Virtuelle Archivsysteme

• steigern die Kapazität und Durchsatz von physikalischen Band-Libraries,
• ermöglichen die Konsolidierung und Modernisierung der Archivierungs-Peripherie,
• bieten Einsparungen bei der Administration und
• bieten die Basis für katastrophensichere Installationen.

Warum Virtuelle Archivsysteme

Das Datenaufkommen in IT-Systemen ist weiterhin stark im Wachsen. Das Wachstum resultiert nicht nur aus dem immer weitergehenden Einsatz neuer Technologien, sondern auch auf Grund steigenden Sicherheitsanforderungen, die sowohl geschäftlich als auch gesetzlich begründet sind. Die Technologie der Medien und Geräte hält mit den steigenden Anforderung mit, allerdings entstehen Probleme, wie die immer neuere Technologie an bestehende Hardware und Software angebunden werden kann.

Virtuelle Archivsysteme helfen diese Probleme zu lösen und versprechen hohe Einsparungen an Kosten, auch dadurch, dass Hardware und Mechanik durch Software ersetzt werden. Sie bieten für den Betrieb zusätzliche Flexibilität, administrative Erleichterungen und Funktionalität.

Zwei Ansätze der Virtualisierung: Verbindungen und Volumes

Virtualisierung der Peripherie wurden 1995 bis 1997 in der Form Virtueller Archivsysteme zu erst für Mainframes eingeführt. Hier werden virtuelle Volumes mit beschränkter Kapazität und eine hohe Zahl virtueller Laufwerke angeboten. Die Erweiterung der Produkte für offene Systeme wird inzwischen ergänzt durch andere Virtualisierungsansätze, die im Umfeld offener Systeme beschränken. Es wird dort nur ein Pool von allen Hosts gemeinsam benutzten Geräten über die Virtualisierungssoftware verwaltet und zugeteilt. In Einzelfällen werden auch zusätzlich Geräte verschiedenen Typs emuliert, so dass der Host einen ihm vertrauten Gerätetyp ansprechen kann, die Speicherung aber tatsächlich auf einem anderen stattfindet.

Eine VAS für Mainframes bringt schon für einen einzigen Host eine um Faktoren höhere Leistung als ein physikalisches ATL. Die Virtualisierung von Verbindungen, wie für offene Systeme angeboten, bringt Ersparnisse nur in einem Umfeld von vielen Hosts. Aber auch für offene Systeme bringen Virtuelle Volumes, wie bei Mainframes erprobt, über die Verbindungsvirtualisierung weit hinaus gehenden Nutzen. Dies trifft natürlich verstärkt zu, wenn offene Systeme und Mainframes gemeinsam bedient werden müssen.

Anbieter von Virtuellen Archivsysteme

Die Anzahl der Anbieter ist klein. Die konzeptuellen Ansätze und die Architekturen variieren aber deutlich. Eine Übersicht über die angebotenen Systeme kann diese an Hand der Art der Virtualisierung grob klassifizieren:

Virtuelle Volumes und Laufwerke

• Virtualisierung durch Host-Software für Emulation und Verwaltung: Scimitar/VTSE von Sutmyn, Vtape von CA
• Virtualisierung für Laufwerksadressierung und Verwaltung durch Host-Software und für Emulation durch intelligente Speichersysteme: VSM von StorageTek
• Virtualisierung durch ATL-Erweiterung: VTS von IBM
• Virtualisierung durch unabhängige Systeme: HBS von Neartek, EVTS I-69xx von Intercom, CentricStor von Fujitsu Siemens Computers

Virtualisierung der Verbindungen

• Laufwerks-Pooling (mit und ohne Geräte-Typ-Emulation): Hier sollen nur einige Produkte genannt werden, da sich das Angebot der Hersteller täglich erweitert: SN6000 von StorageTek, LMS von Neartek, SRS von FSC, QSE von Legato etc.

Die Vorteile der Virtualisierung

1. Virtualisierung von Verbindungen (über sog. "virtuellen LANs" etc.)

Über die kontrolliert gemeinsame Nutzung aller Geräte, sog. "Pool Sharing", stehen alle Geräte prinzipiell jedem Host zur Verfügung. Es kann sogar von einem Host zu Geräten eine Verbindung bestehen, wenn zwischenzeitlich kein Gerät frei ist, aber die benötigten Medien bei Bedarf zur Verfügung gestellt werden. Die Vorteile sind:

• Es wird eine geringere Zahl physikalischer Laufwerke benötigt, wenn

(a)Z.B. Archivierungsfenster für verschiedene Hosts zeitversetzt organisiert werden,

(b)Angenommen wird, dass Recovery nur für wenige Systemen gleichzeitig erfolgen muss.

• Eine höhere Anzahl parallel bestehender Verbindungen zu Laufwerken stehen den Hosts in Summe zur Verfügung, auch wenn parallel nur so viele Laufwerke betrieben werden können, wie physikalisch vorhanden sind.
• Eine zentrale Verwaltung der Laufwerke, ggf. auch der Volumes, kann Host-übergreifend und Host-unabhängig erfolgen und bietet höhere Sicherheit und Ausfallsicherheit als eine dezentrale Verwaltung.
• Die vom Host angesprochenen Geräte werden bei Bedarf über"Emulation" auf andere Geräte abgebildet, wodurch sich die Vorteile bieten:

(a)Flexibilität bei der Geräte-Park-Konsolidierung und

(b)Technologie-Unabhängigkeit in der Zukunft.

