Network Attached Storage

Explosiv wachsende Datenmengen und steigender Bedarf für Datei-Sharing machen den Einsatz von File-Servern immer notwendiger. Die Lösung heisst Network Attached Storage. InfoWeek präsentiert die verfügbaren Geräte.

Artikel erschienen in Swiss IT Magazine 2001/06

     

Ein ehernes Gesetz der IT-Branche besagt, dass man grundsätzlich nie über genügend Speicherplatz verfügt. Auch die grössten Festplatten werden heutzutage mit den explosionsartig wachsenden Informationsfluten im Handumdrehen gefüllt. Verteilte und vernetzte Applikationen, das Sammeln von Kundendaten per E-Commerce und ähnliche Anwendungen generieren ständig neue Daten, die irgendwo gespeichert werden müssen.



Dazu kommen seit den Tagen der Abschaffung der Client/Server-Architektur zusätzliche, der "distributed computing"-Architektur systemimmanente Probleme: Daten werden irgendwo innerhalb des Netzes gespeichert, oft auch mehrfach auf verschiedenen Festplatten, was zusätzlich Speicherplatz verbraucht. Und nicht zuletzt werden Daten, die auf PCs irgendwo im Netz lagern, kaum jemals in einem Backup gespeichert.




Den meisten Firmen sind diese Probleme bekannt, und auch die Lösung liegt auf der Hand: Zentrale Speicherung tut not.


Zwei konkurrierende Lösungen

Noch vor nicht allzu langer Zeit gab es dafür vor allem einen Weg: Man kaufte einen Server, rüstete diesen mit einigen Festplatten aus, richtete Freigaben ein und hängte ihn ins Netz - fertig war der File-Server, eine der ältesten Anwendungen von lokalen Netzwerken.



Weil sich aber eine eigene Maschine für bloss diese eine Aufgabe des Datenspeicherns in den wenigsten Fällen lohnte, wurden daneben häufig auch andere Dienste parallel von diesem Gerät übernommen, das damit zum File-Printer-Web-Server mutierte. Je nach Auslastung dieser Tasks musste sich dieses Vorgehen wiederum fast zwangsläufig negativ auf die Performance auswirken.




Auch anderweitig bietet der Einsatz von File-Servern nicht bloss positive Seiten: So sind die Geräte per se nicht ganz billig, und einige der teuren Komponenten werden fürs File-Sharing gar nicht benötigt. Weiter verlangen die Maschinen nach der Einrichtung eines Netzwerk-Betriebssystems, das zusätzlich natürlich auch gewartet werden muss. Und nicht zuletzt tendiert auch die Ausbaubarkeit eines Servers nicht gegen unendlich - im Gegenteil, bereits nach dem Einbau einiger weniger Festplatten ist das Ende der Fahnenstange bei vielen Servern erreicht.



Abhilfe versprechen zahlreiche Hersteller aus dem Festplatten- und Netzwerkbereich in letzter Zeit mit den beiden Technologien Storage Area Network (SAN) und Network Attached Storage (NAS). Mit ihren Lösungen wollen sie im LAN mehr oder weniger unbegrenzten Speicherplatz anbieten, und das erst noch unabhängig von der Kapazität einzelner Server und ohne den üblichen Verwaltungsaufwand.



Obwohl sich die Abkürzungen für die Lösungen zum Verwechseln ähnlich sind und beide Technologien dasselbe zum Ziel haben, arbeiten sie doch mit gänzlich unterschiedlichen Ansätzen. Bei der ersten Variante, den Storage Area Networks (SAN), handelt es sich nämlich im Prinzip um ein parallel zum normalen LAN installiertes Netz, in das ausschliesslich Speichergeräte eingebunden werden. Dadurch werden eine homogene Verwaltung sowie ein einfachere Zuweisung von Speicherressourcen erreicht, ohne dass dazu Ressourcen der Server oder des normalen LANs benötigt würden. Die einzelnen Speicher sind dabei in vielen Fällen in Fibre-Channel-Netze eingebunden; die Verbindung zum normalen Firmennetz geschieht absolut transparent über spezielle, zentrale Server.




