Wie vandaag de dag apparatuur voor dataopslag aan wil schaffen, dient zich terdege af te vragen in welke technologie men zal investeren. Deze keuze hangt nauw samen met vraagstukken als aanvangscapaciteit, groeipad, schaalbaarheid, beheersbaarheid, prestatie maar vooral het complete kostenplaatje en de veelbesproken Total Cost of Ownership (TCO).

Consolidatie van storage in de vorm van NAS- en SAN-Toepassingen in samenhang met TCO staan momenteel ruimschoots in de belangstelling. De jongste "enabling" technologie voor het implementeren van betaalbare SANs is het iSCSI protocol (Zie de betreffende uiteenzetting elders).

Storage, die direct op servers wordt aangesloten (DAS), is tot op heden de meest gebruikte architectuur. Echter, een verschuiving van DAS naar NAS en/of SAN is sinds 2000 goed waarneembaar en marktonderzoeker IDC voorspelt dat in 2004 de drie architecturen een gelijk marktaandeel zullen hebben. Omdat niet iedereen bekend zal zijn met de DAS, NAS en SAN architecturen is een korte uiteenzetting ons inziens daarom op zijn plaats:

DAS, Direct Attached Storage.

Hierbij wordt storage d.m.v. SCSI of point-to-point Fibre Channel interfaces rechtstreeks aangesloten op een server. De aanschafkosten zijn relatief laag maar er kleven ook bezwaren aan . Het groeipad en de directe server-storage koppeling legt diverse restricties op waardoor de mogelijkheden tot uitbreiding beperkt zijn.

Tevens zal bij een omvangrijker serverpark het beheer van verspreide storage volumes een steeds groter probleem worden. Voor netwerken met een beperkte hoeveelheid servers (2 a 3) is DAS nog steeds de meest verantwoorde keuze.

NAS, Network Attached Storage.
NAS systemen zijn appliances, d.w.z. een apparaat dat maar ??n taak verricht en daarvoor geoptimaliseerd is. Een printserver is een tot de verbeelding sprekend voorbeeld; deze heeft de specifieke taak om printers toegankelijk te maken in een netwerk. Zo hebben NAS appliances de specifieke taak om opslag-capaciteit aan te bieden aan de gebruikers van een netwerk. Met NAS wordt de relatie tussen applicatie-servers en storage ontkoppeld waardoor beschikbaarheid van data en uitbreiding van opslagcapaciteit niet langer afhankelijk zijn van de server(s).
Door de ondersteuning van diverse communicatieprotocollen kan een NAS appliance in een heterogene omgeving (meerdere verschillende operating systemen) worden ingezet. De schaalbaarheid is bijna onbeperkt. men kan net zoveel appliances aan het netwerk koppelen als men wil. Het netwerk zal hierbij de beperkende factor zijn. Beperkingen kunnen aanwezig zijn op het gebied van beveiliging en beheer. Daarentegen zal door de specifieke taak en geoptimaliseerde hard- en software, de performance van NAS appliance een stuk hoger liggen dan bij toepassing van DAS of SAN technologie.

SAN, Storage Area Networking.
Een SAN is een storage-sharing architectuur die het best voorgesteld kan worden als een "netwerk achter een server". Met (FC) Fibre Channel is men in staat een SAN te bouwen en deze is uitermate geschikt voor de consolidatie van storage. Meerdere servers kunnen gebruik maken van ??n of meerdere RAID systemen, waarvan de totale capaciteit over de servers wordt verdeeld. Dit kan een heterogeen serverpark zijn. Met diverse management tools kan het beheer worden vereenvoudigd en geoptimaliseerd. Een SAN is uitstekend schaalbaar en waarborgt een jarenlang groeipad. De investeringen in en SAN zijn betrekkelijk hoog, echter naar gelang men verder groeit, zal een SAN zich goedkoper laten uitbreiden dan voorgaande oplossingen en tevens zullen de beheerskosten in verhouding sterk dalen. Dit leidt uiteindelijk tot een lagere "Cost-of-Ownership" voor de gebruiker.

IP-Storage
Hier wordt SCSI via IP netwerken getransporteerd met behulp van het i-SCSI protocol . Een belangrijk voordeel van IP-Storage zit in het gebruik van (bestaande) ethernet infrastructeren die een lager kostenniveau hebben dan Fibre Channel SAN?s. Met IP als drager voor SCSI en Fibre Channel (e.v.a.) protocollen is met relatief eenvoudige en betaalbare middelen een uitstekend storage netwerk te bouwen dat vrijwel geen ristricties heeft m.b.t. de afstanden tussen servers, storage en clients.

