Der Alles-Speicher

von Dr. Jens-Henrik Söldner

Die Speichervirtualisierung mit DataCore SANsymphony erlaubt den Einsatz von beliebiger x86-Serverhardware, auf der lediglich Windows Server läuft. Daran lassen sich alle gängigen Speichersystem anbinden, um so einfach einen virtualisierten Storage-Pool zu erzeugen. Im Test überzeugten Skalierbarkeit und Performance – allerdings sind einige der dafür notwendigen Features an bestimmte Lizenzen gebunden.

DataCore hat die Technik des Software-defined-Storage mitbegründet und kann mit seinem Flaggschiff DataCore SANsymphony in der Version 10.0 PSP12 alle momentan gängigen Speichersystem-Architekturen bis hin zu hyperkonvergenter Infrastruktur (HCI) aus einem einzigen Produkt heraus virtualisiert abbilden.

Flexibel nutzbare Plattform

DataCore setzt für die Installation seiner aktuellen SANsymphony-Version 10.0 mit PSP12 Windows Server 2019, 2016 oder 2012 R2 voraus. DataCore zeigt sich sehr flexibel bei der Anbindung von Speicherhardware: interne Datenträger wie NVMe-Flash sowie über SAS und SATA angebundene SSDs, Festplatten und RAID-Systeme sind ebenso möglich wie die Anbindung bestehender Altsysteme über FC und iSCSI, deren Speicherplatz von DataCore genutzt wird und sich durch Mechanismen wie Caching beschleunigen lässt. Außerdem besteht die Möglichkeit, Cloud-basierten Speicher zur Auslagerung von selten benötigten Daten als Storage-Tiering und auch virtuelle Platten (Hyperkonvergenz) einzusetzen.

Damit eröffnen sich dem Administrator sehr flexible Optionen, Speicher schnell und kostengünstig anzubinden und für die Applikationsserver durch die DataCore-Softwareschicht "veredelt" bereitzustellen. Diese Veredelung umfasst je nach gewählter Lizenz Dienste wie Caching, Spiegelung, Deduplikation und Komprimierung, Überwachungs- und Automatisierungsfunktionen sowie flexiblen administrativen Zugriff über GUI, Kom- mandozeile und eine aktuelle REST-API.

DataCores Konsumenten von SANsymphony sind Hypervisoren, physische Server sowie Container, die auf den Speicher über iSCSI sowie Fibre Channel zugreifen können, im Fall von Containern nur über iSCSI. Dadurch, dass SANsymphony unter Windows läuft, lassen sich über native Windows-Dienste natürlich auch klassische Dateidienste mit SMB und NFS aus einer einzigen Hardware heraus erbringen.

Umfangreiche Herstellerunterstützung bei der Planung

DataCore vertreibt SANsymphony ausschließlich über qualifizierte Fachhändler, deren Techniker das Training und die anschließende Zertifizierung zum DCIE (DataCore Certified Implementation Engineer) durchlaufen haben müssen. Vor der Durchführung einer von DataCore unterstützten Implementierung stellt der Herstellersupport standardisierte Planungs- und Dokumentationsvorlagen

bereit. In der "SitePlanningChecklist" hinterlegen IT-Verantwortliche alle Kerndaten der geplanten Installation wie verwendete Hardware, Firmware, Treiber, Datenträger, LUNs sowie Architekturdiagramme. Dieses Dokument wird beim Anbieter gespeichert, sodass im Fall einer Störung der Supporttechniker sofort alle Daten im Blick hat. Unterstützung gibt es bei Datacore rund um die Uhr und das unabhängig vom Lizenzmodell.

Vor Durchführung der eigentlichen Installation mussten wir eine Pre-Installation Checklist abarbeiten, in der alle Anforderungen formuliert waren. Nach erfolgreicher Installation (dazu gleich mehr) steht ein ebenfalls standardisierter "FunctionalTestPlan" auf der Agenda, der echte Ausfälle und Failover-Szenarien provoziert und testet. Dies stellt sicher, dass kein Fehler in der Planung oder der Anbindung zu einem späteren Problem führt.

