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Verwendung externer Storage-Systeme

Üblicherweise befinden sich die Datenbanken eines Servers auf direkt angeschlossenen Massenspeichern, entweder auf konventionellen Festplatten oder auf SSDs, die per SATA oder SAS angebunden sind (DAS – Direct Attached Storage). Heute wollen wir einen Blick auf externe Speicherlösungen werfen.


NAS oder SAN

Für den Zugriff auf die Daten von externen Storage-Systemen gibt es zwei unterschiedliche Verfahren. Der block-orientierte Zugriff organisiert den Speicher analog zu einer Festplatte als eine Menge von Datenblöcken gleicher Größe, für den Serverrechner erscheint der externe Speicher genau in der gleichen Art und Weise wie eine eingebaute HD. Das auf dem Speicher installierte Dateisystem wird vom Betriebssystem des Servers verwaltet und kontrolliert. In vielen Fällen kann der Server auch vom externen Speicher gebootet werden. Systeme mit dieser Zugriffsart werden meist als SAN (Storage Area Network) klassifiziert.

Das zweite Zugriffsverfahren ist eine Ebene "höher" angesiedelt und benutzt einen dateibasierten Zugriff. Der externe Speicher präsentiert sich dabei wie ein Netzwerklaufwerk, das zugrundeliegende Dateisystem wird vollständig von der Storage-Einheit verwaltet. Solche Speichersysteme laufen meist unter der Bezeichnung NAS (Network Attached Storage).

Es gibt aber auch Systeme die beide Zugriffsverfahren anbieten (Unified Storage), dabei kann ein Datenvolume aber nicht gleichzeitig mit beiden Methoden angesprochen werden.
Anschlussarten

Im wesentlichen gibt es heute drei verschiedene Anschlussvarianten für externen Speicher: iSCSI, FiberChannel (FC) und SAS für SAN-Systeme, Ethernet-basiertes TCP/IP für NAS-Geräte.

Für iSCSI werden Standard-Netzwerkkomponenten (1GbE) verwendet. Patchkabel, Switches und Onboardanschlüsse sind entweder schon vorhanden oder preisgünstig verfügbar. Die Geschwindigkeit ist dabei allerdings auf 1 Gigabit beschränkt. iSCSI kann auch mit 10 Gigabit verwendet werden, erreicht dann jedoch schon das Preisniveau von FibreChannel. FibreChannel-Architekturen sind erste Wahl, wenn es um maximale Performance und höchste Verfügbarkeit geht. Die aktuelle Leitungsgeschwindigkeit liegt bei 8 Gigabit, die Anschlüsse sind kompatibel mit den älterern Übertragungsstufen von 2 und 4 Gigabit. Redundante Verbindungen werden von vornherein unterstützt (Multipathing).
Datenbanknutzung

Der kritische Punkt bei einer extern gespeicherten Datenbank ist die Verfügbarkeit des Zugriffs. Während bei einer eingebauten HD das Risiko eines versehentlich abgezogenen SATA- oder Stromkabels doch äußerst gering ist, kann das bei externer Storage eher passieren. Gerade beim Anschluss von NAS per normalem LAN (oder noch viel gefährlicher: per WLAN) können auch Ausfälle und Störungen im Netzwerk zu einer Unterbrechung des Datenbankzugriffs führen. Die Konsequenz ist ein Abbruch des Datenbankservers und ein anschließendes Rollback mit Recover der Datenbank, wobei Datenverluste nicht auszuschließen sind.

Da beim NAS-Betrieb der Datenbankserver auch keinen Einfluss auf das Filesystem und das Caching hat (beispielsweise lässt sich der Systemcache des NAS nicht für die Datenbank abschalten), kann dies die Peformance spürbar reduzieren. Aus Gründen von Performance und Stabilität sollten Datenbanken daher nicht auf NAS-Systemen abgelegt werden. Bei SAN-Systemen muss für einen entsprechend sicheren Betrieb gesorgt werden, beispielsweise sollte ein iSCSI-Anschluss am besten als Direktverbindung realisiert sein, auf keinen Fall empfiehlt sich ein iSCSI-Anschluss an Switches, die auch für das LAN verwendet werden.

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