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Storage Management

Inhalt• Disksubsysteme• I/O-Techniken• Speichervirtualisierung• Einsatz von Speichernetzen• Filesysteme• Backup, Recovery, Archivierung• Business Continuity• Hochverfügbarkeit• Sicherheit im SAN

Disksubsysteme

• Architektur von Disksubsystemen• JBOD• RAID-Systeme und RAID-Level• Intelligente Disksubsysteme (Instant

Copies, Remote Mirroring)

Disksubsysteme

• Serverzentrierte Architektur• Speicherzentrierte Architektur

Disksubsysteme

• Der interne Aufbau eines Disksubsystems bleibt dem angeschlossenen Rechner verborgen

• Anschlüsse (Ports) z.B. SCSI, Fibre Channel, iSCSI

• Ein Controller realisiert den Zugriff auf die internen Festplatten

• Ein Cache kann die Zugriffe beschleunigen

Disksubsysteme

• Viele kleine Platten: hohe Performance

• Große Platten: hohe Kapazität• Freie Ressourcen können nach

Bedarf an die angeschlossenen Rechner verteilt werden

Disksubsysteme

• JBOD (Just a Bunch of Disks): die Platten werden vom Rechner als eigenständige Geräte mit eigenen Adressen erkannt (meist kein Controller)

• Einfachere Handhabung im Gegensatz zu einzelnen Geräten

Disksubsysteme

• Disksubsysteme mit RAID-Controller fassen die physikalischen Festplatten zu einer virtuellen Festplatte zusammen

• RAID: Redundant Array of Independent Disks• Nur die virtuelle Festplatte ist für den/die

Server sichtbar• Technische Vorteile: keine Beschränkungen

bzgl. der Anzahl der Geräte, keine Begrenzung von Partitionsgrößen durch Plattengrößen

RAID-Systeme

• RAID-Systeme können die Performance und/oder die Ausfallsicherheit im Vergleich mit einer einzelnen Festplatte erhöhen

• Der Server speichert die Daten auf der virtuellen Festplatte, erst der Controller verteilt die Daten auf verschiedene Weise auf die physikalischen Platten

• Hierzu sind sog. RAID-Levels definiert

RAID-Systeme

• Ausfallsicherheit durch Redundanz • Rekonstruktion der verlorenen Daten

aus den verbliebenen• Mit Hot Spare Disks kann dies ohne

Unter-brechung im laufenden Betrieb geschehen

RAID-Level 0

• RAID 0 erhöht die Performance (Schreib-/Lesegeschwindigkeit im Vergleich zu einer einzelnen Festplatte)

• Bietet keine Redundanz• Verteilt die Daten blockweise auf mehrere

physikalische Platten (Data Striping)• Vorteil: der Rechner schickt die Daten mit

der Geschwindigkeit des Datenbusses, der Con-troller verteilt die Daten auf die Platten

RAID-Level 1

• Erhöhung der Ausfallsicherheit durch Spiegelung der Platten (Data Mirroring)

• Der Controller dupliziert die Datenblöcke und schreibt Kopien parallel auf zwei Platten

• Vorteil: beim Ausfall einer Platte wird der Be-trieb nicht beeinträchtigt, Lese-Operationen können auf beide Platten verteilt werden

• Nachteil: es wird für die virtuelle Platte die doppelte phys. Plattenkapazität benötigt

RAID 0+1 und RAID 10

• Vereinigung der Konzepte von RAID 0 und RAID 1

• RAID 0+1: Bildung eines RAID 0 (Striping) aus mehreren physikalischen Platten, dann Duplizierung des RAID 0 in einem RAID 1

• RAID 10: aus jeweils zwei phys. Platten werden mehrere RAID 1 gebildet, dann Striping der Blöcke per RAID 0

RAID 0+1 und RAID 10

• Beide Level erzeugen eine große, schnelle und ausfallsichere virtuelle Festplatte

• RAID 10 bietet eine etwas höhere Ausfall-sicherheit

• Vorteil beider Level: funktionsfähiges System u.U. sogar beim Ausfall mehrerer Platten

• Nachteil: hohe Kosten

RAID-Level 2

• RAID 2 hat heute keine praktische Bedeutung mehr

• Ziel: Korrektur von einzelnen Bitfehlern

• Fortlaufendes bitweises Striping• Berechnung eines Hamming-Codes

zur Fehlerkorrektur, der auf weiteren Platten abgelegt wird

RAID-Level 3

• Ähnlich wie RAID 2, aber byteweises Striping

• Berechnung einer einfachen Parität• Der Paritätswert wird auf einer weiteren

Platte gespeichert• Vorteil: beim Ausfall einer (beliebigen)

Platte können die Daten aus den verbliebenen Platten rekonstruiert werden

• Nachteil: langsam wegen Parity-Berechnung

RAID-Level 4

• Wie RAID 3, aber blockweises Schreiben

• Beim Lesen etwas effizienter als RAID 3

• RAID 3 und RAID 4-Systeme sind heute in der Praxis unüblich

RAID 5

• Blockweises Striping über alle Platten• Verteilung der Parity-Blöcke über alle

Platten• Beim Ausfall einer Platte:

Wiederherstellung der Daten aus den Parity- bzw. Datenblöcken der anderen Platten

• Guter Kompromis aus Redundanz, Schreib-geschwindigkeit und Kosten

• Problem: „Write Penalty“

RAID 6

• wie Raid 5, jedoch zwei unabhängige Prüf-summen (Double Parity)

• Vorteil schnelleres Recovery, hohe Sicherheit

• Nachteil: Schreibgeschwindigkeit, doppelte Write Penalty

weitere RAID-Level

• Hot Spare• RAID 7• RAID 6 mit eigenen Parity-Platten• Kombinationen, z.B. RAID5+0, RAID

5+1, RAID 53• Fast alle proprietären RAID-Level

sind Kombinationen aus den Basis-Leveln

RAID Implementationen• Software (oft RAID 0, 1, 5)

– Vorteile: kostengünstig, RAID-Verbünde auch über Partitionen, mehrere RAID-Level parallel

– Nachteile: sehr schlechte Performance, ggf. Probleme beim Booten

• Hardware– Vorteile: oft sehr gute Performance, keine

Probleme beim Booten, z.T. batterie-gepufferte I/O-Caches, ggf. Hot Swapping möglich

– Nachteile: hohe Kosten, oft „sehr prorietär“

Intelligente Disksubsysteme

• Festplatten-Cache• Cache des RAID-Controllers• Caching beim Schreiben• Caching beim Lesen• Allgemeiner Vorteil des Cachings: der