Neben den Prozessen rund um die Installation ist ein passendes Sizing der Hardware kritisch für Performance und Hochverfügbarkeit des Speichersystems. Um die optimale Leistung des Systems sicherzustellen, empfiehlt es sich, die DataCore-Serversysteme mit schnellen CPUs und vor allem großzügig mit Arbeitsspeicher zu bestücken. Der Hersteller unterstützt aktuell die Nutzung von bis zu 8 TByte RAM als Schreib- und Lese-Cache pro DataCore-Knoten. Damit sind Nutzer in der Lage, die Performance kostengünstig nach oben zu treiben, ohne die Nachteile von Flash-Speicher wie Abnutzung in Kauf zu nehmen.

Wie bei allen Write-Caching-Strategien, die den Arbeitsspeicher nutzen, ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung Voraussetzung. Selbstverständlich lässt sich das Caching-Verhalten auf Wunsch auf einen reinen Read-Cache einstellen. Neben der passenden Ausstattung mit CPUs und Arbeitsspeicher müssen in Abhängigkeit von der Installationsvariante und dem gewünschten Storage-Protokoll (iSCSI oder FC) ausreichend Netzwerk- beziehungsweise FibreChannel-Karten verbaut werden (oder beides, wenn ein Mischbetrieb geplant ist). DataCore unterstützt Fibre Channel bis zu 64 Gbit/s und alle von Windows unterstützten Netzwerkkarten mit Geschwindigkeiten von 1 bis zu 100 Gbit/s.

SANsymphony wurde seitens VMware ebenfalls getestet und wird für den Einsatz bis zur aktuellen Version vSphere 7 U2 unterstützt und ist auch für den Aufbau eines Stretched ("Metro") Clusters mit VMware geeignet.

Vier Installationsoptionen

Für die Installation von SANsymphony bieten sich je nach verwendeter Hardware vier Installationsvarianten an: Speichervirtualisierung, Konvergiert (Server als SAN), Hyperkonvergiert und eine Kombination der Modelle (Hybrid). Ursprünglich war die Variante Speichervirtualisierung weit verbreitet, die die bereits beim Kunden vorhandenen Speichersysteme an die DataCore-Server anbindet und sie so den Zielsystemen wie VMware ESXi mit vielerlei Optimierungen (Thin Provisioning, Caching, Speichertiering) präsentiert. Der Zugriff auf die Speicherkapazität erfolgt dabei indirekt über die DataCore-Server, die das Speichernetzwerk mit Beschleunigung optimieren. So lassen sich auch alte Speichersysteme, die aus der Wartung gelaufen sind, als kostengünstige "Sekundärspeicher" noch ein paar Jahre weiterbetreiben und deren Kapazität sinnvoll nutzen.

Heute dominieren bei neuen Installationen zumeist die Varianten konvergiert und hyperkonvergiert. Bei Ersterer werden die DataCore-Server mit direkt angebundenen Speichergeräten auf Basis von NVMe-Flash und über SAS oder SATA verlinkten HDDs und SSDs ausgestattet. Als Betriebssystem läuft direkt Windows Server auf der Hardware und DataCore als einzige Applikation darauf.

Die hyperkonvergente Alternative spart die Hardware für separate DataCore-Server ein, indem DataCore als erste virtuelle Maschine auf einem Hypervisor installiert wird. Der Hypervisor – für diese Variante unterstützt DataCore VMware vSphere sowie Microsoft HyperV – kontrolliert die Speicherhardware und gibt diese als virtuelle Platten an die DataCore-VMs durch, die diese wiederum an die Hypervisoren zurückpräsentieren. Die Installation der hyperkonvergenten Variante zeigte sich im Test durch Installationsassistenten ("DIM-V" für vSphere, "DIM-H" für Hyper-V") als sehr einfach.

