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SAN - Storage Area Network

SAN

Das Akronym SAN bedeutet Storage Area Network – zu Deutsch: Speichernetzwerk. Es verbindet verschiedene Speichermedien wie Festplatten und RAID-Systeme über ein Netzwerk mit einem oder mehreren Servereinheiten. Charakteristisch ist dabei, dass das SAN ausschließlich zum Übertragen von Massenspeicher-Dateien gedacht ist und die Ressourcen für den Server mit hoher Performance bereitstellt.

Wie ist ein SAN aufgebaut?

Strukturell ähnelt der Aufbau dem eines Local Area Network, kurz LAN, denn die Kernelemente sind zum großen Teil identisch:

  • Hostbusadapter (HBA) in den Servern
  • (Fibre-Channel-)Switches/Router
  • Storage-Elemente

Typische Storage-Bestandteile sind RAID-Systeme, Tape-Libraries und Festplatteneinheiten, wobei letztere im SAN virtuell in LUNs (Logical Unit Number) unterteilt bzw. zusammengefasst und dem Server zur Verfügung gestellt werden. Üblicherweise wird ein Storage Area Network parallel zum Server-Client-LAN realisiert, sodass der Datenabruf diesen nicht belastet.

Als Erweiterung zum DAS (Direct Attached Storage) arbeitet das SAN ebenfalls mit dem Blockzugriffsverfahren. Es hat jedoch den entscheidenden Vorteil, dass der Speicherplatz flexibel über den Server verwaltet und zugeordnet werden kann. Dafür nutzt man folgende blockbasierte Zugriffsprotokolle:

  • iSCSI (internet Small Computer System Interface)
  • FC (Fibre Channel)
  • FCoE (Fibre Channel over Ethernet)

Da das SAN für eine schnelle Datenübertragung zwischen seinen Speichern und Servern konzipiert wurde, lässt sich die Datensicherung problemlos während des laufenden Betriebes erledigen. Es müssen weder Verzögerungen noch Überlastungen im LAN befürchtet werden.

Vorteile eines SAN

Eine der wichtigsten Eigenschaften eines SAN ist zugleich auch sein größter Vorteil: Innerhalb des Netzwerks können alle Server- und Storage-Systeme dank (Fibre-Channel-)Switches aufeinander zugreifen. Es ist auch möglich, Speicherkapazitäten dynamisch zuzuordnen und kurzfristig umzuverteilen. Da die Verbindungen in der Regel redundant angelegt werden, lassen sich sehr hohe Verfügbarkeiten realisieren. Voraussetzung dafür ist, dass der FC-Standard genutzt wird – besonders relevant für hochverfügbare, hochperformante Storagelösungen bei geschäftskritischen Anwendungen. Für KMU wird der kostengünstigere IP-Standard als Alternative genutzt.

Weitere Vorteile eines SAN-Systems:

  • zuverlässige Datenspeicherung
  • blockbasierter Zugriff
  • hohe I/O-Leistung

Letzteres ist vor allem dann relevant, wenn dauerhaft sehr viele Zugriffe auf das Netzwerk mit wenig Datenvolumen erfolgen. Um die Ausfallsicherheit des Systems weiter zu verbessern, ist es bei einem SAN möglich, Server und Storage an getrennten Orten unterzubringen – und das bis zu mehreren Kilometern. Kommt es zu einem Brand, Stromausfall oder anderen Katastrophen, fällt nicht gleich das komplette Netzwerk aus.

Was ist Multipathing?

Ausfallsicherheit ist ein zentrales Thema bei allen Speicher- und Serversystemen. Deshalb setzt SAN auf die Multipathing-Fähigkeit des iSCSI- und FC-Protokolls. Diese erlaubt es, dank geeigneter Treiber, dem Server verschiedene Wege zum Storage zu weisen. Fällt einer dieser Pfade aus, bleibt immer noch ein anderer übrig, um die Daten weiterzuleiten. Voraussetzungen dafür sind ein zweiter FC-Switch und zwei HBAs bzw. ein HBA mit zwei Kanälen an jedem Server.

Werden alle Pfade im laufenden Betrieb gleichzeitig genutzt, kann das die Lastverteilung im SAN unterstützen – mit hohem Durchsatz und optimaler Performance. Damit das Multipathing in der Praxis funktioniert und Storages beispielsweise nicht doppelt genutzt werden, muss auch das Betriebssystem darüber Bescheid wissen. Das lässt sich mit einer geeigneten Multipathing-Software realisieren. Sie erkennt und überwacht die Pfade und verwaltet die virtuellen Festplatten.

Für welche Anwendungen kommt ein SAN infrage?

Eine der häufigsten Anwendungsbereiche für SAN sind geschäftskritische Applikationen, die einen hohen Durchsatz und niedrige Latenz erfordern. Dazu zählen beispielsweise Datenbanken.

Doch auch Servervirtualisierungen wie Hyper-V, XEN oder VMare sind ein wichtiges Feld, die ohne SAN nicht denkbar wären. Erst der gemeinsame Zugriff auf die Ressourcen erlaubt es, hochverfügbare virtuelle Umgebungen zu erschaffen und zu nutzen.

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