Bus ist schneller wieder frei

Intelligente Disksubsysteme

• Instant Copies: sehr schnell angelegte virtuelle Kopien (Erzeugung von Testdaten, Archivierung/Backup, Data Mining

• Varianten: – Incremental Instant Copy– Umkehrung der Instant Copy– Space effincient Instant Copy

Intelligente Disksubsysteme

• Remote Mirroring: Spiegelung der Daten auf ein entferntes zweites Disksubsystem

• zu unterscheiden:– Synchrones Remote Mirroring– Asynchrones Remote Mirroring

• Konsistenzgruppen• Write Order Consistency

IDE/ATA

• Integrated Disc Electronics (IDE)• Advanced Technology Attachement

(ATA)• Verlagerung des Festplattencontrollers

in die Laufwerkselektronik• Die Normierung der IDE-Schnittstelle ist

der ATA-Standard• Die IDE-Schnittstelle kann ein (Master)

oder zwei (Slave) Geräte bedienen

IDE/ATA

• IDE/ATA ist eine parallele Übertragungs-technik mit 16 Bit Datenbreite und einem 40-poligen (bis 33 MB/s) bzw. 80-poligen Kabel (UltraDMA, ab 66 MB/s)

• Kabellänge: max. 46 cm (UltraDMA)• Als Bus-Technik für größere Speicher-

anwendungen nicht geeignet

Serial ATA

• Bei SATA wird eine serielle Übertragungs-technik verwendet (bei höheren Geschwindig-keiten ist der Datenfluss kaum synchron zu halten)

• Jedes Gerät hat einen eigenen Anschluss• Entfernungen: 1 m (SATA), bis 8 m (xSATA)• Geschwindigkeiten: 150 MB/s (SATA), 300

MB/s (SATA Rev. 2), zukünftig 600 MB/s

ATAoE

• Spezielle Technik: ATA over Ethernet• ATAoE verpackt die SATA/ATA-

Kommandos in Ethernet-Rahmen• Eine Alternative zu iSCSI

– Vorteil: weniger Overhead, da weder IP noch TCP genutzt wird

– Nachteil: nicht route-bar (nur Schicht 2)

SAS

• Serial Attached SCSI• Verwendung des SCSI-Protokolls mit ver-

änderter physikalischer und elektrischer Verbindungstechnik

• Dünnere Kabel, geringerer Energieverbrauch, aber erheblich höhere Taktraten

• Physikalisches Medium ähnlich wie SATA (SATA-Laufwerke können an SAS-Schnitt-stellen angeschlossenen werden)

SAS

• Übertragungsrate SAS-1: 3 Gbps (entspricht wegen 8B/10B-Codierung 300 MB/s)

• Anschluss von bis zu 128 Geräten an einen Expander (Switch), bei Fanout-Expandern (hierarchisches System) bis zu 16384

• Höhere Verfügbarkeit mit doppelter Schnittstelle

SCSI

• Small Computer System Interface (SCSI)

• Geräteunabhängiges I/O-System• Das SCSI-Protokoll definiert Regeln

zur Realisierung dieses I/O-Pfades• Technische Umsetzung mittels SCSI-

Bus, alternativ SAN oder iSCSI

SCSI

• Der I/O-Pfad ist an den internen Host-I/O-Bus (meistens PCI) angeschlossen, die Kommu-nikation erfolgt über Gerätetreiber

• Protokolle für Device Driver außer SCSI z.B. Firewire, HIPPI, IDE/ATA, SATA, SAS, USB

SCSI

• Historie:– SCSI-1 (1986) 5 MB/s– SCSI-2 (1989) 10 MB/s– Ultra-SCSI (1992) 20-40 MB/s– SCSI-3 (1993) Bündelung verschiedener

Normen– Ultra-2-SCSI (1997) 40-80 MB/s– Ultra-160 (1999) 160 MB/s– Ultra-320 (202) 320 MB/s

SCSI

• Versions-Überblick

SE: Single-ended, LVD: Low Voltage Differential, HVD: High Voltage Differential

Version MB/s Bus-breite

Geräte-zahl

SE HVD LVD

SCSI-2 5 8 8 6 m 25 m -

UW-SCSI 40 16 4 - 8 bis 3 m

- -

UW-SCSI 40 16 16 - 25 m -

UW2-SCSI

80 16 16 - 25 m 12 m

U160 160 16 16 - - 12 m

U320 320 16 16 - - 12 m

SCSI

• Installation (parallel) mittels Daisy-Chaining und aktiver/passiver Terminierung an beiden Enden

• Adressierung: Controller-ID, Target-ID, LUN

• Höchste Priorität hat Target-ID 7• Es sind diverse (meistens nicht

kompatible) interne und externe Kabel- und Stecker-Typen definiert

SCSI

• SCSI und Speichernetze– Auch wenn der parallele SCSI-Bus

zunächst eine reine DAS-Technik ist, können prinzipiell mehrere Server an einen Bus angeschlossen werden

– In der Praxis: twin-tailed-Verkabelungen in Heart-Beat-Clustern

– Nur eine einfache Vorstufe zu einem hoch-verfügbaren Speichernetzwerk

SCSI• Konfiguration HBA

– SCSI-ID– SCAM– SCSI Disconnect– Start-Unit Kommando– Ultra-SCSI und synchroner Transfer (veraltet)

• Konfiguration Geräte– SCSI-ID– Terminierung– Startup-Delay

SCSI

• Signale am 68-poligen Wide-SCSI LVD-Kabel (34 Adernpaare):– 16 Datenleitungen– 9 Steuersignale (u.a. Busy, Select, Reset, Data,

ACK)– 2 Spannungsversorgung aktiver Terminatoren– 2 Paritätssignale– 3 Masse– 1 reserviert– 1 DIFF_SENSE (SE-Geräte am LVD-Kabel)

SCSI

• Bus-Phasen– Bus Free: kein Gerät belegt den Bus– Arbitration: Aushandlung, welches Gerät

den Bus erhält– Selection: Herstellung der Verbindung

zwischen Initiator und Target– Message-Out, z.B. Fehlermeldungen,

Task Ab-bruch, Disconnect, Optionen, Parityfehler, LUN

SCSI

• Command Phase• Data in/out: Austausch von Steuer-

bzw. Nutzdaten• Status Phase: Meldungen nach

Beendigung oder Abbruch eines Kommandos

• Message-In: Meldungen vom Target

SCSI

• SCSI-Kommandos– Prinzipieller Aufbau: Opcode,

Kommando-Parameter, Steuerbyte– SCSI unterstützt verschiedene Typen

von Geräten (Geräteklassen), für die es unterschiedlich aufgebaute Komandos gibt (Festplatten, Band-laufwerke, CD/DVD, Optische Medien, Medien-wechsler, Kartenleser, Drucker, Storage-Array-Controller, Gehäusedienste)