Nach 15 Minuten einsatzbereit

In unserem Testlabor läuft DataCore schon länger und sehr zuverlässig als produktives Speichersystem auf physischer Hardware des Herstellers Supermicro – für diesen Test haben wir allerdings eine frische Installation in virtuellen Maschinen durchgeführt. Dazu stellten wir unter vSphere 7U2 zwei VMs mit Windows 2019 bereit und statteten diese mit je acht vCPUs und je 128 GByte RAM aus. Als physischer Server fungierte eine Fujitsu-Maschine mit 60 Cores und 1,5 TByte RAM. Der Zugriff auf SANsymphony erfolgte aus drei ESXi-7.0U2-Servern, die "nested" auf dem physischen Server installiert waren und eine kleine bis mittlere vSphere-Installation gut widerspiegeln.

Die VMs statteten wir mit fünf vNICs aus (1x Management, 2x Front-End für die Anbindung der Storage Clients, 2x Spiegelung zwischen den DataCore-Servern), gaben den NICs innerhalb von Windows sinngebende Namen (Management, FE1/2, MI1/2 für Verwaltung, Front-End und Mirroring) und trugen passend zu unserer Architektur die IP-Adressen ein. Vor der eigentlichen Installation der DataCore-Software verwendeten wir das vom Hersteller unter "FAQ 1626" auf seiner Webseite bereitgestellte PowerShell-Skript, das die Netzwerkkarten, die wir für Front-End und Spiegelung nutzten, mit den optimalen Einstellungen versorgte.

Nachdem das Skript seine Arbeit getan hatte, starteten wir den Installationsassistenten. Für die von uns ausgewählte Variante mit zwei gespiegelten DataCore-Servern für eine hochverfügbare Umgebung bietet der Deployment Wizard eine geführte Installation an, die nur auf einem der Server aktiv durchgeführt werden muss, der zweite Server wird vom Assistenten dann automatisch mit konfiguriert. Während der problemlosen Installation starteten beide Server durch. Den Installationsassistenten bedienten wir ausschließlich vom ersten Server aus, nach dem Neustart stieg der Assistent wieder an der richtigen Stelle ein und nach rund 15 Minuten war alles einsatzbereit.

Konfiguration mit 319 spezifischen Cmdlets

Der Anbieter stellt zwei Clients zur Verfügung, eine native Windows-Applikation ("DataCore Management Console") und einen HTML5-basierten Webclient ("DataCore Web Console"), der den Administrator mit optisch ansprechenden Dashboards begrüßt, dessen Funktionalität sich aber noch im Aufbau befindet. Im Folgenden arbeiteten wir daher mit der traditionellen Windows-GUI. Diese vereint sämtliche Funktionen unter einem Dach.

Lobenswert ist, dass für eine durchgehende Automatisierung und in größeren Umgebungen mit höherem Administrationsbedarf mit der Installation bereits eine PowerShell-Integration erfolgt. Diese bietet aktuell 319 DataCore-spezifische Cmdlets, die sämtliche administrativen Aktivitäten abdecken. Zusätzlich steht auch eine REST-API für komplexere Automatisierungs-Workflows zur Verfügung.

Bevor wir die virtuellen Disks (LUNs) in der Oberfläche anlegten, konfigurierten wir unsere drei ESXi-Server anhand der Herstellerempfehlungen. Dies beinhaltet das Ausschalten von "DelayedAck" in den Advanced Options des iSCSI-Initiators auf ESXi-Seite, um die Performance im Zusammenspiel von ESXi und DataCore zu optimieren. Nach der Konfiguration der vmkernel-Ports in den jeweiligen VLANs und dem Eintragen der vier Front-End-IP-Adressen der beiden DataCore-Server lösten wir einen Rescan der iSCSI-Adapter auf den drei ESXi-Servern aus.

Danach konnten wir die ESXi-Server sowie gegebenenfalls weitere Systeme als Hosts registrieren. Neben VMwares Hypervisor ESXi und Windows Server gibt es hier auch Unterstützung für kommerzielle Linux- und UNIX-Varianten sowie Citrix XenServer. Die Auswahl des Betriebssystems garantiert dann die optimierte Bereitstellung von LUNs an den jeweiligen Client (Initiator). Unter dem Menüpunkt "Preferred Server" ließ sich noch der DataCore-Server zuordnen, der dem Host am nächsten steht.

