AlsStorage-Area-Network (SAN) bzw.Speichernetzwerk bezeichnet man im Bereich derDatenverarbeitung ein Netzwerk zur Anbindung von Festplattensubsystemen (Disk-Array) undTape-Libraries anServer-Systeme. Storage Area Networks sind für serielle, kontinuierliche Hochgeschwindigkeitsübertragungen großer Datenmengen konzipiert worden. Sie basieren heute für hochverfügbare,hochperformante Installationen auf der Implementierung desFibre-Channel-Standards, beiKMU aus Kostenüberlegungen auch aufIP.
Ein SAN ist eine Erweiterung vonDirect Attached Storage (DAS), wobei Disk-Speicherkapazität über ein Netzwerk einem Server zugeordnet wird, aber auch innerhalb betrieblicher Grenzen/Anforderungen dynamisch, also jederzeit, anderweitig einem Server zugeordnet werden kann. Letztere Funktionalität ist vorwiegend in SAN-kompatiblen Disk-Arrays implementiert. Während DAS eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen einemServer und einem direkt angeschlossenen Daten-Speicher bildet, ermöglicht es ein SAN, mehrere Server an mehrereSpeicher-Systeme über ein Netzwerk anzubinden, auch über große Distanzen hinweg.
In einem SAN erfolgen Datenzugriffe wie bei DASblockbasierend, die Zugriffe auf das Speichergerät und ein eventuell auf diesem befindlichesDateisystem werden also durch den zugreifenden Rechner verwaltet. BeiNAS dagegen erfolgen Zugriffe überSMB/CIFS oderNFS auf ganze Dateien (beispielsweise: „Datei /home/user/readme.txt“) oder Ausschnitte aus Dateien an einem entfernten Speicherort; das dazugehörige Dateisystem wird in diesem Fall vor allem im Server verwaltet. In SANs wird meist einSCSI-Kommunikationsprotokoll verwendet, das aufFibre Channel oderiSCSI als Transport-Protokoll aufsetzt. Seltener und praktisch nur imSOHO-Bereich vertreten, sind Implementierungen auf Basis vonATA over Ethernet (AoE). Daneben gibt es erste SAN-Lösungen auf Basis anderer Kommunikationsmodelle wie RSIO[1] oderInfiniBand[2] sowie im Rahmen einer Konvergenz von IP und Storage-Networking.
Strukturell ist ein SAN analog aufgebaut wie einLocal Area Network (LAN): So gibt esHubs,Switches und Router.
Das SAN wurde entwickelt, um dem Verwaltungsproblem dedizierter Festplatten in Server-Systemen bzw.Network-Attached-Storage-Systemen (NAS) entgegenzuwirken, da bei diesen Systemen eine effiziente und flexible Nutzung der Speicherkapazität nur eingeschränkt möglich ist.
Ein weiteres Problem der NAS-Systeme ist, dass diese zusätzlich das vorhandene LAN mit den Zugriffen auf die Daten belasten. Weiterhin ist dasEthernet, über das die NAS-Systeme mit den Servern bzw. denClients verbunden sind, mit seinen geringen Rahmengrößen und seinem dabei relativ großen Protokoll-Overhead nicht für den schnellen Zugriff auf Massenspeicher ausgelegt.
SANs werden heute meistens über Glasfaserkabel gebildet; das dabei eingesetzte System wird alsFibre Channel bezeichnet. Ein einfaches SAN besteht aus einem Fibre-Channel-Switch, einem oder mehrerenFestplattensubsystemen und den Servern, die über sogenannteHost-Bus-Adapter, kurz HBA, mit dem Fibre-Channel-Switch verbunden werden.
Sie arbeiten heute mit Übertragungsraten von bis zu 64 Gbit/s.[3] Da sie ein spezielles, an die Anforderung der Massenspeichernutzung angepasstes, Protokoll verwenden, sind Übertragungsraten von theoretisch 8 GB/s möglich. Hinzu kommt das Konzept desMulti-Pathing, das im SAN konsequent verfolgt wird.