SCSI

• SCSI-Kernkommandos (für blockorientierte Geräte)– Opcode: das eigentliche Kommando– LUN (nur SCSI-1)– Block-Nr. (adressierter Block)– Datenlänge– Steuerbyte

SCSI

• Allgemeine Kommandos– INQUIRY (Informationsabfrage)– TEST UNIT READY– REQUEST SENSE (Anforderung von

Zustandsdaten)– MODE SELECT / MODE SENSE: einstellen

bzw. abrufen der Gerätecharakteristik

SCSI

• Kommandos für blockorientierte Geräte z.B.– READ CAPACITY– READ und WRITE– FORMAT UNIT

SCSI

• Kommandos für flussorientierte Geräte– Bandlaufwerke, allgemein: Geräte mit

sequentiellem Zugriff– REWIND– READ und READ REVERSE– WRITE– SPACE– LOAD UNLOAD

Fibre Channel

• Ursprünglich als Netzwerktechnik entwickelt

• Heute eine Technik für Storage Area Networks (SAN)

• Entwurfsziele: serielle Übertragung, große Entfernungen, geringe Fehlerrate und Verzögerung

• FC ist lediglich eine Übertragungstechnik, kennt jedoch keine höheren Protokolle

Fibre Channel

• höhere Protokolle z.B. IP oder SCSI• FC ist eine Art „Datenkanal“ (mit

Über-tragungsraten bis zu 4 Gbps (400 MB/s)) mit den Eigenschaften eines I/O-Buses

• Der FC-Protokollturm besteht aus 5 Leveln sowie den ULP

Fibre Channel Protokollturm

FC-Level 0Physikalisches Interface

FC-Level 4Schnittstelle zu ULP

FC-Level 3vorges. u.a. für Komprimierung,

VerschlüsselungFC-Level 2Rahmenstruktur, Dienstklassen,

Adressierung …FC-Level 1Kodierungsverfahren 8b/10b

ULPUpper Layer Protocols

Fibre Channel

• Topologien:– Point-toPoint– Arbitrated Loop– Switched Fabric

Fibre Channel

• Port-Typen– N_Port (Node) Endgeräte in einer Fabric– F_Port (Fabric) Gegenstück zum N_Port– L_Port (Loop) Port im Loop– NL_Port: Fähigkeiten von N_ und L_Port– FL_Port: Verbindung von Fabric und Loop– E_Port (Expansion) Verbindung zweier Switches– G_Port (Generic) automatische Konfiguration– B_Port (Bridge) WAN-Verbindung zweier

Switches

FC-Level 0

• FC-0 definiert das physikalische Medium• Kabel: LWL (MMF und SMF), Kupfer nur

für sehr kurze Entfernungen• Stecker: heute LC üblich (oft mit SFPs),

bei älteren Geräten auch ST oder SC• Übertragungsraten: 100, 200, 400 MB/s

sowie 1 GB/s für Switch-Verbindungen

FC-Level 1

• Kodierung der Daten (8b/10b-Kodierung)

• Sender und Empfänger müssen ihre Taktraten synchronisieren

• Die 8b/10b-Kodierung löst das Problem ohne zu großen Overhead

FC-Level 1

• 8b/10b-Kodierung– Verwendung von zwei Teil-Kodierern (3b/4b

und 5b/6b)– Beide Kodierer verwenden feste

Kodiertabellen– Der 5b/6b-Kodierer wandelt die 32 möglichen

5-Bit-Symbole in 18 sog. „gleichstrom-neutrale“ 6-Bit-Symbole um

– Die verbleibenden 5-Bit-Zeichen werden in jeweils zwei mögliche Symbole mit entweder zwei oder vier Einsen kodiert

FC-Level 1

– Für die Zeichen mit vier Einsen und zwei Nullen ist die sog. „Running Disparity“ (RD) negativ, positiv im Fall zwei Einsen und vier Nullen

– Der 3b/4b-Kodierer verfährt ähnlich es gibt vier gleichstromneutrale Zeichen und vier mit RD= -1 bzw. RD= +1

– Die 6-Bit bzw. 4-Bit-Zeichen werden so zu einem 10-Bit-Zeichen zusammengesetzt, dass nie RD = +2 bzw. RD = -2 entsteht

– Weitere Regeln: nie mehr als vier bzw. fünf Einsen oder Nullen hintereinander

FC-Level 1

• Es stehen freie 10-Bit-Zeichen zur Verfügung, die für Verwaltungszwecke des FC-Links verwendet werden (K28.5)

• Das K28.5-Zeichen wird zur Trennung von Datenwörtern verwendet, die aus 4 Daten-bytes bestehen

• FC unterscheidet zwischen Datenwörtern und einer Kommandosyntax, den sog. „Ordered Sets“

FC-Level 1

• Datenwörter beginnen mit Start of Frame (SOF) und enden mit End of Frame (EOF)

• Ein Ordered Set (nur zwischen EOF und SOF) beginnt immer mit K28.5 und enthält verschiedene Kommandotypen zur Kommunikation mit den Ports (z.B. Idle, Receiver_Ready (R_RDY), Offline State (OLS), Not Operational (NOS), Link Reset (LR))

FC-Level 2

• Level für die Datenübertragung: Regelung wie größere Dateneinheiten übertragen werden, Flusssteuerung, Dienstklassen

• FC-2 definiert eine dreistufige Hierarchie– Exchanges– Sequences (innerhalb einer Exchange)– Frames (innerhalb einer Sequence)

FC-Level 2

• Frames (Rahmen)– Ein Rahmen ist die kleinste logische

Dateneinheit– Zu unterscheiden sind Daten- und Kontroll-

Frames– Ein Datenframe enthält zwischen 0 und

528 Datenwörter (40 Bit kodiert, 32 Bit Nutzdaten) d.h. max. 2112 Byte Nutzdaten

– Er besteht aus: SOF, Frame Header (incl. Adres-sierung), Datenfeld, CRC, EOF

FC-Level 2

– Der Frame Header:• Routing Control (R_CTL): Art des Payloads• D_ID und S_ID: 24 Bit Port-Adresse• Type: Protokoll des Payloads• Frame Control (F_CTL): Kontrollinformationen• SEQ_ID: Bezeichner für eine Sequence• Data Field Control (DF_CTL): Definition, ob es

innerhalb der Payload einen Optional Header gibt• SEQ_CNT: Position eines Frames in einer Sequence• OX_ID: Bezeichner für die Exchange (vom Originator)• RX_ID: Bezeichner für die Exchange (vom Responder)

