Direct Attached Storage - DAS über SAS oder FC

Mit einem Direct Attached Storage kann ein Server um zusätzlichen Festplattenplatz kostengünstig erweitert werden. Die Übersetzung des Begriffes Direct Attached Storage beschreibt die Besonderheit am besten, "direkt angeschlossener Plattenplatz". Es besteht eine feste und direkte Verbindung zwischen Server und Storage-System. Diese Verbindung besteht traditionell heute als SAS (externe SAS Verbindung), kann aber auch als Fibre Channel oder iSCSI bestehen. Dies zeigt auch, dass Fibre Channel oder iSCSI nicht automatisch SAN (Storage Area Network) bedeutet, es ist nur ein Übertragungsmedium (eigentlich ein Protokoll), wie auch SCSI oder SAS.

Es kann aber auch ein Storage mit zwei oder drei Servern verbunden werden, wenn es auch hier eine direkte Verbindung Verbindung gibt, ist es immer noch ein DAS. Naja fast schon ein SAN ...

Externer Aufbau und Anschluss

Im Server muss ein SAS-, Ethernet- oder FC-Controller vorhanden sein. An diesen wird das Direct Attached Storage direkt über ein Anschlusskabel angeschlossen. Nur dieser Server kann den externen Plattenplatz nutzen. Ein Direct Attached Storage ist die Erweiterung für einen Server (viele DAS Systeme bieten eine

Anschlussmöglichkeit für zwei oder vier Server). SAS als Anschlussmedium ist kostengünstig, jedoch von der Entfernung begrenzt auf wenige Meter (max. 5 oder 10 Meter je nach Hersteller). Mit Fibre Channel sind bis zu mehreren Kilometern möglich, also auch einsetzbar als Spiegelsystem zur Desaster-Vorsorge.

Viele DAS-Systeme besitzen intern einen RAID-Controller. Dieser ermöglicht den Aufbau von RAID-Sets mit verschiedenen RAID Leveln. Diese RAID-Sets werden dann als eine logische Festplatte für den Server dargestellt. Auf diese Weise lassen sich große logische Festplatten auch mit kleinen physikalischen Disks herstellen. Ein weiterer Vorteil von RAID-Controllern ist die Steigerung des I/O-Durchsatzes bei RAID 5 und RAID 10 im Vergleich zu einer einzelnen Festplatte.

Kann denn jetzt iSCSI auch eine Anschluss-Möglichkeit für ein Direct Attached Storage sein? Na ja, wenn das Ethernet-Kabel direkt vom Server an das RAID System gelegt wird, also ohne einen LAN Switch dazwischen, dann ist es auch ein Direct Attached Storage im klassischen Sinne. Wichtig ist hierbei nicht das Übertragungsmedium, sondern der Einsatzzweck. Und der muss zu den individuellen Anforderungen passen.

Interner Aufbau eines Direct Attached Storage

Der interne Aufbau ist für DAS- und SAN-Storage-Systeme sehr ähnlich. Sie bestehen aus einem RAID Controller (Single Controller) oder zwei RAID-Controllern (Dual Controller) und den Festplatten. Bei größeren Systemen sind Controller und Festplatten in unterschiedlichen Gehäusen untergebracht. Festplatten und Controller werden meist über SAS verbunden. Damit können SAS und SATA (bzw. NL-SAS) Festplatten kombiniert werden. Natürlich können auch SSDs mit SAS und/oder SATA Anschluss genutzt werden.
Aus den unterschiedlichen Host-Anschluss Bauarten und der Festplattentechnologie leiten sich die Bezeichnungen der Systeme ab:

Die erste Bezeichnung gibt das Anschlussprotokoll nach außen (zum Host) an, das zweite nach innen zu den Festplatten (Backend). Die kostengünstigsten Systeme sind die SAS to SATA. Der SAS Anschluss ist nahezu in jedem Server vorhanden und die SATA-Festplatten sind im Gegensatz zu SAS oder Fibre Channel Festplatten kostengünstiger. Ein Nachteil dieser Systeme ist die geringere Performance durch die Festplattentechnologie, daher sind sie für große Datenbankanwendungen nicht so geeignet.
Viele Beispiele für SAS- und Fibre Channel-RAID-Systeme (mit SAS/SATA Festplatten und SSDs) finden Sie in den Angeboten der Stor IT Back. Dort finden Sie Systeme für Fileserver, Web- oder Mail-Anwendungen, sowie für performancekritische Datenbanken.

