SAN
SNIA’s SMI-S enige hoop voor volledige ‘dekkingsgraad’
SAN beheer-tools aardige hulpmiddelen
38
Opslagnetwerken zijn complex, ze bestaan uit meerdere devices, applicaties, protocollen en technologieën. Bestaat de IT-architectuur uit meerdere SAN’s en zijn deze bovendien nog van heterogene samenstelling,
STORAGE MAGAZINE · 1 · FEBRUARI 2004
dan maakt dit de zaak nog ingewikkelder. Een software beheer-tool kan dan uitkomst bieden.
Met een software beheer-tool is vanuit een centrale plaats het complete opslagnetwerk te beheren. Doch niet alleen voor specifieke beheertaken kan een beheertool behulpzaam zijn, er komen steeds meer tools op de markt die de complete ‘levenscyclus’ van een SAN ondersteunen. Wanneer we het ‘bestaansleven’ van een SAN bezien, dan is daarin een aantal fasen te onderscheiden: de ‘planning’ daarvan, het ‘in kaart brengen’, de ‘configuratie’ en tenslotte, de continue ‘observatie’ van een SAN.
Planningsfase
DOOR BRAM DONS
De eerste levensfase van een nieuw SAN bestaat uit de planning van de opslagarchitectuur of de uitbreiding van een bestaand opslagsysteem. Daarbij maakt de IT-architect meestal nog gewoon van pen en papier gebruik. Maar, zoals verderop te lezen is, komen er ook steeds meer geavanceerde ‘CAD-achtige’ ontwerp-tools voor SAN’s op de markt. Deze bieden ontwerpers de mogelijkheid om op basis van standaardcomponenten een SANontwerp te maken en maken bovendien melding van eventueel daarin voorkomende configuratiefouten. Tenslotte is een ontwerp ‘door te rekenen’ om te zien welke prestaties het SAN-ont-
werp theoretisch kan leveren. Het zijn op zich zelf staande SAN-tools en ondersteunen alleen de ‘plannings’-fase met uitgebreide mogelijkheden om de geplande doorvoer binnen het SAN te simuleren en te analyseren.
Discovery Bij een bestaand netwerk, bestaat de tweede fase uit het ‘ontdekken’ van het opslagnetwerk. Daarbij staan de tool verschillende ontdekkingstechnieken ter beschikking, waaronder ‘in-’ en ‘out-of band’ discovery. De mate waarin een SAN-tool bij machte is de diverse SANcomponenten te ontdekken, is bepalend voor het beheerniveau van alle daarop volgende beheerfasen. Immers, met een tool die weinig SAN-devices herkend, is daarna ook weinig daarna te configureren of te observeren. In de regel begint iedere tool met het opvragen van informatie van gevonden SAN-componenten en het stelt aan de hand daarvan de netwerktopologie samen en brengt de met het SAN verbonden componenten in kaart. Dit artikel richt zich voornamelijk op de mate waarin de diverse tools in de discovery-fase de diverse SAN-devices binnen een gegeven opslagnetwerk kunnen detecteren.
Op basis van de samengestelde SAN-configuratie wordt in de derde, en ten aanzien van de levensduur de langste, fase de SAN-omgeving bewaakt. Bij een SANomgeving dat in bedrijf is, genereren de daarin aanwezige SAN-componenten tal van ‘events’ en messages die de status van het SAN reflecteren en melding maken van exceptionele gebeurtenissen. Op basis daarvan maakt de SAN-tool melding en kan daarop wel of niet actie ondernemen. Sommige tools kunnen bovendien real-time de hoeveelheid getransporteerde data tussen de verschillende SAN-componenten laten zien, data die naderhand gebruikt kunnen worden voor de ‘tuning’ of analyse van de SAN-prestaties. Verderop wordt gekeken naar enkele bekende leveranciers van ‘open’ SAN-tools (tools die in een heterogene omgeving werken) en de wijze waarop deze in de praktijk functioneren. Sommige tools vormen weer de basis van een grotere verzameling SAN-beheerproducten, door software-leveranciers meestal een suite of framework genoemd. Als basis van een goede werking van al deze SAN-tools (en daarop weer gebaseerde frameworks) geldt de mate waarin een bestaande SAN-omgeving in kaart kan worden gebracht. Dit is de invalshoek waar dit artikel vooral de aandacht op richt. Allereerst komt aan bod het op zichzelf staande SAN-ontwerppakket SANmetrix, dat alleen voor de planningsfase geschikt is om een SAN te ontwerpen en te modelleren.