FC-Level 2

– Werden größere Datenmengen innerhalb einer Sequence übertragen als in einen Frame passen, werden mehrere Frames generiert

– Die Fehlerkorrektur findet auf Ebene einer Sequence statt (d.h. Wiederholung einer gesamten Sequence bei Fehler in einem Frame)

FC-Level 2

• Sequence: Dateneinheit (bestehend aus einem oder mehreren Frames), die zwischen einem Source- und einem Destination-Port übertragen wird

• Exchange: Kommunikationsverbindung zwischen zwei Geräten, bestehend aus ggf. mehreren Sequences auch in beide Richtungen

FC-Level 2

• Flusssteuerung– FC definiert ein Credit-Modell zur Flusskontrolle– Zwei Mechanismen

• Buffer-to-Buffer (oder Link-Flusskontrolle)• End-to-End

– Die Art der Flusskontrolle ist abhängig von der verwendeten Dienstklasse

– Dienstklassen erfüllen spezifische Anforderungen von Anwendungen bzgl. garantierte Bandbreite, Art der Verbindung, Art der Zustellung

FC-Level 2

• Es sind sechs (sieben) Dienstklassendefiniert– Class 1: bestätigter verbindungsorientierter

Dienst– Class 2: bestätigter verbindungsloser Dienst– Class 3: unbestätigter verbindungsloser Dienst– Class 4: wie Class 1 mit reservierten Bandbreiten

pro Virtual Circuit (VC)– Class 5: für zukünftige Zwecke– Class 6: uni-direktionale Dienste– Class F: Kommunikation von Switches unter-

einander

FC-Level 2

• Class 1– verbindungsorientierte Kommunikations-

verbindung zwischen zwei Node-Ports (N_Ports)

– Bestätgungen werden gesendet– Reihenfolge der Frames ist garantiert– Verfügbarkeit der vollen Bandbreite

FC-Level 2

• Class 2– Bestätigter verbindungsloser Dienst– Keine vorgegebene Verbindung bzw.

Route– Keine Garantie der Frame-Reihenfolge– End-to-End-Flusskontrolle (Credit-

basiert)

FC-Level 2

• Class 3– Unbestätigter verbindungsloser Dienst– Wie Class 2 aber ohne End-to-End-ACK– Frame-Verluste müssen von höheren

Schichten erkannt und korrigiert werden– Geeignet für Multicast- und Broadcast-

Anwen-dungen sowie für FC-AL und IP-Anwendungen

FC-Level 2• Class 4

– Bestätigter verbindungsorientierter Dienst mit reservierten Bandbreiten

– Herstellung einer Verbindung (Virtual Circuit) mit bestimmter Bandbreite

– Es gibt Quality-of-Service-Parameter– Geeignet für Echtzeit-Anwendungen

• Class F– Ähnlich Class 2, jedoch nur für die Kommunikation

zwischen Switches für Management einer Fabric über E_Ports

FC-Level 3

• FC-3 befindet sich in der Entwicklung• Heutige FC-Produkte nutzen FC-3 nicht• Denkbar sind folgende Funktionen:

– Striping: Frames parallel über mehrere Ports– Multipathing: Herstellung einer logischen

Pfadgruppe– Automatische Komprimierung– Verschlüsselung– Mirroring und andere RAID-Funktionen

Link Services

• Verwaltungsdienste für das FC-Netz– Login– Adressierung

• Login mittels eines dreistufigen Mechanismus– Fabric Login (FLOGI)– N_Port-Login (PLOGI)– Process Login (PRLI)

Link Services

• Fabric Login– Verbindung zwischen einem N_Port und

einem F_Port nach Initialisierung des Links

– Zuweisung einer dynamischen Adresse für den N_Port durch den F_Port

– Aushandlung von Parametern

Link Services

• N_Port-Login– Session zwischen zwei N_Ports nach

dem FLOGI– Service-Parameter– Optional für Class 3

• Process Login– Session zwischen zwei FC-4-Prozessen

zur Aushandlung spezieller Service-Parameter

Link Services

• Adressierung– Jedem FC-Gerät wird ein eindeutiger

Bezeichner zugeordnet: der World Wide Name (WWN) mit 64 Bit

– WWNs sind sowohl Ports (WWPN) als auch Geräten (Nodes, WWNN) zugewiesen

– Automatische Zuweisung einer 24-Bit-Port-Adresse (N_Port_ID) vom Switch an den N_Port

– Die N_Port_ID wird zur Adressierung der Frames verwendet

Link Services

– Die N_PORT_IDs sind hierarchisch aufgebaut und spiegeln die Topologie des Netzes wider

– Damit erkennt ein FC-Switch, ob ein Ziel-Port an einem eigenen F_Port hängt oder ein Frame über einen E_Port an einen weiteren Switch weiter-geleitet werden muss

– In Arbitrated Loops werden 8-Bit-Port-IDs verwendet

Link Services

• Fabric Services– FC-Switches verwalten Informationen,

die zum Betrieb eines FC-Netzes erfoderlich sind: Fabric Login Server, Fabric Controller, Name Server

– Alle Dienste sind über festgelegte Adressen per FC-2-Frames erreichbar

– Fabric Login Server (Adresse FF FF FE) verarbeitet eingehende FLOGI-Anforderungen

Link Services

– Fabric Controller (Adresse FF FF FD): Verwaltung von Änderungen

– Name Server (Adresse FF FF FC): Verwaltung einer Datenbank über N_Ports (WWNN, WWPN, Port_ID, unterstützte Dienstklassen usw.)