Dieses Beispiel-SAN besteht aus zwei Switches, die jeweils eine eigeneFabric bilden. Die Server sind mit jeweils einemHost-Bus-Adapter an jede Fabric angebunden, ebenso das Disk-Array.
Ein weiterer großer Vorteil von SANs ist ihre Desaster-Toleranz. Hierunter fallen Festplattensubsysteme, die intern über Komponenten mit integrierterRAID-Funktionalität verfügen und die verschiedenen RAID-Level (meist Raid-1, 10, 5, 50, 6 oder 60) selbsttätig und serverunabhängig beherrschen. Weiter können alle wichtigen Systeme mehrfach (redundant) ausgelegt werden. In einem typischen kleinen Storage Area Network ist es denkbar, dass sich an zwei möglichst weit auseinanderliegenden Orten auf dem Betriebsgelände jeweils ein baugleiches Plattensubsystem befindet, wobei jedes dieser Plattensubsysteme mit einem von zwei auch wieder getrennt installierten Switches verbunden ist. Die Server, wenn es sich nicht auch um verteilte Systeme handelt, verfügen zumindest über zweiHost-Bus-Adapter. Von den beiden Host-Bus-Adaptern eines Rechners ist jeder mit einem der beiden Switches verbunden. Die Daten beider Plattensubsysteme werden, je nach Installation, entweder durch die Server oder selbsttätig, durch eine direkt in höherwertige Plattensubsysteme integrierte Funktionalität, gespiegelt (RAID 1).
Im oberen Beispiel wäre nun ein Ausfall einzelner Leitungen, eines Switches oder sogar eines Plattensubsystems ohne Beeinträchtigung der Gesamtsystemleistung denkbar.
In größerenhochverfügbaren Systemen werden auch die Server-Systeme redundant vorgehalten. Weiter ist es zum Schutz gegen einen Komplettausfall etwa durchElementarschäden oder Schäden durch Fremdeinwirkung sinnvoll, die redundanten Komponenten an einem anderen, weiter entfernten Standort unterzubringen. Zum permanenten Abgleich der Daten auf den Plattensubsystemen werden dannStandleitungen meist im Bereich von 1 Gbit/s bis 9 Gbit/s verwendet. Grundlage für eine SAN-Vernetzung imWAN-Bereich bilden in der Regel Glasfasernetze, die auch diegalvanische Trennung garantieren. Die Glasfasern werden oftmals, um eine bessere Faserausnutzung zu erlangen, mitWavelength-Division-Multiplex-Systemen (WDM) beschaltet. Durch entsprechende Protokolle wie Fibre Channel oder Gigabit Ethernet können Daten sicher auch über sehr weite Entfernungen transportiert werden. Zu beachten ist hier jedoch dieLatenz, die bei Übertragungen über größere Distanzen eine große Rolle spielt.
Auch heute noch, nachdem sich das SAN in vielen Bereichen etabliert hat, ist eine vollständige Kompatibilität zwischen den Komponenten aller Hersteller nicht unbedingt garantiert. Beim Einsatz neuer Komponenten müssen diese daher kosten- und zeitaufwendig auf die Verträglichkeit mit den bestehenden Komponenten geprüft werden. Viele Anwender haben sich daher in der Vergangenheit in ihren Storage-Area-Networks auf die Komponenten eines einzelnen Herstellers festgelegt, um diese Komplikationen zu umgehen. DieStorage Networking Industry Association (SNIA) ist eine Initiative verschiedener Hersteller, die solchen Problemen durch einheitliche Standards entgegenwirken will. Verschiedene Hersteller garantieren inzwischen aber die geforderten Funktionalitäten auch in einer von ihnen ausgiebig geprüften Multi-Vendor-Konfiguration.
Technologisch gesehen ist ein SAN eine Weiterentwicklung der vonIBM eingeführtenESCON-Technologie, resp. der darauf basierendenFICON-Technologie.