LUNs und Deduplikation schnell eingerichtet

Danach richteten wir noch das Feature "Capacity Optimization" über den Assistenten "Enable Capacity Optimization" ein, der sich auf der Hauptseite des DataCore-Server-Objekts in der GUI findet. Hierzu galt es, eine oder mehrere Platten auszuwählen, die anschließend mit einem ZFS-Dateisystem versorgt wurden. Über dieses ist die Inline-Deduplikation sowie ein Diskpool realisiert, auf dem die Capacity Optimization danach als optionales Feature für dessen LUNs zur Verfügung steht.

Bekanntermaßen geht Inline-Deduplikation mit gewissem CPU- und RAM-Bedarf einher – SANsymphony passt beim Einschalten des Features die Verteilung des verfügbaren RAMs auf Deduplikation und Cache automatisch an. Hierzu mussten wir den DataCore-Serverdienst kurz stoppen und erneut starten, was in einer bereits produktiv genutzten Umgebung einen transparenten Failover auf den jeweils noch aktiven Knoten auslösen würde. Wurden beide Knoten nacheinander durchgestartet, sind auch alle Storage-Pfade wiederhergestellt und aktiv.

Danach konfigurierten wir die LUNs, die unsere gespiegelten DataCore-Server bereitstellen sollten. Den Speicherplatz holen diese sich entweder direkt aus angebundenen Storage-Geräten oder über etwaige zusätzliche iSCSI- oder Fibre-Channel-Sekundärspeichersysteme, deren Kapazität von DataCore genutzt werden soll. Für eine bessere Performance kann der Administrator die jeweiligen Speichergeräte in Tiers einsortieren, SANsymphony kann hierzu bis zu 15 Tiers pro Diskpool unterscheiden und kennt zusätzlich noch Storage-Profile. Blöcke, die oft angefragt werden ("heiße Blöcke"), kopiert DataCore dann automatisch in die höheren Tiers um, kalte Blöcke wandern entsprechend in langsamere.

Beim Anlegen der LUN (Virtual Disks) fiel uns die intuitive Verwaltbarkeit des Systems positiv auf: Sämtliche Optionen sind klar strukturiert angeordnet und alle wünschenswerten Funktionen vorhanden. Seit einiger Zeit unterstützt DataCore auch die Verschlüsselung der LUNs (Data at Rest Encryption), die sich auch mit einem Key Management Server (KMS) über das Key Management Interoperability Protocol (KMIP) kombinieren lässt. Nachdem wir die zu erstellenden LUNs definiert hatten, folgte im nächsten Schritt des Assistenten die Definition der Speicherquelle, die die Kapazität der LUNs bereitstellt. Nützlich hier: Über die Auswahl einer "Pass-through disk" lässt sich eine transparente Datenmigration von einem bestehenden System auf ein anderes über die Spiegelungsfunktionen von SANsymphony realisieren.

Nun wiesen wir die LUNs unseren ESXi-Servern bequem über den Menüpunkt "Serve to Hosts" zu und lösten im Anschluss einen Rescan des iSCSI-Software-HBAs auf den ESXi-Servern aus. Nachdem die LUNs für die ESXi-Server sichtbar waren, wurden diese mit VMFS6 formatiert. Im Anschluss führten wir Tests von VMware-Seite aus durch und zogen per PowerShell-Skript automatisiert einige VMs hoch und klonten VMs, um die Inline-Deduplikation zu testen.

Lizenzabhängige Funktionen

Neben den im Test betrachteten Funktionen weist DataCore noch einige Features auf, deren Verfügbarkeit abhängig von der eingesetzten Lizenz ist (Enterprise, Standard und Business Essentials). Alle Editionen weisen Unterstützung für iSCSI auf, Fibre Channel ist in der höchsten (Enterprise) und der günstigsten (Business), nicht aber in Standard enthalten.