FC-Level 4

• Protocol Mapping (Abbildung eines Upper Layer Protocols auf die FC-Technik)

• FC-4-Protokolle unterstützen die API bestehender ULP und transferieren deren Anforderungen auf die FC-Techniken

• Das FC-4-Protokoll für SCSI ist FCP (Fibre Channel Protocol)

• IPFC ist das FC-4-Portokoll für IP

IP-Storage

• Alternativ zu Fibre Channel stehen verschie-dene IP-basierte Speicherstandards zur Verfügung

• Vorteil: etablierte, preiswerte Netzwerktechnik

• Nachteil: sehr hoher Protokoll-Overhead• Standards z.B.: iSCSI, iFCP, FC over IP

(FCIP)

IP-Storage

• iSCSI: Übertragung des SCSI-Protokolls über das Netzwerk– Ein Rechner im iSCSI-SAN benötigt nur

eine normale Netzkarte und einen iSCSI-Treiber

– iSCSI-HBAs setzen den iSCSI/TCP/IP-Protokoll-turm in Hardware um

– Strategien zur Minimierung des Protokoll-Overheads

IP-Storage

• Internet FCP (iFCP)– Abbildung von FCP auf TCP/IP– Vorteil: normale Arbeitsplatz-Rechner

können per iFCP mit einem FC-SAN kommunizieren

– Variante mFCP setzt auf UDP auf

• FC over IP (FCIP)– Tunneling-Protokoll für FC, das FC-Frames in

IP-Pakete einpackt– Überbrückung größerer Entfernungen

IP-Storage

• TCP/IP vs. FC als I/O-Technik• Engpass PCI-Bus

– „normaler“ PCI-Bus (shared-media): Übertragungsraten zwischen 1 und 8 Gbps

– Alternative PCIe (seriell)

• InfiniBand– Serielles geswitchtes Netzwerk als

Ersatz für das parallele PCI

IP-Storage

• Virtual Interface Architecture VIA– VIA realisiert eine schnelle

Kommunikation zwischen Anwendungen auf verschiedenen Rechnern

– Vorauss.: schnelles Netz mit geringer Latenz

– Grundprinzip: Umgehung des Betriebssystems bei der Kommunikation zwischen Anwendung und Netzkarte

IP-Storage

– Aufbau eines Virtual Interface (VI)– Einrichtung eines gemeinsamen

Speicherbereichs von Anwendung und NIC– Ablauf:

• Anwendung auf Rechner 1 füllt den Speicherbereich

• Information an VI-Hardware mittels Send Queue, dass Daten zu versenden sind

• VI-Hardware liest die Daten aus dem gemeinsamen Speicherbereich

• Übertragung an die VI-Hardware von Rechner 2

IP-Storage

• Remote Direct Memory Access (RDMA)– Anwendungen lesen und schreiben

Speicher-bereiche von Prozessen auf entfernten Rechnern

– Zugriff mittels VI– Heute existieren Standards wie z.B. iSER

(iSCSI Extension für RDMA) oder RDMA over TCP

Network Attached Storage NAS

• Netzwerk-Dateisysteme– Network File System NFS– Common Internet File System CIFS

• NAS-Server als eigenständige Geräte• Performance-Engpässe• Beschleunigung von Netzwerk

Filesystemen• Shared Disk Filesysteme

Virtualisierung im Speichernetz

• Virtualisierung z.B. Caching, RAID, Volume Manager, Instant Copy, Remote Mirroring

• Verschiebung der Virtualisierungsfunktionen von Servern in das Speichernetz

• Virtualisierung im I/O-Pfad: Anwendung, Volume Manager, HBA, Disksubsystem

• Virtualisierung im Speichernetz: Trennung von Servern und Speichergeräten

Virtualisierung im Speichernetz

• Ohne Virtualisierung: hohe Anforderungen an die Daten-Administration

• Flexible Zuordnung von Ressourcen oft nur in homogenen Umgebungen möglich

• Umzug von Daten auf ein neues Speicher-system per Remote Mirroring oft nur Theorie

• Verschiedene Daten haben unterschiedliche Anforderungen an Verfügbarkeit, Backup, Performance

Virtualisierung im Speichernetz

• Ziele der Speichervirtualisierung– Vereinfachung der Verwaltung von

Speichern– Effiziente Ressourcennutzung,

Verbesserung von Performance und Verfügbarkeit

– Automatische, an Datenprofilen orientierte Verwaltung

• Trennung von physikalischem Speicher und logischer Darstellung

Virtualisierung im Speichernetz

• Realisierung über eine Virtualisierungsinstanz

• Möglichkeiten:– Austausch von Speichergeräten zur Laufzeit– Dynamische Zuweisung von Speicher– Automatische Datenmigration– Performance-Verbesserung– Redundanz– Backup und Archivierung– Gemeinsame Datennutzung

Virtualisierung im Speichernetz

• Virtualisierung auf Block-Ebene vs. Datei-Ebene

• Speichervirtualisierung im Server (z.B. Volume Manager)

• Speichervirtualisierung im Speichergerät

• Speichervirtualisierung im Netz (symmetrisch oder asymmetrisch)

Business Continuity

• Ziel von Business-Continuity-Programmen und –plänen ist die Aufrechterhaltung des Geschäftsbetriebs in Krisenfällen

• Hierzu gehören sowohl technische als auch organisatorische Strategien

• Business Continuity Programm: Sicher-stellung eines unterbrechungs- und verlustfreien Betriebs

Business Continuity

• Business Continuity Plan beschreibt Aktionen und Abläufe im Krisenfall

• Risiken für IT-Systeme: Benutzerfehler, Ausfall von IT-Komponenten, Umwelt

• IT-Ausfälle stehen im Kontext mit Geschäfts-prozessen: jedes Unternehmen muss indivi-duell Risiken und Auswirkungen definieren

Business Continuity

• Phasen des Wiederanlaufs nach Störungen– Wiederanlauf der Datenverfügbarkeit– Wiederanlauf der IT-Infrastruktur– Wiederherstellung der operativen Prozesse– Wiederherstellung der Geschäftsprozesse

• Eine Business Continuity Strategie soll wirtschaftlich sinnvoll sein: Risikoanalyse zur Identifizierung von Risiken, Strategie zur Abwehr von Risiken, Kontrolle der Strategie

Business Continuity

• Erstellen eines Business Continuity Plans– Analyse geschäftskritischer Prozesse– Analyse geschäftskritischer IT-Systeme– Risikoanalyse– Anforderungen an die Technik– Auswahl der Technik– Implementierung und Test der Lösung– Validierung und Aktualisierung des Plans

Business Continuity

• Unterschiedliche Strategien– Hochverfügbarkeit– Desasterschutz– Kontinuierlicher Geschäftsbetrieb

• Hochverfügbarkeit: Schutz vor Komponenten-ausfällen

• Desaster: verlustfreie Wiederaufnahme• Kontinuierlicher Betrieb: möglichst geringe

Auswirkungen der administrativen Aufgaben

Business Continuity

• VerfügbarkeitVerfügbarkeit = Betriebszeit / (Betriebszeit + Ausfallzeit)

• Kenngrößen– Mean Time between Failure (MTBF)– Mean Time to Repair (MTTR)– Mean Time to Failure (MTTF)

