Was ist ein MetroCluster?

MetroCluster – Wiederherstellung mit nur einem Befehl

Unternehmen müssen immer höhere Anforderungen an die Servicequalität erfüllen und gleichzeitig die Kosten- und Betriebseffizienz aufrechterhalten. Mit der Zunahme des Datenvolumens und der Verlagerung von Anwendungen in gemeinsam genutzte virtuelle Infrastrukturen (Cloud, Public Cloud) steigt der Bedarf an kontinuierlicher Verfügbarkeit für unternehmenskritische und andere Geschäftsanwendungen weiter an. In einer Umgebung mit hochgradig virtualisierten Infrastrukturen mit einer Vielzahl von unternehmensentscheidenden Anwendungen wäre ein Unternehmen stark betroffen, wenn diese Anwendungen nicht mehr verfügbar wären. Eine solch kritische Infrastruktur benötigt garantiertes Backup und Sicherung aller Daten sowie eine Systemwiederherstellung innerhalb von Minuten statt Stunden. Diese Anforderung gilt sowohl für private und öffentliche Cloud-Infrastrukturen als auch für hybride Cloud-Infrastrukturen, die beide miteinander verbinden.
Für jedes Unternehmen hat der Verlust der Speicherinfrastruktur, selbst für einen kurzen Zeitraum, erhebliche negative Auswirkungen auf den Umsatz und den Ruf des Unternehmens.
Metrocluster halten die Verfügbarkeit der Speicherinfrastruktur aufrecht. Allgemein ist ein Metrocluster ein auf zwei (oder auch drei) Standorte (Brandabschnitte) verteilter lokaler Cluster mit einem lokal gespiegelten Speicher.

Hochverfügbarkeit durch Redundanz (NetApp)

Fallen Komponenten oder ein ganzer Standort aus, schalten Metrocluster direkt und vor allem ohne Latenz auf den zweiten Standort um und sorgen damit für Aufrechterhaltung der Business Continuity für kritische Enterprise-Applikationen und -Workloads. Durch die Verteilung des Speichers auf zwei Standorte mit lokalem und entferntem Speicher (remote) wird sichergestellt, dass auch bei Ausfall eines gesamten Standorts alle Anwendungen und Dienste ohne Unterbrechung weiterlaufen.
Metrocluster können ohne Point of Failure angelegt werden, d. h. die Schwachstellen im Cluster werden durch automatisierte Funktionen gesichert, um alle Daten und Anwendungen per Redundanz und Synchronisierung hochverfügbar zu halten. Eine defekte Festplatte kann so im laufenden Betrieb ausgetauscht werden (Hot Swap) und dank Multi-Pathing der Storage-Nodes bleiben auch bei Ausfall und Austausch kritischer Komponenten (z. B. Hardwareschnittstellen: Host-Bus-Adapter, Switch, Kabel etc.) alle Dienste verfügbar. RAID-Verbünde der Speichermedien stellen die System-Hochverfügbarkeit sicher, wenn ein ganzes Festplattengehäuse betroffen ist. Wenn ein kompletter Knoten bzw. Server defekt ist, werden dessen Aufgaben von einem anderen Knoten übernommen und lediglich die zwischenzeitlich neuen bzw. veränderten Daten müssen synchronisiert werden, sobald das ausgefallene Element wieder hergestellt und online ist. Die Umschaltdauer richtet sich dann nach der Zahl der Dienste, d. h. das Datenvolumen ist hierbei nicht ausschlaggebend.
Ist der Standort bzw. das Rechenzentrum als Ganzes von einem Ausfall betroffen, werden alle Services vom zweiten Standort bzw. Rechenzentrum betrieben. Da in dem Fall jedoch einige Nodes fehlen, ist die Leistung eingeschränkt. Kunden haben aber Gewissheit, dass nichts verloren geht und wirklich alle Dienste weiterlaufen.

1. Transparente Wiederherstellung nach Ausfällen:

• Die ONTAP®-Speichersoftware ermöglicht einen unterbrechungsfreien Betrieb innerhalb des Rechenzentrums. Sie widersteht Komponenten-, Knoten- und Netzwerkausfällen und ermöglicht geplante Hardware- und Software-Upgrades (im laufenden Betrieb je nach Konfiguration).
• MetroCluster erweitert die Geschäftskontinuität und kontinuierliche Verfügbarkeit über das Rechenzentrum hinaus auf ein zweites Rechenzentrum. MetroCluster-Konfigurationen bieten automatische Übernahme (für lokale Hochverfügbarkeit) und manuelle Umschaltung (von einem Rechenzentrum zum anderen).

