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09.03.2011 Oliver Weiss

Schwachstelle SAN

Storage Area Networks (SAN) bilden die Basis für Cloud Computing, stellen aber gleichzeitig auch den größten Hemmschuh in virtualisierten IT-Landschaften dar.

Storage Area Networks (SAN) und Virtualisierung sind die schnell wachsende Gegenwart und die dominante Zukunft von universellem Computing. Immerhin basiert Cloud Computing auf diesen Technologien. Schlüssel zu diesen neuen Technologien ist die gemeinsame Nutzung von Computerressourcen, die definitionsgemäß beschränkt sind. Durch das Abstrahieren von Anwendungen, Betriebssystemen und Datenspeicherung können IT-Abteilungen und Service-Provider besser skalieren, vorsorgen, zentralisieren, anwenden und sich geschäftlichen Bedürfnissen weitaus schneller und erheblich kostengünstiger anpassen.

Obgleich die IT der Wirtschaft mithilfe dieser Technologien weitaus bessere Dienste leisten kann, sind sie mit uralten IT-Problemen behaftet. Diese Technologien lösen zwar viele Probleme, vergrößern jedoch zahlreiche andere. Das Datensicherheitsproblem verschwindet nicht einfach; man könnte sogar sagen, dass es immer gravierender wird, und zwar weitgehend aufgrund der gemeinsamen Nutzung von Ressourcen. Computing-Ressourcen sind nicht unendlich. IT-Manager, die der Herausforderung gegenüberstehen, Computing-Infrastrukturen aufzubauen und zu pflegen, müssen die Nutzung der vorhandenen Ressourcen maximieren. Die vier primären Ressourcen in der modernen IT-Landschaft entsprechen den physischen: CPU, Speicher, Netzwerk und Festplatte (Storage).

Die Disk I/O-Performance war von jeher die langsamste der primären Komponenten und bleibt trotz der Einführung von SAN, Solid State Drives (SSD) und gestaffelten Storage-Systemen weiterhin das schwächste Glied. Die Verbesserung der Disk I/O-Leistung stellt in modernen virtualisierten Infrastrukturen in der Regel die größte Leistungssteigerung dar, genau so wie es in der Vergangenheit mit physischen Servern und direkt angeschlossenem Storage der Fall war.

Datenfragmentierung, die nativ in allen Allzweck-Betriebssystemen auftritt, bewirkt, dass mehr Disk I/Os generiert werden, als notwendig sind. Unter Fragmentierung versteht man den Zustand, in dem Datenblöcke und freier Speicherplatz auf einem Datenträger nicht zusammenhängend, sondern vielmehr aufgebrochen und über den Datenträger verteilt sind. Dies hat bekanntermaßen negative Auswirkungen auf physische Server mit direkt angeschlossenem Storage. Mit der Nutzung von Ressourcen in einer virtuellen Infrastruktur vergrößert sich das Problem sogar noch. Der zusätzliche unnötige Festplatten-I/O-Verkehr wirkt sich nicht nur auf das verantwortliche Betriebssystem aus, sondern auch auf alle anderen Betriebssysteme, welche die begrenzten Ressourcen gemeinsam nutzen. Diese Fragmentierung manifestiert sich als Speichernetzwerke, die nicht mehr dieselbe Leistung erbringen wie am Anfang, in Anwendungen mit höherer Latenz, bei Nutzern, die immer länger darauf warten müssen, bis sich Dateien hochladen und als Herausforderungen im Hinblick auf die Maximierung der Dichte der virtuellen Maschine auf einer Hostplattform.

DEFRAGMENTIERUNG HILFT Das Beseitigen der Fragmentierung hat sich bei der Verbesserung der I/O-Leistung bewährt. Der SAN-Experte David Chernicoff erklärt das Problem in seinem für den Anbieter Diskeeper erstellten White Paper »Maximieren Sie die Leistung Ihrer Windows-SAN-Infrastruktur« mit einfachen Worten: »Da das SAN-Dateisystem auf Hardware-Ebene durch das SAN verwaltet wird und jeder Client, der sich an das SAN anschließt, das SAN als lokales Speichermedium behandelt, verwaltet das SAN sein Dateisystem ohne Rücksicht auf die Art und Weise, wie das Server-Betriebssystem Daten schreibt. Dies bedeutet, dass gegen die Quelle der Fragmentierung vorgegangen werden muss. Die Daten müssen an das SAN in einer Weise geschrieben werden, die die verstreute Speicherung beim Schreiben der Daten minimiert und es ermöglicht, dass noch größere Disk I/Os an SAN übergeben werden.« Die Beseitigung der Fragmentierung reduziert die Anzahl der benötigten Daten­träger-I/Os, um den Unternehmensanforderungen zu genügen. Wenn die gleiche Arbeit mit weniger Aufwand erfolgen kann, bedeutet diese niedrigere Kosten und bessere Leistung.

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