Verfügbarkeit = MTTF / (MTTF + MTTR)

• Gesamtverfügbarkeit abhängig von serieller oder paralleler Koppelung der Komponenten

Business Continuity

• Charakterisierung von Ausfällen– Recover Time Objective (RTO):

maximale Zeit zur Wiederherstellung des Betriebs

– Recover Point Objective (RPO): Zeitspanne, über die ein Datenverlust tolerierbar ist

– Network Recovery Objective (NRO): Zeit zur Wiederherstellung des Netzbetriebs

Business Continuity

• Hochverfügbarkeit: kontinuierlicher Daten-zugriff, RTO nahe Null, keine Anforderungen an den RPO

• Desasterschutz bei synchroner Spiegelung: RPO nahe Null, keine Anforderung an RTO

• Desaterschutz bei asynchroner Spielgelung: kleiner RPO, keine Anforderung an RTO

Business Continuity

• Sieben-Stufen-Modell– Stufe 0: keine strukturierte Datensicherung– Stufe 1: Datensicherung kein

Notfallrechenzentrum– Stufe 2: Datensicherung mit Notfallrechenzentrum– Stufe 3: Datensicherung über LAN/WAN– Stufe 4: Instant Copies– Stufe 5: Software-Spiegelung– Stufe 6: Spiegelung über Disksubsystem– Stufe 7: vollautomatische Lösungen

Business Continuity

• Stufen 1-3: klassische (Band-)Speichertechnik

• Stufen 4-6: Speicher mit Replikationstechniken

• Stufe 7: Absicherung gegen alle Arten von Ausfällen

Business Continuity

• Lösungen– Klassische Datensicherung– Wiederherstellung von Kopien

• Instant Copy: hoher RPO, geringer RTO; neuer Ansatz: Continuous Data Protection CDP oder Disk-to-Disk-to-Tape

• Spiegel: Remote Mirroring, Spiegelung im Volume Manager, Replikation von Datei-systemen und Anwendungen

Business Continuity

• Remote Mirroring: RPO = 0, ohne Verwen-dung von Konsistenzgruppen RPO ungewiss, RTO vom Remote Mirroring unabhängig

• Spiegel über drei Standorte: Kombination von synchronem und asynchronem Remote Mirroring

• Alternativ: Spiegelung mit Datensicherung

• Volume Manger Mirroring– synchron: Desasterschutz– asynchron: Hochverfügbarkeitslösung

• Kontinuierliche Verfügbarkeit– Kombination verschiedener Lösungen– Volume Manager Spiegel mit Remote

Mirroring– Erweiterung um (doppelte) Instant

Copies

Business Continuity

Datensicherung

• Was ist ein Backup?Eine Kopie von Daten zu einem bestimmten Zeitpunkt

• Warum sind Backups wichtig?Datenverluste aufgrund von Fehler-situationen können zu hohen wirtschaft-lichen Verlusten führen

• Wie oft sollten Daten gesichert werden?Je nach Anforderungen an die Daten-sicherheit

Datensicherung

• Fehlersituationen:– Hardware-Fehler (z.B. Plattencrash)– Stromausfall– Betriebssystemfehler– Software-Fehler– Datenverlust durch Cracker, DoS,

Viren ...– Fehlverhalten von Benutzern

Datensicherung

• Begriffe– Backup/Recovery: temporäre Speicherung– Archivierung: langfristige Speicherung– Migration (HSM): Verschieben von Dateien

• Sicherungsmedien– Backup: meistens Magnetbänder– Archivierung: Bänder, MO, CD-R– Migration: „schnelle“ Medien (MO, CD-R)

Datensicherung

• Hardware– Techniken von Bandlaufwerken

• Digital Audio Tape DAT, 4mm: bis 12GB• 8mm, AIT: bis 25 GB• Digital Linear Tape DLT: bis 40GB• Quarter Inch Tape QIC: bis 5GB• High-Speed-Techniken (IBM Magstar,

StorageTek Redwood): schnelle Zugriffszeiten

Datensicherung

– Band-Roboter („Jukebox“)• mehrere Bänder in einem Gerät• für alle Bandtechniken verfügbar• ein Greifarm lädt autom. ein Band ins Laufwerk• ab 4 Slots• bis 1000 Slots, Kapazitäten > 50TB

– Silos• von > 1000 Slots bis mehrere 10000 Slots• mehrere Dutzend Bandlaufwerke• Kapazitäten > 100TB• Hersteller: IBM, EMASS/Grau, StorageTek

Datensicherung

– Magneto-Optische Medien• MO, CD-R, WORM bis zu 2,5GB• DVD-R: bis 4GB• Vorteil: sehr kurze Zugriffszeiten• Nachteil: geringe Kapazität, dadurch teure

Medien, z.T. nicht wiederbeschreibbar

Datensicherung

• Techniken von optischen Medien– CD-R (CD-WORM)

• 5¼´´-Scheibe aus einem Platomer• Reflexionsschicht mit lichtempf. Farbschicht• beim Schreiben verändert ein Laser die Farbe• Vorteil: preiswerte Technik, geeignet für

gelegentliche lokale Sicherungen• Nachteil: geringe Kapazität (800MB),

langsame Schreibgeschwindigkeit ( x • 150KB/s)

Datensicherung

– DVD-R• ähnliche Technik wie CD-R• Speicherkapazität bis 4GB (kleinere Pit-

Länge, engere Datenspur, größere Datenfläche)

• mehrere Layer (wie bei DVD-ROM) sind nicht vorhanden

– magneto-optische Scheiben (MO)• verfügbar als WORM oder

wiederbeschreibbar• 3½´´ oder 5¼´´, beidseitig beschreibbar

Datensicherung

• aktive Schicht aus magnetischem Material• magnetische Speicherung der Daten• Ummagnetisierung der Schicht mittels Laser• Lesen ebenfalls per Laser• die Polarisierung des Laserlichts abh. von

der Magnetisierungsrichtung (Kerr-Effekt)• Vorteil: zuverlässige Technik, langer Archi-

vierungszeitraum > 10 Jahre• Nachteil: geringe Kapazität (2,6 GB),

langsame Schreibgeschwindigkeit (500KB/s)

Datensicherung

– Phase-Change-Technik• 5¼´´-Polymer-Scheiben• Laserlicht verändert die Polymer-Struktur

von amorph (unstrukturiert) zu kristallin (strukturiert)

• Vorteil: bei platin-beschichteten Scheiben Haltbarkeit > 50 Jahre (?)