2. Kombiniertes Array-basiertes Clustering mit synchroner Spiegelung für einen Datenverlust von null:

• RPO = 0 (Recovery Point Objective = maximal akzeptabler Datenverlust)
• RTO ≤ 120 s (Recovery Time Objective = maximal akzeptable Zeit bis zur korrekten Bereitstellung nach Switchover / Switchback)
   

3. Geringerer Verwaltungsaufwand:

• Nach der Ersteinrichtung werden Änderungen auf einem Cluster automatisch auf den zweiten Cluster repliziert.
• Die Administration ist nahezu identisch mit einer ONTAP®-Umgebung, da NetApp ONTAP® System Manager und ActiveIQ Unified Manager verwendet werden.
• Es sind keine (oder nur minimale) Änderungen an Anwendungen, Hosts und Clients erforderlich. Die Software ist so konzipiert, dass sie für jede Front-End-Anwendungsumgebung transparent und unabhängig ist. Die Verbindungspfade sind vor und nach der Umschaltung identisch, so dass die meisten Anwendungen, Hosts und Clients (Network File System, NFS und Storage Attached Network, SAN) sich nicht neu verbinden oder ihren Speicher wiederfinden müssen, sondern automatisch wieder aufgenommen werden.
  [Hinweis: Beachten Sie, dass Server-Message-Block-Anwendungen (SMB), einschließlich SMB3 mit kontinuierlichen Verfügbarkeitsfreigaben, nach einer Umschaltung oder einem Switchback eine neue Verbindung herstellen müssen. Diese Notwendigkeit ist eine Einschränkung des SMB-Protokolls.]

4. Funktionen, die ONTAP® ergänzen:

• NetApp MetroCluster bietet Multiprotokoll-Unterstützung für eine breite Palette von SAN- und NAS-Client- und Host-Protokollen
• Der Betrieb ist unterbrechungsfrei für Technologieaktualisierung, Kapazitäts- und Performance-Management
• Quality of Service (QoS) kann implementiert werden, um die Leistung von weniger kritischen Arbeitslasten einzuschränken
• Datendeduplizierung und -komprimierung funktionieren sowohl in SAN- als auch in NAS-Umgebungen
• Datenmanagement und -replikation sind mit Unternehmensanwendungen integriert
   

5. Niedrigere Kosten:

• NetApp MetroCluster senkt Ihre Anschaffungskosten und die Betriebskosten aufgrund seiner einfach zu verwaltenden Architektur. Die MetroCluster-Funktionen sind direkt in ONTAP® integriert und erfordern keine zusätzlichen Lizenzen.

6. Vereinfachte Notfallwiederherstellung:

• Bei einem Totalausfall des Standorts können die Dienste mit einem einzigen Befehl innerhalb von Minuten auf den Disaster Recovery-Standort umgestellt werden. Es sind keine komplexen Failover-Skripte oder -Verfahren erforderlich.

FC und IP für große Entfernungen zwischen Brandabschnitten

NetApp bietet seine NetApp MetroCluster-Lösungen in zwei Versionen an:

1. Als MetroCluster Fibre Channel (MC FC) mit Switches und redundanten Fabrics für Standort-Redundanz über Entfernungen von bis zu 300 Kilometern
2. Die Erweiterung als MetroCluster Internet Protocol (MC IP) mit iSCSI- und iWARP-Protokoll für Standort-Redundanz über Entfernungen von bis zu 700 Kilometern.

Die MetroCluster-Funktion als MC FC oder MC IP ist Bestandteil der Betriebssystem-Software ONTAP® von NetApp.

MetroCluster FC

MetroCluster FC nutzt Fibre Channel-Verbindungen von vier FC-Switches zum Herstellen von zwei redundanten FC Fabrics für ein synchrones Spiegeln der Daten auf zwei Seiten. Außerdem werden FC-SAS Bridges (von ATTO) für die Verbindung der SAS-Laufwerke mit den Fabrics und ein FC Virtual Interface (FCVI-Karte) für NVRAM-Spiegelung benötigt. MetroCluster FC ist seit ONTAP® 8.3 erhältlich und basiert auf einer FC-Speicherstruktur. Die Lösung ist auch in einer kleineren Konfiguration namens MetroCluster Stretch FC erhältlich.

MetroCluster FC: Vier FC Switche und vier SAS-Bridges (NetApp)

MetroCluster IP

MetroCluster IP hingegen kann auf Fibre Channel und die dazugehörige Hardware (FC-Switche und Bridges) verzichten. Leistungsstarke Ethernet-Switches verbinden die Festplatten vor Ort mit SAS und die entfernten Remote-Festplatten per iSCSI und bieten so zusammengeführte Intra-Cluster- und Inter-Cluster-Switches für lokale und Remote-Replikation.
MetroCluster IP wurde mit dem NetApp-Betriebssystem ONTAP® 9.3 eingeführt. Vor dem Hintergrund von Ethernet-Speicher und Hochleistungs-Ethernet bietet MetroCluster IP eine überzeugende Lösung für kontinuierlich verfügbaren Speicher mit einer geringeren Anzahl von Komponenten, niedrigeren Kosten und einer höheren Funktionalität.
 