Das "Parallel I/O"-Feature erlaubt die Nutzung von unterschiedlich vielen CPU-Kernen des DataCore-Servers abhängig von der Lizenz, um die von den auf DataCore zugreifenden Servern angeforderten Blöcke möglichst schnell auszuliefern. Deduplikation ist in der Standard-Version als herkömmliche Deduplikation (Post-Processing) beinhaltet, die Inline-Deduplikation benötigt die Enterprise-Lizenz, ebenso die Verschlüsselung von Datenträgern.

Die Lizenzierung basiert auf der Kapazität. Entscheiden sich IT-Verantwortliche nach dem Kauf zu einer Nachlizenzierung aufgrund von gestiegenem Speicherbedarf, rutschen sie automatisch in bessere Preisstufen abhängig von der lizenzierten Gesamtkapazität.

Fazit

In Sachen Funktionalität und Performance lässt DataCore keine Wünsche offen. Jede Lizenzstufe beinhaltet umfassenden Support des Herstellers rund um die Uhr, synchrone Spiegelung, Snapshots, Auto Tiering, ausgefeilte Monitoringfunktionen und Automatisierbarkeit. Bei einigen wenigen Enterprise-Features macht die gewählte Lizenz einen Unterschied: So erfordert die Continuous Data Protection und Deduplikation in der herkömmlichen Variante (Post-Processing) die Standard-Lizenz, eine Inline-Deduplikation sowie die Verschlüsselungsfunktionalität die Enterprise-Lizenz.

Ein großer Vorteil für die Kunden ist die maximale Flexibilität, die DataCore bietet: Das gewünschte Speichersystem lässt sich mit der nötigen Performance auf Basis von Commodity-Hardware zusammenstellen. Insgesamt ergeben sich über die flexiblen Deployment-Modelle hier große Freiheitsgrade, so ist beispielsweise bei der hyperkonvergierten Installation auch eine Nutzung von Fibre Channel möglich, was in dieser Form kein anderer Hersteller bietet. Die hohe Flexibilität geht jedoch mit einer gewissen Komplexität einher: Von zentraler Bedeutung ist daher die Betreuung durch einen qualifizierten Partner, der die Planung und Inbetriebnahme und regelmäßige Wartung des Systems zuverlässig durchführt.

Produkt	Software-defined-Storage-Plattform.
Hersteller	DataCore https://www.datacore.com/de/
Preis	In den drei Lizenzstufen (Business Essentials, Standard, Enterprise) ist der Preis abhängig von der lizenzierten Speicherkapazität, die mit höheren Kapazitätsstufen günstiger wird (das gilt auch für die Nachlizenzierung nach bereits getätigtem Kauf). Der Einstieg ist ab einem Listenpreis von 2000 Euro pro Jahr für die Business Essentials Version mit 10 TByte Kapazität möglich. Bei längeren Laufzeiten gewährt der Hersteller Rabatte.
Systemanforderungen	Der DataCore-Server benötigt mindestens zwei Ein-Kern-CPUs oder eine Dual-Kern-CPU mit 2.0 GHz als x64-Prozessor (Itanium nicht unterstützt), 8 GByte RAM, 20 GByte Festplattenplatz, ein Netzwerk-Interface mit 1 GBit/s (Ethernet) sowie als Storage-Interfaces zwei Ethernet-Netzwerkkarten (iSCSI) oder zwei Fibre-Channel-HBAs
Technische Daten	https://www.it-administrator.de/downloads/datenblaetter

DataCore SANsymphony 10.0 PSP12

Der Alles-Speicher

Flexibel nutzbare Plattform

Flexibel nutzbare Plattform

Umfangreiche Herstellerunterstützung bei der Planung

Vier Installationsoptionen

Nach 15 Minuten einsatzbereit

Konfiguration mit 319 spezifischen Cmdlets

LUNs und Deduplikation schnell eingerichtet

Lizenzabhängige Funktionen

Fazit