Windows-Server als iSCSI-SAN mit Starwind

Starwind Software bietet eine Produktreihe an, mit der sich Windows-Server in iSCSI-SANs verwandeln lassen. Den Kern bildet ein sog. “iSCSI Target”, also eine Software, die das iSCSI-Protokoll als Server anbietet und darüber Speicherbereiche von lokalen Festplatten für Server über das Netzwerk ansprechbar macht. Die Server ihrerseits nutzen dazu einen “iSCSI Initiator” (ist seit Windows Server 2008 im Betriebssystem enthalten – übrigens auch auf dem Client) und betrachten einen derart eingebundenen Speicherbereich als lokale SCSI-Festplatte.

[StarWind High Availability SAN Software for iSCSI Storage High Availability]
http://www.starwindsoftware.com/starwind

iSCSI-Zugriff ist interessant, wenn eine Applikation eigentlich lokale Datenträger benötigt. Das trifft auf viele Datenbanken zu, weil diese auf Blockebene mit dem Speichermedium kommunizieren (und nicht, wie bei einem Dateiserverzugriff, ganze Dateien öffnen oder speichern). Ein solcher Datenträger steht i.d.R. einem einzelnen Server exklusiv zur Verfügung (die einzige Ausnahme sind Cluster, bei denen aber ein zusätzlicher Dienst die tatsächlichen Zugriffe koordiniert). Auch Virtualisierungssysteme wie Hyper-V, VMware ESX oder Citrix XenServer benötigen derartigen Speicher, der bei höheren Anforderungen an die Verfügbarkeit als SAN-Lösung netzwerkbasiert aufgebaut sein sollte.

Es gibt auf dem Markt zahlreiche kommerzielle iSCSI-Speicherlösungen, die teils auch für den professionellen Einsatz geeignet sind. Eine grundsätzliche Alternative sind SANs auf Fibre-Channel-Basis, deren Komponenten aber meist deutlich teurer sind. Einen iSCSI-Speicherserver auf Basis von Windows aufzubauen statt eine Speicher-Appliance zu nutzen, kann in einigen Szenarien sehr interessant sein. Im Falle von Starwind kommen noch einige zusätzliche Funktionen hinzu, die solche Speichersysteme für den Unternehmenseinsatz interessant machen, darunter Hochverfügbarkeits-Features.

Für die Vorbereitung meines iX-Seminars zu Hyper-V hatte ich Gelegenheit, mit der Starwind-Software zu arbeiten. Im Folgenden gebe ich daher einige Eindrücke wieder. Auf Details wie eine sinnvolle Netzwerkkonfiguration für die iSCSI-Nutzung verzichte ich an dieser Stelle – wer die Implementierung ernst meint und produktiv verwenden möchte, sollte sich das nötige Know-how aneignen oder kompetente Unterstützung hinzuziehen.

Grundfunktion

Mit dem iSCSI-Target kann man unkompliziert einen einzelnen Server in ein Mini-SAN umfunktionieren. Wer das ausprobieren möchte oder nur eine kurzfristige Test-Anforderung hat, kann dazu die kostenlose Testversion der Software einsetzen, die für 30 Tage nutzbar ist.

Nach der Installation legt man dazu Volumes an und richtet diese als iSCSI-Targets ein. Der Vorgang ist mithilfe der Onlinedokumentation recht einfach zu erledigen.

Dabei sollte man auf eine aussagekräftige Namensgebung der Volumes achten. In meinem Beispiel sind alle Volumes für die Nutzung als Cluster-Speicher eingerichtet, wodurch das iSCSI-Target die Verbindung durch mehr als einen Server zulässt. Anderenfalls gäbe es eine 1:1-Zuordnung zwischen Speicherbereich und Server.

Auf dem Server, der das SAN als Speichereinheit nutzen soll, konfiguriert man dann den iSCSI-Initiator über die Systemsteuerung. Im Wesentlichen reicht es dazu aus, die IP-Adresse des iSCSI-Targets einzutragen und “Quick Connect” (bzw. “Schnell verbinden”) zu drücken. Dann zählt der Initiator die verfügbaren Volumes auf, und man wählt das richtige aus.

Sodann steht in der Datenträgerverwaltung ein neues Laufwerk zur Verfügung, das sich genauso verhält wie eine normale lokale Festplatte.

Hochverfügbarkeit und Replikation

Starwind kann aber noch mehr. In den höherwertigen Produktvarianten kommen Funktionen für Hochverfügbarkeit und Replikation hinzu. Damit lassen sich dann zwei unabhängige Speicherserver auf Windows-Basis einrichten, deren iSCSI-Volumes die Software dann als hochverfügbares SAN anbieten kann. Selbstredend muss dazu aber die gesamte Umgebung clustertauglich aufgebaut sein.