Conclusie
DAS vindt haar toepassing voornamelijk in bescheiden netwerken met 1 of 2 servers, omgevingen met een klein groeipad of wanneer een beperkt budget beschikbaar is. Een NAS oplossing past men toe wanneer applicatieservers en de bijbehorende dataopslag omwille van prestatie of uitbreidbaarheid gescheiden moeten worden, omdat filesharing gewenst is russen de gebruikers van diverse operating systemen of wanneer men simpelweg grote capaciteiten op eenvoudige wijze voor gebruikers beschikbaar wil maken. Een SAN vindt zijn toepassing in omgevingen waar schaalbaarheid en centraal management voorop staan, waar men grote capaciteiten werkt en waar wordt gestreefd naar een lage ?cost-of-ownership?. IP-Storage verenigt voordelen van NAS en SAN en is geschikt voor middelgrote tot grote storage oplossingen. En is volgens de marktonderzoekers de belofte voor de nabije toekomst

DAS, Direct Attached Storage.
Direct Attached Storage is nog steeds de meest toegepaste vorm van toevoegen van RAID storage aan een server of workstation. De redenen hiervoor zijn relatief eenvoudig op te sommen.

- De hoge aanschafprijs is t.o.v. NAS en SAN oplossingen relatief laag.
- Hoge acceptatiegraad in de markt.
- Eenvoudige installatie
- Hoge prestatie

We onderscheiden twee manieren voor het koppelen van RAID systemen.

Host Based RAID.
Hierbij wordt gebruik gemaakt van een RAID controller in de computer. Het merendeel van dit type RAID controllers is uitgerust met een eigen cpu of ASIC. De tegenhanger hiervan zijn hybride controllers, die gebruik maken van de processor van de computer. Dit gaat ten koste van de prestaties van die computer Immers, de processor zal nu ook de RAID berekeningen moeten uitvoeren. Deze RAID controllers zijn verkrijgbaar voor ATA, SerialATA, SCSI en Fibre Channel diskdrives. De meeste van deze controllers bieden typisch 1,2,3 of 4 kanalen. RAID controllers met meerdere kanalen worden toegepast om een evenwichtige verdeling te krijgen van een aantal harddisk en om de bandbreedte per kanaal optimaal te benutten.

Host Independent RAID
Bij Host Independent RAID is de RAID controller in een externe behuizing geplaatst waar zich ook de harddisks bevinden. Hierdoor is het RAID systeem onafhankelijk van het operating systeem en het hardware platform. De interface tussen de computer en het RAID systeem is meestal parallel SCSI. In mindere mate wordt daar Fibre Channel voor gebruikt. In het RAID systeem kan gewerkt worden met IDE, SCSI of Fibre Channel diskdrives en lavert een hoge verscheidenheid aan prestaties, capaciteit en prijsstelling op.

RAID behuizingen.
Bij Host Based RAID plaatst men vaak de diskdrives ook in de host. Dit kan tot de situatie leiden, dat, bij uitval van de power supply, de RAID set verloren gaat en dat teruggevallen moet worden op de backup. In z?n situatie biedt RAID alleen maar meer snelheid en geen additionele veiligheid. Beter is om de diskdrives in een externe behuizing te plaatsen, welke voorzien is van hot-swappable, load-sharing redundant power supplies en hot-swappable ?fans en ?disktrays. Indien deze behuizingen ook nog zijn voorzien van SAF-TE of SES, dan is het mogelijk om fouten, zoals een defecte poer supply of fan, m.b.v. een SMTP trap te melden aan de systeembeheer via email, pager en/of fax.

Beperkingen
Een DAS oplossing heeft zijn beperkingen. Zo zijn doorgroei mogelijkheden beperkt. Aan het aantal toe te voegen SCSI devices zit zowel een fysieke, alsmede een performance limiet. De schaalbaarheid is dus beperkt.

Storage, SAN of NAS?.?
Vandaag de dag worden in netwerken storage steeds vaker losgekoppeld van de server en ondergebracht in Storage Area Networks (SAN) of Networks Attached Storage (NAS). De protocollen om de gegevens zo snel mogelijk op het opslagmedium op te kunnen slaan volgen elkaar in een hoog tempo op. Wij geven een overzicht van de stand van zaken.

Voordat we kunnen bespreken welke soorten advanced storage op de markt is (niet onuitputtelijk), moet eerst uiteen gezet worden wat er allemaal mogelijk is.Deze zoektocht begint bij de begrippen NAS en SAN. Het kan namelijk behoorlijk onduidelijk zijn wat hier precies mee bedoeld wordt. Laten we om te beginnen eens nader kijken naar NAS.