Vorteile der DAS-Systeme - Einsatzbereiche

DAS-Systeme sind zunächst einmal eine kostengünstige Möglichkeit um Server auf zusätzlichen Festplattenplatz aufzurüsten. Der Server bleibt erhalten, es muss nur eventuell eine SAS- oder Fibre Channel-Karte (Hostbus-Adapter, HBA) eingebaut werden. Durch die interne Struktur kann ein DAS-System sehr redundant ausgelegt werden. Es besitzt Hot Swap Netzteile, Lüfter, Festplatten und meist sogar zwei Raid Controller mit Failover (bei SAS-, iSCSI- oder FC-Host). Viele Systeme bieten den Anschluss in der Regel von einem, aber auch bis zu 4 Servern, die dann voneinander unabhängig den Plattenplatz nutzen können.
Ein Sonderfall ist das JBOD. Dies bedeutet, dass in dem externen Gehäuse kein RAID-Controller vorhanden ist, sondern jede Platte einzeln vom Server angesprochen werden kann. Im Server wird dann ein RAID-Controller auf PCI-Express mit externem Anschluss verbaut, der die RAID-Sets erstellt. Dies ist eine besonders kostengünstige Variante, speziell wenn schon ein RAID-Controller für die internen Platten verbaut wurde, der auch einen externen Anschluss bietet.

Optional kann in kleinen Servern auch ein Software-RAID aufgebaut werden. Die Bearbeitung des RAIDs übernimmt dann die Server-CPU. Das Betriebssystem sieht alle physikalischen Platten direkt und bearbeitet dieses über das Software-RAID. Damit kann das Betriebssystem auch direkt die SMART-Daten der Platten kontrollieren.

Ein DAS-System kann als Shared-Storage für Virtualisierungsplattformen wie VMware ESX, Hyper-V oder Xen eingesetzt werden. Storage-Systeme mit SAS-Controller bieten meist 2, zum Teil auch 4 Kanäle zu den Servern an. Es können also 2 bzw. 4 Server direkt angeschlossen werden, die alle auf die gleiche Datenbasis zugreifen. Also sind auch Technologien wie VMotion möglich, ohne dass ein SAN mit einem speziellen Switch aufgebaut werden muss.
In diesem Beispiel wird eine komplette Virtualisierung inklusive der Datensicherung direkt an das Storage-System angeschlossen. Damit ist neben den Features wie VMotion und HA auch eine LANfree-Sicherung möglich. Auch der Backup-Server greift direkt über SAS oder Fibre Channel auf die Daten zu. Mit der passenden Backup-Software können schnell und effektiv die virtuellen Maschinen gesichert werden. Der Backup-Server sichert zum Beispiel auf interne Platten, oder nutzt ein weiteres DAS-System als Ablage.
Wenn der Anschluss per Fibre Channel erfolgt, dann kann sogar der Backup-Server an einen zweiten Brandabschnitt aufgebaut werden. Damit ist auch gleich eine K-Fall Vorsorge möglich.
Hat diese Lösung auch Vorteile gegenüber der klassischen SAN Lösung? Wenn man mit zwei oder drei Virtualisierungshosts auskommt, entsprechend der Small-Business Lizenzen (Essentials oder Essentials Plus) von VMware und anderen Herstellern, dann spart man die Fibre Channel Switche beim FC SAN oder 10-Gigabit-Switche bei iSCSI ein. Dies verringert die Investitionskosten und auch die Kosten in Wartung, Administration und Überwachung.

Nachteile der DAS-Systeme

Nachteile treten bei DAS-Systemen immer dann auf, wenn viele Systeme an unterschiedlichen Servern genutzt werden. Alle diese Geräte müssen überwacht und administriert werden. Dies kostet sehr viel Arbeitszeit. Weiterhin benötigt jedes Einzelsystem Reserveplattenplatz, Hot Spare-Platten und Stellplatz im Rechenzentrum. Eine Lösung ist dann der Einsatz eines Storage Area Networks (SAN), viele verschiedene Server können auf ein zentrales Storage-System zugreifen.

Wird ein DAS RAID in einer Virtualisierung eingesetzt, dann können zum Beispiel nur maximal 3 Hypervisoren angeschlossen werden und ein Backup-Server. Wird jetzt der vierte Hypervisor benötigt, so muss entweder das Storage System von SAS auf Fibre Channel umgerüstet werden, um damit über Fibre Channel Switches dann den fünften Server anschließen zu können, oder das Storage System muss sogar ausgetauscht werden.

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