Een SAN binnen het budget van de KMO
Storage Area Networks (SAN’s) bieden heel wat voordelen in vergelijking met de traditionele methode van dataopslag, ook wel gekend als “servers volproppen met schijven”. Door de storage te centraliseren wordt het eenvoudiger om uw storageapparatuur te configureren, uit te breiden en capaciteit toe te wijzen aan servers die het echt nodig hebben.
SAN’s zijn – ondanks de hoge prijzen – een echt succesverhaal in de grote ondernemingen. Die betalen zonder morren de hoge instapprijs. Het alternatief, de opslag van tientallen of honderden servers apart gaan beheren en back-uppen, is namelijk een echte nachtmerrie die zowel tot hoge personeelskosten als tot cruciaal dataverlies leidt. Het verhaal van de dure maar solide gecentraliseerde SAN klopt dan als een bus: de extra investering in dure apparatuur wordt moeiteloos teruggewonnen door minder personeel in te schakelen en doordat de kostbare data veel veiliger is. Bovendien schalen SAN’s bijzonder goed: tientallen terrabytes kunnen worden voorzien en toegevoegd wanneer nodig.
In een KMO is het SAN-verhaal veel minder rooskleurig. Als men slechts een paar servers heeft waarvan de data cruciaal is, is een back-up maken nog wel overzichtelijk. Ook schaalbaarheid speelt veel minder, databases met terrabytes aan data zijn meestal ‘overkill’. En als het alleen maar de fileserver is die te kampen krijgt met een overvloed aan data, kan men beter beroep op de goedkopere Network Attached Storage (NAS) technologie.
SAN, ook voor de KMO
De hoge schaalbaarheid en capaciteit van SAN-technologie wekken dus weinig enthousiasme op, en toch merken we dat er heel wat interesse voor is in de KMO-wereld. Vele KMO’s zijn noodzakelijkerwijs internationaal gericht en bieden diensten aan via een webapplicatie. De Amerikaanse klanten teleurstellen met een ‘s nachts uitgevallen webservice, is natuurlijk geen optie. Om de beschikbaarheid van die diensten te verzekeren wil men in vele gevallen niet enkel vertrouwen op een hostingbedrijf, maar zelf ook enige zekerheid inbouwen.
Andere KMO’s plannen een vereenvoudiging van hun interne serverpark door virtueel te consolideren op een beperkt aantal servers. Voor zowel het High Availability (HA) als het consolidatiescenario is het wenselijk om over een SAN te beschikken, zelfs al heeft men maar een paar servers die enkele tientallen gigabytes aan data beheren.
Ook kan de IT-beheerder van de KMO niet veel tijd investeren in het leren van complexe SAN-technologie: het beheren van de storage is maar één deel van zijn taak. Het mag dus wel duidelijk zijn dat de KMO een ander eisenpakket heeft: de nadruk ligt op eenvoud, HA, betrouwbaarheid en prijs. En dus niet zozeer op datacapaciteit en complexe disaster recovery. Weinig KMO’s liggen wakker van een terroristische aanval op het datacentrum van hun favoriete hostingleverancier.
Fibre Channel of iSCSI?
Fibre Channel is de dominante technologie in SAN-land. Het mature FC protocol is bijzonder flexibel, kan de meest complexe netwerktopologie mogelijk maken en heeft weinig overhead. De fysieke laag, meestal een optische kabel, kan op dit moment tot 4 Gb/s aan. Tot 16 miljoen clients kunnen communiceren over een netwerk van optische switchen en routers.
iSCSI lijkt op het eerste gezicht een flauw afkooksel: het biedt dezelfde functionaliteit aan, maar dan over een traditioneel IP ethernet netwerk. Een initiator, meestal een stuk software op uw server, stuurt SCSI-commando’s verpakt in TCP/IP-pakketten over een ‘normaal’ 1 Gb/s ethernet netwerk naar de ‘iSCSI Target’. Die stuurt dan de gevraagde data terug, opnieuw verpakt in TCP/IP-pakketten. iSCSI biedt dus meestal minder bandbreedte, en het TCP/IP protocol veroorzaakt meer overhead dan FC.
Wie bij de grote fabrikanten zoals HP, DELL of IBM aanklopt zal bovendien horen dat iSCSI niet echt veel goedkoper is: een FC enclosure kost meestal niet meer dan hetzelfde model met iSCSI. U moet wel een paar honderd euro extra betalen voor de zogenaamde Small Form Factor Plugable (SFP), kleine adapters die u toelaten om de fiberkabel aan te sluiten.
Het echte prijsverschil zit echter in de totaaloplossing. Een FC-opstelling heeft FC Switches (500 euro en meer per poort) en dure optische bekabeling nodig. Bovendien moet iedere server die toegang moet hebben tot de SAN beschikken over een dure Host Bus Adapter.
Een iSCSI-opstelling heeft voldoende aan een snelle layer 2 switch, kan in veel gevallen ‘gewone’ SAS- of SATA-schijven gebruiken en een server moet over enkel een Gigabit NIC beschikken. Maar het belangrijkste voordeel is dat u weinig nieuws hoeft te leren: u hergebruikt gewoon uw TCP/IP- en ethernetkennis.
