Scale-Out NAS – Top-Speichertechnologie für Enterprise und gehobenen Mittelstand

Scale-Out-NAS-Speicher wird seit einiger Zeit in großen Unternehmen eingesetzt, um Unternehmensbereiche mit überdurchschnittlichem Datenwachstum mit genügend Speicherressource schnell und mit wenig Administrationsaufwand zu versorgen. Die technischen und Ressourcen-bezogenen Vorteile von Scale-Out NAS im Vergleich zu klassischen RAID-Systemen sind beachtlich. Immer mehr Unternehmen des gehobenen Mittelstands ziehen diesen Speicher in Betracht.

Je nach Technologie kann Speicher teuer sein, sowohl in der Anschaffung als auch bei der Administration im laufenden Betrieb. Und in Zeiten, in denen der Speicherbedarf weiter stark ansteigt, überlegen sich viele Unternehmen, wie sie ihren Speicher hinsichtlich der Skalierung und Administration effizienter gestalten können. Speziell in Bezug auf die Skalierbarkeit lohnt es sich, zwei generell unterschiedliche Konzepte zu betrachten. Scale-Out und Scale-Up bezeichnen zunächst einmal zwei Speicherarchitekturen, die beide in der IT erfolgreich im Einsatz sind, wobei Scale-Out die neuere Generation darstellt. Scale-Up hingegen beschreibt die klassische Skalierung, wie man sie von RAID-Systemen kennt.

Scale-Out versus Scale-Up. Die Skalierung von RAID-Systemen hat immer zur Folge, dass zusätzliche Speichereinheiten verbaut werden und die neuen Laufwerke den Controllern bekannt gemacht werden müssen. Erst dann können die neuen Kapazitäten zur Erweiterung der RAID-Gruppen, Filesysteme und Pools dienen. Darüber hinaus müssen beispielsweise auch LUNs (Logical Unit Numbers) erstellt werden. Schon der initiale Aufwand erfordert viel Erfahrung und bedarf einer guten Planung. Damit ist aber noch nicht alles getan. Man hat nach einer Erweiterung zusätzliche Objekte wie LUNs, Volumens, Pools, Raid-Gruppen oder Aggregate zu managen. Die Komplexität wächst. Zudem bleibt bei einer Skalierung der Controller bestehen, womit dessen Auslastung mit neu zugefügten Komponenten und Objekten linear ansteigt. Ist das Limit des Controllers erreicht, lässt sich ein RAID-System nicht mehr erweitern. Wird mehr Speicherplatz benötigt, werden weitere Systeme hinzugefügt, die separat verwaltet werden müssen. Administratoren, die verteilte NAS-Inseln betreiben und nach dem Scale-Up-Prinzip erweitern, müssen bereits nach wenigen Skalierungszyklen mit einem hohen Aufwand und hoher Komplexität rechnen, was sich automatisch auch in den Budgets niederschlägt. Zum Teil versucht man diesen Effekt zu verzögern, indem Speichersysteme überallokiert werden. So kann eine weitere Skalierung auf einen späteren Zeitpunkt verschoben werden.

Die Erweiterung der Kapazitäten ist immer mit einem weiteren Controller mit CPU, Netzwerk und Cache verbunden. Dadurch sind Scale-Out-Architekturen praktisch keine Limits in der Erweiterbarkeit gesetzt.

Die Erweiterung der Kapazitäten ist immer mit einem weiteren Controller mit CPU, Netzwerk und Cache verbunden. Dadurch sind Scale-Out-Architekturen praktisch keine Limits in der Erweiterbarkeit gesetzt.

Scale-Out-Architekturen hingegen, wie beispielsweise die der Dell-EMC-Isilon-Systeme bieten durch den Einsatz eines hochskalierbaren Filesystems enorme Vorteile. Bei einer Speichererweiterung kommen nicht nur Flash- oder Disklaufwerke dazu, sondern gleich ein weiterer Controller, man spricht von Erweiterungsknoten. Diese integrieren sich vollständig und automatisch in das bestehende Cluster. Außer dem Verbauen der Systeme und dem Vernetzen sind keine weiteren Tätigkeiten erforderlich. Da die Erweiterung der Kapazitäten immer mit einem weiteren Controller mit CPU, Netzwerk und Cache erfolgt, sind Scale-Out-Architekturen praktisch keine Limits in der Erweiterbarkeit gesetzt. Diese Struktur löst die Probleme jener Unternehmen, die wachsen und nicht unnötig in Vorleistung gehen möchten, um den Speicherbedarf ihrer Organisation für die nächsten Jahre bereits im Voraus zu allokieren. Wirkliches »Pay-as-you-grow« ohne erhöhte Komplexität und Administration ist der wesentliche Vorteil der Scale-Out-Technologie.