aansluitingen van switches met verschillende snelheden en overbelaste ISL’s wordt een waarschuwing afgegeven. Uitvoerige rapporten zijn te genereren, waaronder Buffer Credit Analysis, ISL, Switch Outage, Congestion en SAN Summary. De Fabric Path View biedt de ontwerper de mogelijkheid om, met betrekking tot doorvoer en redundantie, het meest efficiënt van de beschikbare FC-poorten gebruik te maken. Het laat alle beschikbare paden van node naar node binnen de fabric zien en calculeert op basis daarvan de FSPF. De Zone View geeft alle nodes binnen een geselecteerde zone ‘verlicht’ weer, wat de identificatie makkelijk maakt. Met SANmetrix is ook een simulatie met een bepaalde SAN-belasting uit te voeren, waarbij voor elk device een bepaalde lees/schrijf activiteit is te programmeren. Tijdens de simulatie wordt de invloed van de belasting op het SAN-ontwerp in kleur grafisch weergegeven. Tevens is een device uit te schakelen waarna de invloed daarvan binnen de SAN is te zien (in het geval dat men van FSPF gebruik maakt, kunnen bepaalde data-paden dan overbelast raken). In de toekomst denkt men backup schedules van third party applicaties
in het ontwerp te kunnen importeren, wat de simulatiefunctie nog krachtiger maakt. Een nuttige optie is ook de ‘Switch Maintenance Mode’ waarbij de uitval van een switch binnen een SAN is te simuleren en de gevolgen daarvan gelijk in het display zijn te zien. Nadeel van dit pakket is dat het geen ‘shapes’ van de diverse leverancierspecifieke SAN-componenten bevat, wat een hoop handmatig invulwerk zou kunnen voorkomen. In de toekomst hoopt men ook een discovery-functie te gaan ondersteunen. Het pakket is alleen leverbaar op Windows NT/2000/XP.
Testopstelling Om te zien in welke mate een pakket de diverse SAN-componenten in de discoveryfase herkend, maken we van een SANconfiguratie gebruik met zoveel mogelijk ‘standaard’ SAN-componenten. Voor de basisconfiguratie zijn veel toegepaste componenten genomen, waaronder Brocade SilkWorm switches, 3250 Crossroad bridge, StorageTek Disk 9176 array, JNI- en Qlogic HBA’s en Wintelsystemen. De configuratie bestaat uit twee fabrics, op basis van een Brocade 2800 en een StorageNet 4100 (OEMed
Plan Managed Monitor
Discover Life-cycle Configure
SANmetrix 1.1 van StorageCorp Systems SANmetrix is een product waarmee ITarchitecten en -beheerders een prototype/ model van een SAN-ontwerp kunnen maken. Men kan met een generiek SANmodel starten en gaandeweg allerlei componenten toevoegen. Vervolgens voegt men in detail alle logische- en fysieke koppelingen toe tot en met fabric zoning en de Fabric Shortest Path First (FSPF) architectuur, op basis van ANSI FC-SW2. Bij het bepalen van de meeste geschikte data-paden wordt tevens rekening gehouden met de Hop count en toegepaste zoning. Tenslotte is het fabric-model door te rekenen waarbij eventuele potentiële flessenhalzen of oversubscription van poorten wordt gedetecteerd. Ook eventuele voorkomende segmented fabrics worden gedetecteerd (fabrics die niet zijn aangesloten) of als een link en paden niet het juiste aantal Buffer Credits bevatten. Voor
Afbeelding 1 Levenscyclus SAN.
Afbeelding 2 StorageCorp’s SANmetrix.