In de praktijk
Het leuke aan iSCSI is ook dat de instap heel laag kan zijn. Om het even welke server met voldoende harde schijven kan u vrij snel omtoveren in een iSCSI Storage server door er een software iSCSI target op te installeren. Op Windows kan u gebruik maken van onder meer Datacore Sanmelody of Rocketdivision Starwind. Op Linux is de iSCSI Enterprise Target gratis gebundeld met onder meer Suse Linux Enterprise Server (SLES 10 SP1).
Als u het configureren van een iSCSI target te tijdrovend vindt, kan u ook beroep doen op bijvoorbeeld Open-E. Open-E levert een volledig geconfigureerde Linux met iSCSI target en gebruiksvriendelijke management software op een USB flash module die u op een interne USB connector prikt.
Getest
Moet u zich bij iSCSI tevreden stellen met lagere prestaties, omdat FC 4 Gb haalt en iSCSI slechts 1 Gb? U kan natuurlijk uw iSCSI server voorzien van een optische 10 Gb kaart, maar dan gaat veel van het prijsvoordeel verloren: u heeft dan duurdere switchen, kabels en HBA’s nodig. En de net gelanceerde 10 Gb over koper (10GBase-T) brengt voorlopig ook geen soelaas, omdat switchen met die 10 Gb RJ45-aansluitingen maar liefst 1000 euro per poort kosten. Als dergelijke switchen goedkoper worden, zal de iSCSI-bandbreedte vertienvoudigen.
Tot dan testen we dus met het alomtegenwoordige 1 Gb. We gebruikten Intel’s Storage Server SSR212MC2, een storage server die zowel NAS als iSCSI SAN aankan. Daar tegenover plaatsen we de Promise Vtrak e310f, een FC enclosure die beschikt over de modernste Intel I/O 341 processor.
De resultaten zijn best verrassend. In puur sequentiële testen is FC natuurlijk de baas: de Vtrak e310f haalde ongeveer 350 MBps in zowel schrijven als lezen. De iSCSI-oplossingen zijn dan noodgedwongen beperkt tot ongeveer 110 MBps. Toen we Jumbo Ethernet Frames inschakelden konden we die limiet optrekken tot 112 MBps. We kunnen echter ook ons iSCSI-verkeer verdelen over 2 Gb-verbindingen met MultiPath I/O: u heeft dan niet alleen de dubbele bandbreedte maar ook een ‘fail-over’. Met MPIO haalden we maximaal 212 MBps.
Maar het is vrij zelden dat een gedeelde storage enclosure op een totaal sequentiële manier wordt benaderd. Veel frequenter zijn vrij willekeurige toegangen zoals een database die door vele verschillende clients ondervraagd wordt. In die situatie maakt de bandbreedte van de interface bijzonder weinig uit: het komt aan op de spindels, het aantal harde schijven. De Linux target past bij willekeurig lezen een slim trucje toe: het gebruikt niet enkel de cache van de RAID-controller, maar ook het RAM-geheugen van de storage server. Op die manier halen we met de Linux target twee maal hogere prestaties. Let wel, dit lukt enkel met bijvoorbeeld een kleine database (2-20 GB) en heel veel RAM-geheugen (8 GB en meer) in uw storage server.
Latency
We pasten iSCSI ook in een levenecht scenario toe. We gebruikten daarvoor een perfecte kopie van de ZDNet-serverapplicatie. In het ene geval plaatsten we de webdata op een lokale harde schijf van de ZDNet server, in het ander geval moest die zijn data ophalen van de Intel iSCSI server. APUS, stress testing software ontwikkeld door het Vlaamse Sizing Server lab, bootste zeer nauwkeurig het gedrag na van de lezers, tijdens een piekdag op ZDNet. Op die manier konden we de echte impact van het invoeren van iSCSI inschatten.
En dat viel best mee: de server met iSCSI iniator beschikte over twee dualcore Opterons, geklokt op 3 GHz. Eén kern had ongeveer 750 MHz nodig om de iSCSI-datastroom te verwerken. Gezien de meeste servers ver onder hun mogelijkheden werken, lijkt ons het opofferen van 750 MHz CPU-kracht aanvaardbaar. De latency van het opvragen van een pagina onder relatief zware load verhoogde met 80 tot 180 ms, wat ook best meevalt.
iSCSI is nog niet zo populair als FC bij de grote fabrikanten, maar deze technologie heeft wel degelijk alles in huis om SAN’s in de KMO mogelijk te maken. De tot tien maal goedkopere switchen en bekabeling, geen extra kost per server en het feit dat u enkel maar uw kennis over TCP/IP netwerken moet recycleren maken dat iSCSI SAN’s behoorlijk wat goedkoper zijn dan de traditionele FC SAN’s.
De enige achilleshiel is de relatief beperkte bandbreedte: maar die speelt enkel een rol als u ofwel aan videostreaming wil doen of als u een relatief groot aantal servers aan uw SAN wil hangen. Met een goede MPIO-configuratie kan u bovendien de bandbreedte verdubbelen tot ongeveer 2 Gbps, en het is maar een kwestie van tijd tot dat 10 Gb iSCSI de SAN markt onveilig maakt voor de duurdere SAN’s.