Hier eine kleine Anleitung zur Einrichtung. Als Voraussetzung ist die geeignete Starwind-Software auf zwei Servern einzurichten, die danach als Partnerserver für die Hochverfügbarkeitslösung eingerichtet werden. Der tatsächliche Zugriff auf den Speicher wird dabei stets von einem der beiden Server bedient, der dann alle Änderungen an den Daten an seinen Partner repliziert.

Als erstes legt man dazu auf dem primären Server ein neues HA-Volume an, damit die nötige Funktion zur Verfügung steht. Zunächst ist dazu ein Name für das Target vorzugeben.

In den nächsten Schritten geht es um den Datenträgertyp, der als Basis des iSCSI-Volumes dienen soll. Typischerweise wird das eine physische Festplatte sein, auf der man dann “erweiterte” virtuelle Laufwerke anlegt (ähnlich wie VHD- bzw. VMDK-Dateien in der Virtualisierung).

Der nächste Punkt ist dann entscheidend, denn hier steht das HA-Device zur Auswahl.

Sodann fragt der Assistent nach den Zugangsdaten zum anderen Speicherserver. Vorsicht, die Anmeldedaten beziehen sich hier auf die Starwind-Software, nicht auf Windows. Der vordefinierte Starwind-Account ist “root”.

Die folgenden Schritte definieren einen Alias-Namen für den Partner (für die logische Zuordnung) und geben an, wo und wie die HA-Volumes erzeugt werden sollen.

Der folgende Schritt gibt IP-Adresse und Post vor und legt die Rollenverteilung fest. Einer der Partner ist “Primary”, der andere “Secondary”.

Der letzte Konfigurationsschritt initialisiert dann die virtuellen Laufwerke.

Damit ist die hochverfügbare Speicherkonfiguration im Prinzip abgeschlossen. In der Management-Konsole lässt sich der Status kontrollieren.

Anbindung von Servern

Um nun Server an ein solches hochverfügbares SAN anzukoppeln, ist dort eine zusätzliche Software nötig. Der Server muss nämlich sowohl auf den primären als auch auf den sekundären Speicher verbunden werden, damit er im Falle des Falles sofort umschalten kann. Täte man nun nichts weiter, so sähe der Server dadurch natürlich zwei Volumes, denn er weiß ja nicht, dass es sich um zwei Replikate derselben LUN handelt. Abhilfe schafft das Protokoll “Multipath I/O” (MPIO), das ab Windows Server 2008 bereits im Betriebssystem enthalten ist. Für die Anbindung an ein Starwind-SAN sind hierbei keine weiteren Komponenten nötig (Device-Specific Modules, DSM), bei anderen Lösungen kann das anders sein.

Die Anbindung der Volumes (bzw. LUNs, so der übliche Terminus) an den Server geschieht dann über den iSCSI-Initiator, wobei das Häkchen “Multipfad aktivieren” zu setzen ist.

Failover-Test

Ein einfacher Test der HA-Funktion des Speichersystems geht so: Auf dem Server, der die iSCSI-LUNs als Laufwerke eingebunden hat (also auf dem Initiator) stößt man einen länger andauernden Disk-I/O-Prozess an – beispielsweise kopiert man eine große Datei auf die iSCSI-LUN. Dann schaltet man den primären SAN-Knoten ab. Wenn alles glatt geht, stockt der Serverprozess ein paar Sekunden und fährt dann fort – nun aber auf dem sekundären SAN-Knoten, der im Hintergrund übernommen hat.

So sieht die Starwind-Konsole dann aus:

Und noch zwei Schmankerl zum Schluss

Starwinds Konsole wartet noch mit zwei Goodies auf, die man bei einer SAN-Software weniger erwarten würde. Zum einen lässt sich die Sprache der grafischen Oberfläche umschalten. Dabei hat Starwind aber wohl eine maschinelle Übersetzung genutzt. Man achte auf die Spalte, in der der Volume-Typ als “angehäuft” bezeichnet wird … *

Zum anderen aber kann man dem Verwaltungs-GUI verschiedene optische “Skins” zuweisen. Und da sage noch einer, dass ein iSCSI-Target mit einem MP3-Player nichts zu tun habe …

Und noch eine Anmerkung: Wer nach Starwind sucht, findet u.U. die Firma RocketDivision. Hierbei handelt es sich um die Mutterfirma von Starwind Software.

* “clustered” lässt sich, wenn man will, mit “angehäuft” übersetzen …