STORAGE MAGAZINE · 1 · FEBRUARI 2004
Monitor fase
39
CA’s BrightStor SAN Designer 1.6
Brocade) switch; beide switches zijn via ISL gekoppeld. De StorageTek 9176 disk array is via twee afzonderlijke I/O-channels verbonden met beide FC-switches en de JBOD via de 3250 router met de Brocade 2800 switch. Alle switches en bridges zijn voorzien van een IP-adres voor het beheer via LAN (out-of-band) en bovendien geconfigureerd voor SNMP. Eén Wintelsysteem dient als SNMP-server voor de ontvangst van SNMP-events die van de diverse switches/router afkomstig zijn. Bovendien zijn alle switches/router van een IP-adres voorzien voor in-band management, op basis van IP over Fibre Channel (IFCP).
JNI
Qlogic
Het pakket SAN Designer van CA maakt, tezamen met de pakketten BrightStor SAN Manager, Storage Resource Manager, Enterprise Backup en ARCserve Backup, deel uit van de familie van ‘BrightStor Enterprise Storage Automation’. Het is een geïntegreerde verzameling pakketten voor het beheer, capaciteitsplanning, beschikbaarheid en in stand houden van de continuïteit van opslagsystemen. Sommige pakketten zijn zelf door CA ontwikkeld, andere pakketten zijn opgekocht van firma’s waaronder ARCserve (Cheyenne) en SAN Designer (van de firma Netreon).
STK OPENstorage
Qlogic StorageNet 4100
JNI
40 STORAGE MAGAZINE · 1 · FEBRUARI 2004
Brocade 2800
Qlogic
QUANTUM
QUANTUM ATLAS 10K
Windows 2003 2,66 GHz
Afbeelding 3 SAN testconfiguratie.
BrightStor SAN Designer Workstation
Third-Party Application or Script
Visio 2002
BrightStor SAN Designer
Device Plug-ins Designcheck Plug-ins
FSL API Fabric Services Library
Fabric Services (fsd)
SAN Designer is een applicatie die opslagbeheerders en IT-architecten de mogelijkheid biedt om een SAN te ontwerpen, de al aanwezige SAN-hardware binnen een SAN in kaart te brengen en aan de hand daarvan een inventarisatielijst (Bill of Materials), SAN-verbindingen en andersoortige informatie te genereren. Het kan bovendien de juistheid van een ontwerp controleren en het SAN-ontwerp exporteren (in de vorm van een XML-bestand) naar een ander beheerprogramma, waar het vervolgens voor SAN-beheer gebruikt kan worden. SAN Designer draait op Windows 2000/XP en maakt van de grafische faciliteiten van Microsoft Visio 2002 (Professional) tekenpakket gebruik; voor SAN Designer is dan ook de installatie van Visio 2002 vereist. SAN Designer biedt talrijke ‘custom’ made Visio Shapes voor het ontwerp van een SAN, in combinatie met voorzieningen voor het beheer en verificatie van een SAN-ontwerp. Via de Fabric Services (fsd) ‘praat’ SAN Designer met de aanwezige SAN-switches. De Fabric Services Library (FSL) biedt een programmeer-interface (API) voor scripts en applicaties, dat toegang biedt tot de Fabric Services en configuratie-data sets. De FSL exporteert een COM object-API en kan in scripts en third-party applicaties worden geïntegreerd, waarmee vanuit de applicatie dezelfde toegangsfaciliteiten kunnen worden geboden als onder SAN Designer. Nieuwe SAN-componenten kunnen via een Device- en Design check plug-ins worden toegevoegd. Device plug-in bevat een bitmap voor de uiterlijke vorm, waarmee het device in de Visio-stencil en -tekening wordt afgebeeld. Tevens kunnen in het ‘context menu’ speciale eigenschappen van het device worden opgenomen. De Design-check plugin controleert een device op compatibiliteit en of het voldoet aan de gestelde ontwerpregels. Voor zowel de device als design plugins biedt CA de gebruiker de daarvoor benodigde specificaties.
Ontwerpfase
SAN
Afbeelding 4 BrightStor SAN Designer architectuur.
