es nutzt damit zwei Technologien, die in nahezu jedem Unternehmen genutzt werden. Die Kosten für die Beschaffung und den Betrieb von LANs, die auf IP und Ethernet basieren, sind niedriger als die Kosten für vergleichbare SANs. Allerdings sind auch im iSCSI-Bereich einige Komponenten noch recht teuer. So kosten beispielsweise gute iSCSI-HBAs mit TOE (TCO/IP-Offload-Engine) ebenso viel wie FC-HBAs, erbringen mit 1-Gbit-Standard aber nur die halbe Leistung. Erst der Einsatz von 10-Gbit-Technik kann hier das ungleiche Verhältnis gerade rücken.

Flexibilität, Skalierbarkeit und Verfügbarkeit von SANs können somit auch von Servern in mittleren und niedrigeren Preiskategorien genutzt werden. Firmen, die bisher auf Grund der vergleichsweise hohen SAN-Kosten die Nachteile von Direct-Attached-Storage (DAS) in Kauf nehmen mussten, bietet sich mit iSCSI eine leistungsfähige Alternative. Der Einsatz von iSCSI ist in verschiedenen Topologien denkbar:

	Direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, wobei anstelle eines SCSI-Controllers im Host und eines SCSI-Busses ein Ethernet-Adapter samt iSCSI-Treiber und eine Ethernet-Verbindung genutzt werden.
	Ein dediziertes IP-Speichernetz, in dem die Hosts einerseits mit dem LAN und andererseits mit einem separaten Ethernet/IP-Netz für Storage-Anbindungen verbunden sind.
	Gemischte LANs mit einem Nebeneinander von herkömmlichem LAN-Verkehr und storagebezogener Datenkommunikation.
	Standortübergreifende Speicherlösungen auf der Basis von IP über Wide-Area-Networks (WANs).
	Gemischte iSCSI/FC-Umgebungen, wobei iSCSI-Hosts an bereits existierende FC-SAN-Lösungen angebunden werden.

Datendurchsatz von iSCSI kann Vorsprung bringen

Spürbare Defizite hatte iSCSI bislang bei der Datenübertragungsrate. Während die meisten FC-Installationen mittlerweile mit ein, zwei und vier Gbit/s arbeiten und auf Grund ihrer Architektur eine geringe Prozessorauslastung erfordern, wiesen konventionelle LANs standardmäßig große Overheads auf und eine Rate von einem Gbit/s. Abhilfe bei der Entlastung der Host-CPU verspricht der Einsatz von Ethernet-Adaptern, die über eine dedizierte, integrierte iSCSI-Unterstützung verfügen, wie sie beispielsweise von Adaptec oder Intel angeboten werden. Diese geringere Leistung sollte mit dem 10-Gbit-Ethernet der Vergangenheit angehören. FC hat hier etwas aufgeholt, da 8-Gbit/s-Produkte nun erhältlich sind. Nun ist die Ethernet-Technologie im Zugzwang, denn mit der schnelleren Technologie hätte auch iSCSI wieder einen technischen Vorsprung vor FC.

Bis 10-Gbit-Ethernet wirklich auf breiter Produkt-Basis erhältlich ist, wird iSCSI als durchaus sinnvolle Ergänzung betrachtet, allerdings nicht als Ersatz für FC-Netze. Firmen, die bereits Fibre-Channel eingeführt haben, können iSCSI nutzen, um weitere Server preiswerter an das SAN anzuschließen, als dies bisher der Fall war. Für kleine und mittelgroße Unternehmen, die bisher auf Grund der hohen Kosten von der Implementierung eines SAN zurückgeschreckt sind, sinkt mit iSCSI der Eintrittspreis.

Noch immer hinkt iSCSI den von Analysten herbeiwünschten Zahlen hinterher, spielt aber durchaus eine Rolle in vorhandenen Speichernetzen. Kleine Geräte machen den Einstieg denkbar einfach. Vier- oder Fünf-Platten-Systeme können als Einstieg in die Technologie dienen, zunächst auch als Direct-Attached-Storage (DAS). Bei wachsenden Anforderungen ist der Wechsel zu einem vernetzten Speicher relativ problemlos möglich, so die Aussagen der Anbieter. Des Weiteren lassen sich selbst diese kleinen Systeme mittels SATA-Drives skalieren.

Einen wichtigen Meilenstein stellt der Software-Support des iSCSI-Protokolls durch Microsoft dar. Das kostenlos verfügbare »iSCSI Initiator Paket« unterstützt die iSCSI-Nutzung unter den Betriebssystemen »Windows 2000« (ab Service Pack 3), »Windows XP« (mit SP1), »Windows XP 64 Bit« und »Windows Server 2003«. Von Microsofts iSCSI-Umsetzung werden Datenverschlüsselung inklusive »Internet Protocol Security« (IPsec), ein »Internet Storage Name Service« für Server- und Client-Seite und die Verwaltung der Netzwerk-Speicherlaufwerke mittels »Windows Management Instrumentation« (WMI) unterstützt. Zur Kennzeichnung von Windows-kompatiblen iSCSI-Geräten hat Microsoft zudem das »iSCSI Designed for Windows Logo« gestartet. Damit können Hersteller ihre Produkte im Hinblick auf Kompatibilität zertifizieren lassen.

iSCSI – Vor- und Nachteile

Vorteile
Der entscheidende Vorteil einer iSCSI-basierten Lösung liegt in der Nutzung vorhandener Ressourcen. Dies umfasst im Einzelnen:

	Besserer Auslastungsgrad zentraler Speicherkapazitäten.
	Zentrale Backup-Prozesse für dezentrale Server verfügbar machen.
	Etablierte, zentrale Management-Tools für dezentrale Anwendungen nutzen.
	Kostengünstige Anbindung der externen Server-Farmen an ein zentrales Speichernetz.
	Bewährte Datentransport-Infrastruktur erhöht die Zuverlässigkeit.
	Schneller Leistungsfortschritt: von 1-Gbit- nach 10-Gbit-Ethernet bietet Investitionsschutz und sicheren Wachstumspfad.
	Überbrückung weiter Entfernungen, ermöglicht neuartige Konzepte für Katastrophenschutz und Storage Service Provider (SSPs).
	Economy of Scale der verbreiteten Netzwerk-Infrastruktur bietet optimales Preis-/Leistungsverhältnis bei der Netzwerk-Infrastruktur.

Nachteile

	Einschränkungen bei der Datentransferrate gegenüber Fibre Channel, Abhilfe verspricht Gigabit Ethernet bzw. in naher Zukunft 10-Gbit-Ethernet.
	Leistungseinbußen sind möglich bei gleichzeitiger Nutzung einer Infrastruktur durch verschiedene Dienste (Rechner- und Speicherkopplung).
	Nach wie vor teure TOEs.

Kommentar schreiben