• Nachteil: geringe Kapazität (1,5 GB)

Backup-Strategien

• Lokale Sicherung ohne festes Backup-Gerät– CD, Diskette oder Bandlaufwerk sind direkt

am zu sichernden Rechner angeschlossen– Vorteil: geringe Kosten, einfache Hand-

habung– Nachteil: ab mittleren Umgebungen sehr

umständlich, hoher administrativer Aufwand, meist nur für gelegentliche Teilsicherungen sinnvoll, aufwändiges Recovery

Backup-Strategien

• Lokale Sicherung mit festem Backup-Gerät– fest installiertes Laufwerk oder Jukebox– geeignet für Server– Vorteil: regelmäßiges, automatisiertes

Backup, geringer administrativer Aufwand– Nachteil: hohe Kosten, falls mehrere Server

zu sichern sind, evtl. unterschiedliche Software, Recovery nur am Rechner direkt

Backup-Strategien

• Zentrale Netzwerk-Sicherung– Backup-Geräte am zentralen Backup-Server– Sicherung anderer Rechner über das LAN– Client-Server-Anwendung– Vorteil: zentrale Administration, autom.

regel-mäßiges Backup aller Rechner im LAN, Skalierbarkeit, benutzergesteuertes Recovery

– Nachteil: hohe Belastung des LAN, teure Software

– Hersteller z.B. IBM, HP, Legato, CA

Backup-Strategien

• Entwicklung einer Strategie– welche Rechner sind zu sichern?– welche Daten sind wichtig?– Zeitpunkt der Sicherung– Dauer der Sicherung (Geschwindigkeit

von LAN, Rechnern und Laufwerken)– wie oft sind Daten zu sichern?– Art des Backups (Vollsicherung,

inkremen-tell)

Backup-Strategien

– Anforderungen an die Wiederherstellung (Recovery)

– Archivierung erforderlich?– Kopieren (Clonen) des Bandmaterials?– wie lange sollen Backup-Daten online

sein?

Client-Server-Architektur

• Server– Koordination aller Backup-Funktionen– Verwaltung des Datei-Index– Steuerung aller Medien- und Sicherungs-

operationen– sollte mehrere Clients parallel sichern

können– sollte mehrere Laufwerke parallel

beschreiben bzw. auslesen können

Client-Server-Architektur

• Client– startet auf Anforderung die Backup-

Prozesse– liest alle benötigten Verzeichnisse und

Dateien (Rechte!)– schickt die Daten an den Server– ist i. Allg. selbst für das Recovery

zuständig

• Kommunikation z.B. per RPC

Datensicherung

• Anforderungen an die Software– Unterstützung diverser Betriebssysteme– Unterstützung diverser

Sicherungsgeräte– parallele Sicherung mehrerer Clients auf

mehrere Laufwerke– Integration von Online-DB-Sicherungen– Sicherung offener Dateien

Datensicherung

• Backup-Arten– Vollsicherung: Backup aller Dateien– inkrementell: alle Dateien, die sich seit

der letzten Sicherung geändert haben– differentiell: alle Dateien, die sich seit

einem Referenzzeitpunkt geändert haben

– konsolidierend: „virtuelle“ Vollsicherung

Datensicherung

• Aufbewahrungs-Zeitraum im Index– im Index werden alle Informationen über

die gesicherten Dateien abgelegt– nur Dateien im Index sind gezielt wieder

herstellbar– Index-Datei kann sehr groß werden– ältere Daten müssen gelöscht werden– typischer Zeitraum für Online-Recovery:

2 bis 4 Wochen

Datensicherung

• Aufbewahrungs-Zeitraum für Bänder– abhängig von der Größe einer Jukebox– abhängig von der Menge der Bänder

• welche Daten sollen gesichert werden?– alle lokal gemounteten Filesysteme– einzelne Partitionen (/usr, C:, SYS:)– einzelne Verzeichnisse (/usr/local/httpd)– einzelne Dateien

Datensicherung

• Wann soll die Sicherung starten?– Zeitfenster muss eingehalten werden– nicht alle Clients gleichzeitig starten– „geeignete“ Clients gleichzeitig sichern

• Behandlung spezieller Dateien– einige Dateien/Dateitypen nie sichern– einige Dateien immer sichern– Wiederherstellung der access time– client-seitige Kompression

Datensicherung

• Staging– automatische Verlagerung gesicherter

Daten von einem Medium auf ein anderes– Beispiel:

• Sicherung auf Festplatte (z.B. RAID-Array)• Kopieren der Daten in Abh. vom Alter auf ein

langsameres (preiswerteres) Medium• Löschen der Daten von der Backup-Festplatte

– Vorteil: schnelles Recovery

Datensicherung

• Hierarchical Storage Management HSM– erster Schritt: übliche Datensicherung– anschließend: Entfernen der gesicherten

Dateien, ersetzen durch einen Link– migrieren von Dateien in Abh. von Alter

oder Größe bzw. Füllgrad der Festplatte– beim Öffnen einer migrierten Datei wird

sie autom. vom Band zurückgeholt (recall)

Datenbank-Backup

• Sicherung (Backup) einer Datenbank• Warum Sicherung einer DB?

– SQL-Fehler– Prozess-Fehler– Tabellen-Fehler– Benutzer-Fehler– System- / Hardware-Fehler

Datenbank-Backup

• Physikalische Struktur einer Datenbank (am Beispiel Oracle)– Datenfiles (Tabellen)– Transaction-Logs (Online-Redo-Logs)– Archive-Logs– Control-File– Rollback-Segmente

Datenbank-Backup

• Offline-Sicherung:– Datenbank-Prozesse herunterfahren– Datenfiles sichern

• Online-Sicherung:– DB bleibt während der Sicherung in Betrieb– sehr wichtig: Control-File sichern– Backup der Transaction-Logs ist unnötig– aber: Transaction-Logs sollten gemultiplexed

werden

Datenbank-Backup

– Archive-Logs (geschlossene Redo-Logs) müssen gesichert werden

– im NOARCHIVELOG-Modus nur Offline-Backup möglich

– Datenfiles müssen gesichert werden

Datenbank-Backup

• Typen von Backups– konsistentes Backup der gesamten DB– inkonsistentes Backup der gesamten DB– Sicherung einer Tabelle– Sicherung eines Datenfiles– Archive-Log Backups

Backup im SAN

• Klassische Backup-Architektur: Sicherung im LAN, ggf. separates Backup-LAN, es gibt einen oder mehrere Backup-Server

• Server-free Backup– Backup-Client sichert direkt ins SAN– nur Metadaten-Verwaltung im Backup-Server– Koordination mittels Netzwerk-Backup-System– Problem: kopieren von Daten direkt auf das