Das Fazit: Zwar sind die klassische Raid-Systeme in der Anschaffung oft günstiger als Scale-Out-Architekturen. Berechnet man aber die Kosten des höheren administrativen Aufwands und vor allen die strategischen Vorteile des »unbegrenzten« Wachstums und der extrem schnellen Erweiterbarkeit, kann für manche Anwendungen die Scale-Out-Architektur die bessere, effizientere und preiswertere sein.

Wann ist Scale-Out NAS sinnvoll? Scale-Out NAS bietet Lösungen in unterschiedlichen Anforderungs- und Preisprofilen. Je nach Bedarf und Budget sind Scale-Out-Lösungen für Primär- und Sekundärspeicher geeignet. Bereitgestellt als NFS-Share (Network File System) oder CIFS-Share (Common Internet File System) bieten Scale-Out NAS-Systeme sowohl als standortübergreifender, hyperskalierbarer Dateispeicher oder auch Primärspeicher für VM-Umgebungen (Virtual Machine) eine hochperformante Storage-Plattform. Je nach Einsatzzweck kommen klassische »Spinning-Disk«-Systeme, All-Flash-Arrays (AFA) beziehungsweise der hybride Mix beider Laufwerkstechnologien zum Einsatz.

Bis heute ist Scale-Out NAS im Vergleich zu traditionellem RAID-Speicher eine kostspielige Technologie und der Preis hält sich auf hohem Niveau. Dies ist ein Grund dafür, weshalb man Scale-Out NAS heute meist nur in großen Konzernen findet. Doch die schnell fortschreitende Digitalisierung in Unternehmen gestaltet diese Speicherart auch für mittelständische Unternehmen sinnvoll. Beispielsweise Industrie 4.0 oder das industrielle Internet of Things (IIoT) werden in naher Zukunft einen Betrieb von klassischen RAID-Systemen in diversen Unternehmen oder Abteilungen ablösen. Einsatzbeispiele von Scale-Out NAS im All-Flash-Betrieb sind bei digitalen Medien für 4K Broadcast, Streaming in Echtzeit und Postproduktion zu finden. Auch im Design wird Scale-Out NAS bei der Simulation, Verifizierung und Analyse von elektronischen und mechanischen Systemen genutzt. Darüber hinaus nutzen viele Life-Science-Unternehmen diese Technologie für die Genomforschung beziehungsweise die DNA- und RNA-Sequenzierung. Im Hybrid-Betrieb eignen sich weitere Anwendungen wie Dateiservices für Stammverzeichnisse, Dateifreigaben, Gruppen- und Projektdaten oder die Big-Data-Analytik mit Hadoop- und Splunk-Protokollanalyse.

Individuelle Wirtschaftlichkeit für Scale-Out NAS. Für die Entscheidung im Unternehmen, ob die traditionelle Scale-Up- oder Scale-Out-NAS-Technologie zum Einsatz kommt, bedarf es einer eingehenden Analyse. Der heutige und künftige Aufwand für Speicher und eine sehr genaue Einschätzung der Ressourcen- und Administrationsaufwände sind entscheidende Kennziffern. Erst unter Betrachtung aller Aspekte kann eine Kosten-Nutzen-Analyse aufgestellt werden, welche unter Umständen den heute noch relativ teuren Scale-Out-NAS-Speicher dennoch rechtfertigt. Hier kommen Beratungsunternehmen wie beispielsweise MTI Technology ins Spiel. Sie können Unternehmen, die erstmalig eine Vergleichskalkulation für Scale-Up- oder Scale-Out-NAS-Technologie erstellen, entscheidend helfen. Erfahrungswerte aus der Praxis sind enorm wichtig, um alle Aspekte zu berücksichtigen und um die korrekten Entscheidungen zu treffen. Darüber hinaus ist der Blick über den Tellerrand des Speichers hinaus sehr wichtig. Beispielsweise gilt es auch das Netzwerk zu beleuchten, das an die Anforderungen, beispielsweise mit Balancern, angepasst werden muss.

Scale-Out NAS ist eine erprobte Speichertechnologie, die eine nahezu unbegrenzte Skalierung ohne zusätzliche Komplexität erlaubt. Die Technologie wird erfolgreich hauptsächlich in sehr großen Unternehmen eingesetzt. Neue Trends wie Industrie 4.0 werden Scale-Out NAS auch im Mittelstand als eine wirtschaftlich sinnvolle Alternative etablieren. Unternehmen, die dabei Aspekte wie Datensicherheit und -verfügbarkeit bei geringem Administrationsaufwand garantiert haben möchten, sollten sich jetzt intensiv mit dieser Speichertechnologie beschäftigen.


Peter Bilicki,
PreSales Management
bei der MTI Technology GmbH

 

 

 

Illustration: © iulias /shutterstock.com 

 


 

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