NAS staat voor Networks Attached Storage.
Het gaat hierbij om schrijfruimte die niet in de server aanwezig is, maar ergens door middel van zijn eigen netwerkadres bereikbaar is op het netwerk. Bij NAS moet typisch gedacht worden aan een device dat via het netwerk bereikbaar is. Het voordeel van het gebruik van NAS is in de eerste plaats snelheid; door de opslag los te koppelen van de server krijgt de server namelijk alle tijd zich bezig te houden met het afhandelen van toepassingen.

Daarnaast kunnen bestanden veel sneller opgevraagd en weggeschreven worden omdat de NAS zijn eigen processor heeft. Elk file request wordt door de fileserver doorgestuurd naar het NAS dat door middel van zijn eigen IP-adres op het netwerk terug gevonden kan worden. De Network Attached Storage zelf bestaat uit een of meer harde schijven die opgenomen zijn in een RAID-systeem. Daarnaast moet er software aanwezig zijn die in staat is de aanvragen voor bestanden op de servers door te sturen naar het SAN device.

De meeste SAN oplossingen worden aangestuurd doormiddel van IP. Het is echter ook mogelijk andere protocollen te gebruiken zoals IPX. Het belangrijke verschil tussen NAS en SAN blijkt al uit de benaming. Waar NAS staat voor Network Attached Storage, oftewel een opslagapparaat dat aan het netwerk verbonden is, gaat het bij SAN Storage Area Network. Het gaat hier dus bij NAS om een geheel afzonderlijk netwerk dat bestaat uit verschillende storage devices die door een snelle verbindingen aan elkaar en aan een aantal servers verbonden zijn.

Het SAN bevindt zich meestal in de buurt van andere netwerkresources zoals servers en mainframes, maar het kan ook gebruikt worden op remote locaties om er bijvoorbeeld de dagelijkse backup naartoe te schrijven. Uiteraard gaat dit laatste alleen goed wanneer gebruik gemaakt wordt van kostbare hoge snelheid WAN verbindingen. Als elke nacht meerdere gigabytes aan gegevens moeten worden voldoet ook een 2MB Frame Relay verbinding immers niet. Eerder moet gedacht worden aan snelle ATM-verbindingen of zelfs SDH-verbindingen waarmee snelheden tot vele honderden megabits per seconde gehaald kunnen worden.

Het Storage Area Network kan gebruik maken van bestaande technologie zoals IBM?s optical fiber ESCON, maar het kan ook gebruik maken van de nieuwere Fiber Channel techniek of ?Storage over IP? op een Gigabit Ethernet netwerk. Door gebruik te maken van dergelijke supersnelle technieken kan de SAN-infrastructuur uiteindelijk vergeleken worden met de lay-out van een Personal Computer, maar dan op meta-niveau. De processor en het werkgeheugen bevinden zich dan voornamelijk in de servers, de hoge snelheidsverbindingen zijn te vergelijken met de databus op het mainboard van de computer en het SAN zelf

heeft een rol die vergeleken kan worden met die van een harddisk of cd-rom. In het SAN zelf kunnen alle technieken gebruikt worden die ook in normale servers gebruikt kunnen worden. Denk daarbij aan disk mirroring, speciale op het SAN ingerichte backupsystemen, datamigratie van het ene naar het andere device tot subnetwerken met NAS systemen erin aan toe.

Communicatie over SAN
De belangrijkste communicatiemethodes die op een SAN gebruikt worden, zijn Fibre Channel en Storage over IP Fibre Channel is de techniek die gebruikt wordt om gegevens tussen computers en randapparaten met een snelheid van 1Gbps te verplaatsen. Voor hen die dat te langzaam vinden: er wordt momenteel ook gewerkt aan een 10Gbps standaard.

De specificaties voor deze manier van communiceren worden gedaan door de Fibre Channel Industry Association, de werking is gedefinieerd in een ANSI standaard en daarnaast ook in een ISO standaard. De techniek van Fibre Channels is speciaal ontworpen om computers te kunnen laten communiceren met storage devices. Fibre Channel doet dit bovendien veel sneller dan SCSI, al staan de ontwikkelingen op het gebied van SCSI natuurlijk ook niet stil. Waar SCSI voorlopig echter niet aan zal kunnen tippen, is de flexibiliteit van Fibre Channel. Als gebruik gemaakt wordt van glasvezel, kunnen afstanden tot tien kilometer overbrugt worden.