NAS: Optimale Performance, geringe Komplexität

In dieser Marktübersicht haben wir uns auf die zweite der beiden Lösungen, Network Attached Storage (NAS), konzentriert. Entgegen der landläufigen Ansicht ist NAS keineswegs eine neue Technologie - das Grundkonzept wurde bereits 1983 von Novell erfunden und diente insbesondere dem Zweck, sowohl Unix- als auch PC-Usern Netzwerkdienste wie beispielsweise das File-Sharing zu ermöglichen. Es war möglicherweise nicht im Sinne des Erfinders, dass sich diese Technologie in Richtung Mehrzweckserver entwickelte - aber immerhin geht heute der Weg nach dem Motto "eine Applikation, ein Server" wieder zurück zu dedizierten Systemen.



Bei der Network-Attached-Storage-Technologie handelt es sich sozusagen um Festplatten mit Netzwerkanschluss, also quasi einen abgespeckten File-Server. Entfernt man nämlich aus diesen traditionellen Mehrzweckservern diejenige Hard- und Software, die nichts mit dem Speichern oder Sharen von Informationen zu tun hat - mithin also der grösste Teil -, bleibt ein NAS-Server übrig. Dieser verfügt neben den Festplatten (oder anderen beschreibbaren Laufwerken) über mehr oder weniger Speicher, einen oder mehrere Prozessoren sowie mindestens einen Netzwerkanschluss. Und da der NAS-Server nur noch einem Zweck dient, kann er entsprechend getrimmt werden: Die Performance lässt sich optimieren, die Komplexität reduzieren und die Services erweitern - nicht zuletzt deshalb, weil NAS-Server im Unterschied etwa zu Mail-, Web- oder Datenbankservern ausser dem Betriebssystem und den darin enthaltenen Services keine weiteren Anwendungen benötigen.




Nicht berücksichtigt haben wir in unserer Marktübersicht Geräte wie die klassischen CD-ROM-Server, die vom Prinzip her zwar ebenfalls mit der NAS-Technologie funktionieren, aber keine Daten speichern können. Diese Maschinen dienen vielmehr dem Zweck, innerhalb des Netzwerks CD-ROMs (etwa Lexika oder digitale Telefonbücher) zugänglich zu machen. Auch die abgewandelte Form der CD-Server, die über eine Harddisk und ein CD-Laufwerk verfügen, um die CD-ROMs auf der Festplatte zu speichern und damit einen schnelleren Zugriff darauf zu ermöglichen, haben keinen Eingang in die Übersicht gefunden.




Wichtige Vorteile

Einer der grössten Vorteile von NAS-Servern ist es, dass sie das Problem des mangelnden Speicherplatzes mit einer einzigen Investition sofort und ohne grossen Konfigurations- und Verwaltungsaufwand lösen. Dazu kommt, dass die Speicherkapazität mit Hilfe dieser Server schrittweise, schnell und einfach erweitert werden kann.



Zu den weiteren Vorzügen der NAS-Technologie gehört ihre Plattformunabhängigkeit respektive das heterogene File-Sharing. Während klassische Mehrzweckserver meist nur homogene Netze bedienen und bloss mit erhöhtem Aufwand auch andere Netzwerkprotokolle verstehen (etwa AppleTalk in Windows NT), bieten viele NAS-Server von Haus aus Unterstützung für mehrere Netzwerk-Protokolle und Dateisysteme, darunter etwa SMB/CIFS für Windows-Clients, NFS für Unix-Maschinen und AppleTalk für Macintosh.




Nicht zu unterschätzen ist schliesslich der Vorteil, dass ein NAS-Server ohne Netzwerk-Downtime ausgetauscht oder auch erweitert werden kann. Soll bei einem klassischen File-Server eine zusätzliche Festplatte eingebaut werden, muss dieser zunächst heruntergefahren werden. Einen NAS-Server steckt man dagegen einfach beim nächsten freien Netzwerkport an.



Nicht vergessen darf man angesichts dieser Vorteile aber eines: Als Backup-Medium eignen sich NAS-Server nämlich nur beschränkt. Schliesslich arbeiten in diesen Maschinen auch bloss handelsübliche Festplatten, die irgendwann kaputtgehen können - wer Network Attached Storage ohne zusätzliche Datensicherung einsetzt, ist also keineswegs auf der sicheren Seite.