MetroCluster IP: Nur 2 Ethernet-Switche (NetApp)

MetroCluster IP im Vergleich zu MetroCluster FC

Die folgenden Merkmale zeigen die Unterschiede zwischen MetroCluster IP und MetroCluster FC auf:

• MetroCluster IP verwendet eine Ethernet-Backend-Speicherstruktur anstelle einer FC-Backend-Speicherstruktur, dadurch entfällt der Bedarf an dedizierten FC-Switches und SAS-Hardwarekomponenten.
• MetroCluster IP kollabiert die Intercluster-Switches sowohl für die lokale als auch für die entfernte Replikation und eliminiert den Bedarf an FC-Switches.
• MetroCluster IP benötigt keine SAS-Brücken.
• MetroCluster IP repliziert NVRAM mit iWARP, indem es die gleichen Back-End-Ethernet-Ports wie das Speichernetzwerk nutzt (für NVRAM-Spiegelung ist statt der FCVI-Karte eine iWARP-Chelsio-Karte nötig).
• MetroCluster IP greift auf entfernte Festplatten über das iSCSI-Protokoll zu, wobei der entfernte Disaster-Recovery-Knoten als iSCSI-Ziel fungiert und Flash-Systeme mit integriertem Speicher unterstützt.

Der Vorteil von MC IP ist die reduzierte Hardware von Drittanbietern und somit ergibt sich eine leichtere Verwaltung und Wartung bei weniger Komplexität und geringeren Kosten. Der Nachteil besteht darin, dass ein automatischer Switch Over bei Desaster Recovery bzw. Ausfall eines gesamten Standorts nur mit der ONTAP®-Software Mediator bzw. Tiebreaker möglich ist. Dabei stehen jedoch die iSCSI-Disks nicht zur Verfügung. Der Vorteil von MetroCluster FC liegt in der Separierung mit zusätzlicher Technologie (FC-Switche etc.), wodurch eine wesentlich höhere Sicherheit und Geschwindigkeit gegeben sind.
MetroCluster erweitert die Verfügbarkeit von ONTAP® durch Spiegelung von Daten zwischen zwei unabhängigen ONTAP®-Clustern. Jeder Cluster befindet sich in einer Standort- oder Ausfalldomäne und nutzt die Standard-HA-Funktionen der FAS- oder AFF-Systeme. MetroCluster von NetApp bietet die Möglichkeit, sowohl Daten als auch Konfiguration zwischen den beiden ONTAP®-Clustern zu spiegeln. Die Lösung umfasst validierte Systemparameter und Grenzwerte, die ein Failover von einem Standort zum anderen innerhalb der standardmäßigen Timeout-Zeiten für Storage-Protokolle ermöglichen. MetroCluster-Funktionen und -Hardware sind zertifizierte Teilfunktionen der typischen ONTAP® FAS- und AFF-Systeme.

Sie haben Fragen zu diesem Thema oder anderen Themen rund um IT? Auf unserer Website können Sie sich zu verschiedenen Herstellern und Lösungen informieren. Natürlich unterstützen wir Sie jederzeit gerne mit Beratung und Auskunft. Wenden Sie sich einfach per Mail, Telefon oder gleich hier auf der Seite im persönlichen Kundenchat an unsere freundlichen Mitarbeiter*innen – Sie sprechen immer direkt mit unseren zertifizierten Experten! Kennen Sie schon unseren Server-Konfigurator? Wenn Sie einen Server kaufen möchten, geht dies ganz einfach: Mit ein paar Klicks erstellen Sie sich auf unserer Seite Ihren persönlichen maßgeschneiderten Server! Fragen Sie bei der Gelegenheit auch gleich nach den Serverhero-Projektkonditionen: wir sind eines der wenigen IT-Unternehmen in Deutschland, das von allen führenden Herstellern, wie Veeam, Lenovo, Supermicro, Dell, Fujitsu, Hewlett Packard Enterprise (HPE), Lancom etc., mit Partner-Status zertifiziert wurde. Dadurch erhalten wir spezielle Konditionen, die wir direkt an Sie weitergeben: Sparen Sie mit unseren Projektkonditionen bis zu 40 % der Anschaffungskosten!
Interessante Artikel zu vielen weiteren Themen finden Sie ebenfalls auf unserer Seite „Wissen2Go“, wie zum Beispiel:

• Fujitsu iRMC einrichten (iRMC S5 Anleitung)
• SAS, SATA, PCIe, NVMe und Co.
• HPE iLO 5 konfigurieren und aktivieren
• NVIDIA-GPUs und zugehörige Lizenzen

Des Weiteren haben wir auf unserer Seite „Wissen2Go“ auch Steuer-Spartipps für Ihre IT-Anschaffungen und Informationen zur staatlichen Förderung von IT-Investitionen für Sie erstellt. Auch zu diesen Themen beraten wir Sie gern! Falls Sie in einer Schule tätig sind, nutzen Sie unsere Beratung zu den Vorteilen des Digitalpakts der Bundesregierung! Informationen zu staatlichen Fördergeldern für Technologieinnovationen in Krankenhäusern finden Sie in unserer Übersicht Krankenhauszukunftsgesetz (KHZG) für die Digitalisierung von Krankenhäusern.