2. Volume-Virtualisierung (wie bei Mainframes)

Virtuelle Volumes werden auf RAID-Plattensystemen vollständig zwischengespeichert. Der Transfer zum Host und zu den Laufwerken erfolgt zeitlich entkoppelt. Die Ablage auf den Plattensystemen ermöglicht die Realisierung "virtueller Laufwerke" mit folgenden Vorteilen:

• Erhöhte Zahl von Hosts parallel betreibbaren virtuellen Laufwerken und eine entsprechend zusätzlich erhöhte Zahl paralleler Verbindungen
• Schneller Scratch-Mount, da nicht mehr auf einem physikalischen Mountvorgang gewartet werden muss.
• Weiter reduzierte Zahl benötigter physikalischer Laufwerke, da die Transferleistungen der Geräte besser ausgenutzt werden, bzw. eine Reduzierung der Server, die Datenströme bündeln (multiplexen), um die Transferleistungen der Laufwerke besser zu nutzen.
• Host-/Server-freie Reorganisation und Refresh der Kassetten, (eine wesentliche Entlastung der Hosts, da ein großer Anteil der Medien-Zugriffe diesen organisatorischen Zwecken dient).

Bei Mainframes kommen nur noch weitere Vorteile hinzu:

• Die Nutzung der Speicherkapazität der Kassetten steigt um Faktoren, da die Archivierungssoftware der Mainframesysteme die hohen Kapazitäten nicht nutzt.
• Moderne Laufwerke und ATLs werden von Mainframes nur begrenzt unterstützt, so dass relative teure und leistungsschwache Peripherie genutzt werden muss.
• Die Transferraten neuer Laufwerke werden von Mainframeanwendungen in der Regel um Faktoren nicht ausgenutzt.

Bei offenen Systemen bestehen diese Vorteile nicht in diesem Ausmaß, da die Anwendungen für Backup und Archivierung dort sich auf hohe Medienkapazitäten und hohe Transferleistungen eingestellt haben. Allerdings sind die ursprünglichen Konzepte auch für eher kleinere Kapazitäten und geringere Transferraten ausgelegt. Mehr (Virtuelle) Volumes geringerer Größe beim Server, die als Nebeneffekt geringere Positionierzeiten und eine Entlastung der Serververwaltung bedeuten, können nützlich sein. Der entscheidende Vorteil entsteht hier aber dadurch, dass auf den Betriebsmodus "Multiplex" beim Schreiben verzichtet werden kann, ohne das Schreiben zu behindern:

• Recovery-Zeiten verkürzen sich um Faktoren (und damit auch die Anzahl der präventiv vorzuhaltenden Laufwerke), wenn beim Schreiben getrennte Virtuelle Volumes erzeugt worden sind, die mit maximaler Transferrate gelesen werden.

Kriterien zur Bewertung von Produkten

Nicht alle Produkte bieten alle Vorteile in gleichem Maße. Schon die Art der Virtualisierung schränkt die funktionellen Möglichkeiten eines Virtuellen Archivs ein und gibt einen ersten Anhaltspunkt für Stärken und Schwächen. Eine Detailbetrachtung liefert überraschende Pros und Contras für die einzelnen Produkte. Die Auswahl sollte nach Ihren spezifischen Bedürfnissen erfolgen und zumindest folgende Einzelfragen umfassen:

• Erfüllt das Leistungsspektrum die aktuellen und zukünftigen Anforderungen (statisches Datenvolumen, Transferleistungen, Cache-Beschleunigung, z.B. auf Grund interner Datenkomprimierung, siehe Anmerkung unten)
• Deckt das Produkt die funktionellen Anforderungen ab, z.B. Steuerungsmöglichkeiten durch Host und durch Administration
• Gibt es eine passende Konfigurationsvariante
• Erfüllt das Service-Konzept die Anforderung der Gesamtinstallation
• Muss und kann eine Entlastung der Hosts erfolgen
• Sind die Einschränkungen bzgl. unterstützter Hardware (proprietäre Bindungen, mangelnde Funktionalität) auch langfristig vertretbar
• Sind die Einschränkungen bzgl. unterstützter Software (-Funktionen) (proprietäre Bindungen, mangelnde Funktionalität) auch langfristig vertretbar
• Passen die räumlichen Möglichkeiten der Aufstellung und bieten sie Spielraum für zukünftige Änderungen
• Genügt die gebotene Ausfallsicherheit und kann diesbzüglich ggf. nachgerüstet werden (nach Maß: entfernte ATLs, Dual Copy, Doppelung einzelner Wege und Komponenten; Vollständig: Schattensysteme mit konsistenter Spiegelung)
• Sind ausreichende Spezifikationen und Dokumentation verfügbar
• Bietet der Marktanteil des Herstellers genügend zukunftssicherheit

Anmerkung: Spezielle Vorsicht ist bei Anbietern geboten, die in ihren Berechnungen von einer Füllung von 100% der Kassetten ausgehen, oder Performance-Aussagen als Summe der brutto Rohleistungen der einsetzten Komponenten angeben.

• Die langfristige Füllung der Kassetten hängt von vielen Faktoren ab. Einfache Modellierungen zeigen, dass auch bei optimalen Strategien oft nur eine Füllung von 50% als sinnvolle Zielvorgabe anzusehen ist.
• Gemessene oder detailliert modellierte Leistungsaussagen sollten vorliegen, die sowohl nach Lesen und Schreiben als auch nach Peak und Sustained unterscheiden.

Anbieter, die diese Zusammenhänge nicht verstehen, werden Ihnen beim Einsatz Ihrer Systeme kaum Hilfestellung leisten können.