Ein Storage Area Network (SAN) ist ein hochleistungsfähiges Speichernetzwerk, das speziell für die Verbindung von Servern und Speichergeräten in einer zentralen Infrastruktur entwickelt wurde. Es ermöglicht Unternehmen, ihre Daten effizient zu speichern, zu verwalten und darauf zuzugreifen – selbst bei großen Datenmengen, die für die heutigen geschäftskritischen Anwendungen unerlässlich sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Speicherlösungen wie Direct Attached Storage (DAS) oder Network Attached Storage (NAS) bietet ein SAN die Möglichkeit, Speicherressourcen unabhängig von der physischen Hardware flexibel und skalierbar bereitzustellen.

Die Kernidee eines SAN besteht darin, den Datenzugriff von der physikalischen Infrastruktur zu entkoppeln. Durch die Nutzung eines separaten Netzwerks, das parallel zum klassischen Local Area Network (LAN) betrieben wird, wird die Datenübertragung entlastet und gleichzeitig eine zuverlässige, performante und zentralisierte Speicherumgebung geschaffen. Diese Architektur prädestiniert SANs für den Einsatz in Rechenzentren, virtualisierten Umgebungen und überall dort, wo große Datenmengen effizient verarbeitet und bereitgestellt werden müssen.

Wie funktioniert ein SAN?

Die Funktionsweise eines SAN basiert auf einer dedizierten Infrastruktur, die speziell für die Übertragung von Blockdaten optimiert ist. Blockbasierte Speicherung bedeutet, dass der Speicher auf der niedrigsten Ebene adressiert wird, so dass ein Server die Daten wie auf einer lokalen Festplatte wahrnimmt. Es wird eine Kombination aus spezialisierten Protokollen, Netzwerkgeräten und Speichertechnologien verwendet.

Komponenten:

Netzwerkinfrastruktur:

• Das Herzstück eines SAN ist die Fabric, eine spezialisierte Netzwerkschicht, die alle Geräte miteinander verbindet. Diese wird häufig mit Fibre Channel (FC) oder in kostengünstigeren Szenarien mit Fibre Channel over Ethernet (FCoE) realisiert. Auch iSCSI (Internet Small Computer System Interface) ist eine verbreitete Alternative, die auf bestehenden IP-Netzwerken aufbaut.
• Switches und Router dienen der Optimierung der Verbindungen und der redundanten Absicherung der Datenwege.

Speichergeräte:

• SANs nutzen verschiedene Arten von Speichergeräten, darunter herkömmliche Festplatten (HDDs), hochleistungsfähige SSDs und Disk-Arrays, die mehrere physische Speichermedien zu einer logischen Einheit kombinieren. Häufig werden auch Hybridlösungen aus HDDs und SSDs eingesetzt.
• Moderne SANs unterstützen auch Flash-Speicher, um extrem niedrige Latenzzeiten und hohe Schreib-/Lesegeschwindigkeiten zu gewährleisten.

Protokolle:

• Das Fibre Channel Protocol (FCP) ist der Standard in SAN-Umgebungen und ermöglicht die schnelle und zuverlässige Übertragung von Blockdaten.
• iSCSI bietet eine kostengünstige Alternative für Unternehmen, die auf eine bestehende Ethernet-Infrastruktur setzen.
• In Hochleistungsumgebungen wird zunehmend FC-NVMe eingesetzt, das speziell für den Einsatz mit Non-Volatile Memory Express (NVMe) entwickelt wurde.

Logische Strukturen:

• Logical Unit Numbers (LUNs) ermöglichen die Aufteilung des Speichers in logische Einheiten und deren flexible Zuordnung zu Servern.
• Durch die Trennung von physischem und logischem Speicher können Unternehmen ihre Speicherressourcen optimal verwalten und skalieren.

Wer profitiert von einem SAN?

SANs wurden speziell für die hohen Anforderungen moderner IT-Umgebungen entwickelt. Sie eignen sich besonders für Unternehmen und Organisationen, die täglich mit großen Datenmengen arbeiten und hohe Anforderungen an Zuverlässigkeit, Performance und Skalierbarkeit stellen.

Typische Einsatzbereiche

Große Unternehmen und Rechenzentren:

• SANs ermöglichen die zentrale Verwaltung großer Speicherkapazitäten. Unternehmen können Speicherlösungen effizient bereitstellen und dabei sicherstellen, dass geschäftskritische Anwendungen jederzeit auf die benötigten Daten zugreifen können.
• Durch Redundanz in der Architektur wird eine hohe Verfügbarkeit gewährleistet – ein essenzieller Faktor für geschäftskritische Anwendungen wie Datenbanken, Finanzsoftware oder Enterprise-Resource-Planning-Systeme (ERP).

Virtualisierte Umgebungen:

• In virtualisierten Umgebungen, in denen mehrere virtuelle Maschinen (VMs) auf denselben physischen Ressourcen betrieben werden, bietet ein SAN die notwendige Flexibilität, um Speicherressourcen dynamisch zuzuweisen.

Backup und Disaster Recovery:

• SANs eignen sich ideal für Datensicherungsstrategien. Sie bieten die Möglichkeit, redundante Speichernetzwerke einzurichten und so Datenverluste zu vermeiden.

Hohe Anforderungen an Leistung und Skalierbarkeit:

• SANs bieten durch den Einsatz von Flash-Speicher und optimierten Protokollen wie FCP und FC-NVMe eine erstklassige Leistung bei gleichzeitig niedrigen Latenzen. Diese Eigenschaften sind besonders wichtig für datenintensive Anwendungen wie Videoverarbeitung, KI-Analysen oder Big-Data-Plattformen.

Vorteile eines SAN

1. Zentrale Verwaltung:

• SANs ermöglichen die zentrale Verwaltung von Speicherplatz. Unternehmen können Speicherplatz dynamisch zuweisen und die Datenverwaltung optimieren, ohne physische Änderungen an der Infrastruktur vornehmen zu müssen.

2. Flexibilität und Skalierbarkeit:

• Dank der logischen Einheiten und der Unabhängigkeit von physischen Speichergeräten lassen sich SANs problemlos erweitern, um steigende Anforderungen zu erfüllen.

3. Leistung und Zuverlässigkeit:

• Die speziell für den Datenaustausch entwickelten Fibre-Channel-Netzwerke bieten einen extrem hohen Datendurchsatz bei minimaler Verzögerung, was für geschäftskritische Anwendungen unerlässlich ist.

4. Redundanz:

• Redundante Verbindungen und RAID-Systeme stellen sicher, dass die Daten auch bei Hardwareausfällen verfügbar bleiben

5. Effiziente Nutzung von Speicherressourcen:

• SANs ermöglichen die gemeinsame Nutzung von Speicherressourcen durch mehrere Server, wodurch Auslastung und Effizienz erheblich verbessert werden.