Het mooie is dat de techniek ook gebruikt kan worden op andere media zoals ordinaire coax bekabeling of twisted pair kabels. Uiteraard kunnen in dat geval minder grote afstanden overbrugt worden. Naast al deze zegeningen is er ook een probleem met Fibre Channel, namelijk het gebrek aan compatibiliteit. De specificaties worden door de verschillende fabrikanten nogal eens anders ge?nterpreteerd wat er toe kan leiden dat twee Fibre Channel implementaties net niet helemaal compatible zijn met elkaar.

Fibre Channel wordt al sinds de vroege dagen van het SAN gebruikt. Het feit dat het met de ontwikkeling van SANs niet zo heel erg snel gaat, wordt wel eens teruggeleid tot de compatibiliteitsproblem men met deze specificatie. Om die reden kan als een alternatief gebruik gemaakt worden van IP SAN. Hierbij wordt gewerkt met Gigabit Ethernet.

Het grote voordeel van deze werkwijze is dat een IP SAN gebruik maakt van open en goed bekende standaarden. In elk serieus netwerk wordt immers al gebruik gemaakt van dit protocol. Daarnaast zijn de vereiste hardwarecomponenten minder kostbaar. Een ander zeer groot voordeel van een IP SAN is dat omdat het gebaseerd is op de TCP/IP standaard het IP SAN uitgebreid kan worden tot een wereldwijd SAN.

Juist dit punt van vrijwel totale openheid van het IP SAN zou in de toekomst wel eens een reden kunnen worden waarom deze techniek het gaat maken. Een andere techniek die veelbelovend is, is iSCSI, dat staat voor internet SCSI. Deze standaard combineert namelijk het beste van twee werelden. Enerzijds wordt gebruik gemaakt van het vertrouwde SCSI, maar de SCSI-commando?s die nodig zijn om de verschillende devices aan te sturen worden verstuurd over IP netwerken.

Hierdoor is ook iSCSI een heel geschikte standaard om SAN?s te bouwen waarin grote afstanden overbrugt worden. Om met iSCSI te kunnen werken worden SCSI commando?s gewoon toegevoegd als payload achter een IP header. De standaard lijkt absoluut kans te maken, want verschillende hardwarefabrikanten als Cisco en IBM hebben al iSCSI producten ontwikkeld.

Hierbij moet gedacht worden aan switches en routers die ervoor zorgen dat de SCSI-commando s zo snel mogelijk uit de IP-datagrammen ge?xtraheerd worden. Naast iSCSI is er nog een oplossing waarin oude en nieuwe technieken met elkaar gecombineerd worden. Deze techniek staat bekend als Fibre Channel over IP (FCIP). Net als iSCSI is ook dit protocol ontwikkeld door de IETF. Bij FCIP komt het erop neer dat Fibre Channel technieken getunneld worden tussen verschillende onderdelen van het SAN over IPnetwerken.

Ook bij deze techniek is het zo dat grote afstanden overbrugt kunnen worden. Voor FCIP is eveneens het nodige aan gespecialiseerde hardware van onder andere Cisco, Nortel en Lucent te koop. Als iSCSI en FCIP met elkaar vergeleken worden, lijkt het dat iSCSI de wat betere kaarten in handen heeft. FCIP kan namelijk alleen gebruikt worden in combinatie met Fibre Channel technologie. Als zodanig is deze techniek dan ook vooral interessant voor bedrijven die al een flinke investering in Fibre Channel gedaan hebben en hun SAN in een omvangrijke geografische regio willen gebruiken. iSCSI daarentegen kan gebruik maken van elk IP-netwerk en vereist geen speciale kenmerken van het SAN.

Alsof het allemaal nog niet genoeg is, wordt er momenteel ook gewerkt aan een tussenvorm van beide protocollen: het Internet Fibre Channel Protocol (iFCP) is een aanpassing op FCIP die gebruikt moet worden om Fibre Channel data over IP-netwerken te verplaatsen door gebruik te maken van iSCSI-protocollen. Op deze wijze wordt het beste van twee werelden

gecombineerd. Het grote voordeel van iFCP boven FCIP is dat iFCP een tunneling protocol is dat gebruikt wordt om Fibre Channel gegevens door middel van IP-tunneling over een IPnetwerk te verplaatsen. Ook iFCP veronderstelt echter een Fibre Channel infrastructuur. Er kan wel gebruik gemaakt worden van iFCP gateways als alternatief voor een complete infrastructuur.