Speichermedium im SAN, Erweiterung: 3rd-Party-SCSI Copy Command

Backup im SAN

• LAN-free-Backup– etwas einfacher als Server-free-Backup– Backup-Client verhält sich bzgl. des

Schreibens der Daten wie ein Backup-Server

– Verwaltung der Metadaten im Server– Koordination der Gerätezugriffe über den

Server– LAN-free-Backup per Shared-Disk-

Filesystem

Backup im SAN

• Datensicherung mit Instant Copies– Sicherung der „eingefrorenen“ Daten

über einen zweiten Zugriffspfad– Vorteil: Anwendungen können ohne

Unter-brechung weiterarbeiten– Ebenen: Block-, Datei-Ebene,

Anwendungen– Vorsicht: Instant Copies müssen

unbedingt mit konsistenten Daten erzeugt werden

Backup im SAN

• Datensicherung mit Remote Mirroring– Nachteil der Instant Copy: nützt nichts im

Katastrofen-Fall– Remote Mirroring als Backup funktioniert nicht– Daher: Erzeugen einer Instant Copy auf dem

Remote System

• Sicherung von NAS-Servern– Oftmals nur proprietäre Backup-Lösungen, nicht

in ein Datensicherungssystem integrierbar– Möglich: Sicherung per NFS/CIFS

Backup im SAN

• Network Data Management Protocol NDMP– Schnittstelle zwischen NAS-Server und

Datensicherungssystem– Bestandteile:

• Data Management Application DMA• NDMP Services• NDMP Session (Control und Data Session)

– Steuerung einer Session über die DMA mittels Control Connection zu jedem NDMP-Service

Backup im SAN

– Datenübertragung direkt zwischen den NDMP-Services (Data Connection)

– NDMP-Services• NDMP Data Service (Schnittstelle zum Dateisystem

eines NAS-Servers)• NDMP Tape Service (Schnittstelle zum Speichergerät)• NDMP SCSI Pass Through Service

– DMA verwaltet Zustände der Services, die Medien, Anstoßen eines Recovery

– NDMP Version 5: Translator-Service für Verschlüsselung, Kompression, Multiplexing

Archivierung

• Aufheben/einfrieren von Daten über lange Zeiträume

• Archivierung darf nicht mit Backup verwechselt werden

• Ziel Backup: erzeugen mehrerer Kopien zur Wiederherstellung im Fehlerfall

• Ziel Archivierung: Aufbewahrung aktuell nicht mehr benötigter Daten

Archivierung

• Dementsprechend sind unterschiedliche Anforderungen an Backup- bzw. Archiv-systeme sowie die Medien zu stellen

• Begriff: Information Lifecycle Management

• Notwendigkeit der Archivierung– Gesetzliche Anforderungen– Informationen aufbewahren, Wissen erhalten– Auslagerung selten benötigter Daten auf

weniger performante, preiswertere Systeme

Archivierung

• Gesetzliche Anforderungen: – revisionssichere Archivierung (Steuerdaten,

Verträge, Belege)– Unterschiedliche Aufbewahrungszeiträume– Schutz der Daten vor Veränderung,

Manipulation– Zugriff muss jederzeit möglich sein– (protokollierter) Zugriff nur durch authorisierte

Personen– Löschen von Daten nach der

Aufbewahrungsfrist

Archivierung

• Bei Archivierung zu beachten:– Technischer Fortschritt– Dauerhaftigkeit der Archivlösung– Schutz vor Katastrofen– Skalierbarkeit– Anforderungen an den laufenden Betrieb– Kosten

Archivierung

• Techniken (Medien)– WORM Write Once Read Many (optische Medien)– Aber auch festplatten- und band-basierte

WORM-Techniken verfügbar

• Datensicherheit und –integrität• Revisionssicherheit• Löschen von Daten• Unterbrechungs- und verlustfreier Betrieb• Speicherhierarchie

Sicherheit in Speichernetzen

• NFS-Sicherheit– Sicherheit des Protokolls ist gering: keine

native Verschlüsselung, Client-Authentifizierung nur per IP-Adresse, keine Authentifizierung auf Benutzer-Basis (Ausnahme NFSv4 mit Kerberos)

– Prinzipiell ist jeder IP-basierte Angriff möglich– Problem Sniffing: Übermittlung sensitiver

Informationen beim Verbindungsaufbau– Nach erfolgreichem NFS-Mount besteht der

Zugriffsschutz nur noch per FS-Permissions

Sicherheit in Speichernetzen

– root-Zugriff verhindern: root_squash– Freigaben: /etc/exports auf dem NFS-

Server– Problem Authentifizierung: findet nur auf

Basis von Cleint-IP-Adressen statt– Problem Verschlüsselung: keine native

Verschlüsselung (sinnvoll IPSec)– ab NFSv4 wird Kerberos direkt im

Protokoll zur Authentifizierung und Verschlüsselung unterstützt

Sicherheit in Speichernetzen

• Sicherheit im Fibre Channel SAN– Prinzipiell sind die Sicherheitsrisiken im

FC-SAN ähnlich wie bei IP– Authentizität (Herkunft), Authorisierung

(Berechtigungen), Integrität (Unversehrtheit), Verschlüsselung, Verfügbarkeit (DoS), Auditing

– Problem: Speichernetze und –protokolle werden heute oft als rein lokale Technik betrachtet

Sicherheit in Speichernetzen

– Authentizität: Diffie-Hellman CHAP als Teil des FC Security Protocols (FC-SP) optional

– Authorisierung: nur über WWN– WWN-Spoofing– Schwächen des Logins (FLOGI, PLOGI):

adress-Spoofing und Name Server Pollution– Session Hijacking: es muss die

Sequence-/Exchange-ID bekannt sein, dann kann ein Frame mit passender SEQ_CNT zur passenden Zeit eingeschleust werden

Sicherheit in Speichernetzen

– MITM-Attacken: Abhören einer Verbindung zwischen zwei Ports per Name Server Pollution

– Verschlüsselung: heute kein natives FC-Protokoll zur Verschlüsselung verfügbar

– Integrität: keine nativen Methoden verfügbar

Sicherheit in Speichernetzen

• Sicherheit von iSCSI– Alle Sicherheitsrisiken von TCP/IP gelten

auch für iSCSI– Eine ähnlich Funktion wie DNS

übernimmt hier der iSNS (iSCSI Name Server): Name Server Pollution

– Gegenmaßnahme: Challenge Response CHAP, zukünftig besser Kerberos