Verschiedene Hersteller liefern aus diesem Grund Backup-Software mit, die die NAS-Daten auf andere Backup-Systeme innerhalb des Netzes speichert. Einige Geräte bieten ausserdem integrierte (SCSI-) Ports für den Anschluss von Tape-Drives.




Datensicherheit durch RAID

Die in unserer Tabelle aufgeführten Geräte lassen sich generell in zwei Kategorien trennen: Ungefähr die Hälfte der Geräte lässt sich eher dem KMU-Bereich zuordnen, während sich die andere Hälfte ganz klar an grössere Unternehmen richtet, was sich offensichtlich in Kapazitäten von einigen Terabyte und Preisen in fünfstelliger Höhe widerspiegelt.



Zu den weiteren Features der High-End-Geräte zählen etwa die Netzwerkanschlüsse. Die meisten Maschinen sind zwar noch mit FastEthernet-Ports ausgerüstet, lassen sich aber optional auf Gigabit-Ethernet erweitern. Auch bei den Anschlüssen für die Festplatten unterscheiden sich die beiden Kategorien deutlich: Während die Low-End-Server ihre Festplatten fast ausschliesslich über ein IDE-Interface ansprechen, verfügen die Enterprise-Lösungen mit bloss einer Ausnahme über schnelle SCSI-Controller oder sogar Fibre-Channel-Verbindungen.




Auch hinsichtlich Datensicherheit sind die High-End-Geräte ihren günstigeren Kollegen deutlich überlegen, verfügen sie doch fast alle über Hot-Swap-Fähigkeit und spezielle Security-Features.



Bei der Unterstützung von RAID-Leveln fällt der Vorsprung dagegen nicht so deutlich aus: Nicht wenige der Low-End-Maschinen bieten Support für Disk-Mirroring (Level 1), einige unterstützen auch den Level 0, bei denen die Daten in einzelnen Blocks über mehrere Platten verteilt werden. Grosse Vorteile bietet der RAID-Level 5, der von einigen günstigen und fast von allen High-End-Geräten geboten wird. Auch hier werden die Datenblöcke auf die verschiedenen Festplatten verteilt, dazu aber noch um Prüfsummen erweitert, so dass die Daten im Falle eines Crashs einer Platte problemlos rekonstruiert werden können. Als angenehmer Nebeneffekt steigert sich durch RAID 5 auch die Performance deutlich.



Kaum Unterschiede ergeben sich zwischen den High- und den Low-End-Geräten hinsichtlich der Verwaltung, sie ist in jedem Fall simpel. Nur ganz wenige Maschinen lassen sich nicht per Webbrowser administrieren, und den meisten liegt eine spezielle Software bei, die beim Aufsetzen hilft. Die meisten der NAS-Server sind nämlich so vorkonfiguriert, dass man sie in einem DHCP-Netzwerk bloss einzustecken braucht. Findet sich in einem Netz kein DHCP-Server, müssen die nötigen Netzwerkdaten über diese Software an die NAS-Appliance übermittelt werden.




Hohe Preise, aber rasch amortisiert

Die wenigsten der in unserer Tabelle aufgeführten Network-Attached-Storage-Geräte bewegen sich preislich auch nur annähernd in den Regionen, die für einen handelsüblichen Server verlangt werden. Im Gegenteil, für hohe Leistungsfähigkeit wird auch ein hoher Preis verlangt, der je nach Feature-Liste, Kapazität und Anbieter deutlich in den sechsstelligen Bereich reicht. Auch der Speicherplatz ist günstiger, wenn man ihn in Form von Festplatten statt NAS-Servern kauft.



Allerdings ist diese Rechnung falsch: Auch wenn NAS-Maschinen nicht billiger als die herkömmliche Lösung mit den in einen Server eingebauten Festplatten sind, so sind sie doch in jedem Fall einfacher und schneller einzurichten und kommen mit einem deutlich reduzierten Verwaltungsaufwand aus.




Da die letztlich teuerste "Komponente" bei herkömmlichen Servern nicht selten ihr Administrator ist, können solche "Set-and-forget"-Appliances auch bei hohem Kaufpreis recht schnell rentieren.



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