Men kan een SAN vanaf scratch ontwerpen of een data set van een SAN-beheerprogramma, op basis van het XML-data format, te importeren. SAN Designer biedt talrijke modellen (shapes) voor switches, hosts, HBA’s, opslag-devices en kant en klare groepen met switches, op basis van algemene fabric-topologiën. Elke switch wordt gekenmerkt door het type en fabrikant. SAN Designer kent
domain numbers aan elke switch toe en converteert een ontwerp met twee fabrics tot één fabric, waarbij het automatisch de domain numbers aanpast. In het ‘property’ tabblad kan voor iedere poort het gebruikte type GBIC-interface worden toegekend. Na beëindiging van het ontwerp controleert SAN Designer met de connection design check of het type GBIC overeenkomt met het type FC-kabel (short- en long-wave optical, extended long ware, active en passive copper en SCSI-kabel). Op het ‘properties’ tabblad van de HBA’s kan de firmware- en driverversie worden opgenomen en voor storage devices informatie over de afzonderlijke disks binnen een array. Na de ontwerpfase is met behulp van verschillende Design Check-modules het ontwerp te controleren, waaronder de algemene controle op IP-adressen, zones, ISL oversubscription ratio’s, host HBAcompatibiliteit, of de aanwezigheid van teveel switches binnen een fabric. Daarnaast zijn er leverancierspecifieke controles waaronder: compatibiliteit met EMC’s CLARiiON- en EMC Symmetric-hardware en HP’s EVA Storage Array-controle.
Discovery fase We zien in welke mate SAN Designer in staat is om alle componenten en eventuele ingestelde zoning binnen de test-fabric(s) te detecteren. Met de functie Discover SAN wordt de hiervoor geschetste testopstelling gescand op basis van out-band management. Men kan constateren dat, mits de FC-switch wordt herkend, ook de daarop aangesloten devices kunnen worden weergegeven. Bovendien geldt dat alleen opslag-devices die voorzien zijn van een WWN in beeld komen, waardoor de via de 3250 bridge aangesloten Quantum-
Afbeelding 6 McDATA’s SANavigator.
schijf niet kan worden getoond; de herkenning eindigt met een doodlopende ‘rode lijn’ (zie afbeelding 5). Verder werd één van de vier server-systemen niet herkend, alleen de daarop aangesloten Qlogic_HBA_2 HBA. Van beide ‘fouten’ wordt tijdens de design check wel melding gemaakt. Zones waren niet met de functie View/Update Zones in te stellen en alleen zichtbaar te maken wanneer ze van te voren via Brocade’s Fabric View zoning-instelling op beide switches zijn ingesteld. De ISL tussen beide Brocadeswitches werd keurig gedetecteerd. Volgens CA zal het in de toekomst mogelijk worden om de ontwerpdefinities (waaronder zoning) na afronding via BrightStor SAN Manager te propageren naar de online switches.
McDATA’S SANavigator 4.0 SANavigator is een SAN-pakket dat door McDATA is opgekocht van de gelijknamige firma SANavigator. De applicatie bestaat uit twee delen: een server- en een clientdeel. De SAN-gerelateerde informatie wordt op één server-systeem geïnstalleerd en heeft geen gebruikers-interface. Via de gebruikers-interface op een client kan men op de server inloggen en komt de SAN-informatie beschikbaar. De client en server mogen zich op hetzelfde systeem bevinden of op aparte systemen; Windows NT/2000, Solaris, HP-UX, Linux RedHat en AIX kunnen op zowel client als server worden geïnstalleerd. SANavigator kan van zowel in- als out-ofband discovery gebruik maken. Bij een out-of-band discovery kan men twee methodes kiezen: ‘broadcast’ of ‘sweep’. Bij de sweep methode wordt ieder individueel adres binnen een subnet gescand, de broadcast methode stuurt gelijktijdig
een message naar alle SAN-componenten. De laatste methode is meer efficiënt maar vraagt meer netwerkbandbreedte. Voor de in-band methode zijn speciale HBA-drivers met SNIA-API extension nodig (die niet door JNI zelf voor de 6410 HBA worden ondersteund, maar zijn wel als OEM-driver van StorageTek te downloaden). In de discovery-fase werden alle in de SAN’s aanwezige componenten en ISL gedetecteerd, alleen de ingestelde zoning niet. Een schitterende utility is om in de monitorfase de doorvoercapaciteit van het netwerkverkeer real-time tussen de SAN-componenten zichtbaar te maken; de mate van doorvoer wordt daarbij in verschillende kleuren aangegeven. Tenslotte, de gegenereerde SAN-bestanden zijn naar verschillende soorten bestandsformaten te exporteren (disk, e-mail, XML) en omgekeerd is een bestand te importeren met het CSV format.
Softek SANView Version 5.1.2 Softek’s SANView werkt volgens het bij beheer-tools veel toegepaste principe waarbij een server via het IP-netwerk contact onderhoud met agents. De agents verzamelen via de in- en out-of-band methode informatie van de aangesloten SAN-devices, zoals HBA’s, switches, hubs, routers, disk array’s. De zogenaamde Host Agent is een stand-alone applicatie die op iedere server, die met een HBA is uitgerust, wordt geïnstalleerd. De agent ondersteund alleen HBA’s die compatible zijn met de SNIA HBA API (FC HBA), Fujitsu’s PFCA of Softek’s SDS Virtualization Agent. Dat betekent dat voor iedere HBA een HBAdriver en een leverancierspecifieke library moet worden geïnstalleerd. SANPoint bevat de gebruikelijke voorzieningen,
STORAGE MAGAZINE · 1 · FEBRUARI 2004
Afbeelding 5 CA’s SAN Designer.
41
Switch/hub
Switch/hub
Switch/hub IP network
Softek SANView Client Monitoring health of HBA's and other SAN devices
Softek SANView Server running
Softek SANView HBA Proxy running
Storage
SAN
Storage
Fibre Channel network
Afbeelding 7 Softek’s SANView-architectuur.
zoals de bewaking van SAN-devices en het in kaart brengen van een SAN met de daarin aangesloten devices. Het biedt de mogelijkheid om WWN-zoning voor het hele SAN in te stellen, mits het gaat om Brocade-, McData- of Vixel switches; daarbij moet de firmware van de switches wel aan strikte revisieniveaus voldoen. De server draait alleen op Solaris en Windows, de agents op Solaris, Windows en AIX. Tijdens de discovery-fase werden vier van de vijf servers ontdekt (op een van de servers wilde door onbekende oorzaak de ‘agent service’ niet starten). Afhankelijk van de volgorde van opstarten van de diverse SAN-devices, liet SANview wisselende discovery-resultaten zien. De ene keer werden wel alle verbindingen en de juiste type SAN-devices geconstateerd, een andere keer weer niet. De Brocade Silkworm 2800 en de StorategeTek 2400 (een OEMed Brocadeswitch) en 4250 StorageNet router werden beide herkend, de ISL-verbinding tussen beide en alle verbindingen daarmee met de HBA’s. Van de opslagsystemen werd de op de 3250 router aangesloten JBOD niet herkend. De 9176 StorageTek array werd de ene keer wel, de andere keer als ‘Unkown FCP/SCSI target’ herkend; vreemd was dat in de tabellijst wel de benaming ‘STK OpenStorage 9176’ viel te lezen. Wel waren alle geconfigureerde LUN’s te zien in een afzonderlijk menu (dit is het enige van de onderzochte pakketen die ook daadwerkelijk alle LUN’s laat zien). Van alle onderzochte tools is SANview zo te zien het verst gevorderd met de implementatie van beheerfuncties van SAN-devices.
Een nadeel is wel dat, als gevolg van de agent/server-architectuur, op alle serversystemen ‘agent’ software moet worden geïnstalleerd. Een andere beperking is dat het pakket slechts een drietal merken switches voor configuratiedoeleinden ondersteunt (nu bestaan er niet zoveel switch-merken, dus dat scheelt weer). Een pluspunt is dat dit pakket zeer gedetailleerde informatie over alle SANdevices laat zien en mogelijkheden biedt voor configuratie (waaronder zoning). Daarnaast zijn er diverse tools die prestaties van verbindingen en FC-devices in (onder meer in grafische vorm) laten zien.
Samenvatting De basis van alle SAN-beheerpakketten valt en staat met de herkenning van SANcomponenten binnen de SAN fabric. Geen van de onderzochte tools was echter in staat om een volledig overzicht te maken van de twee, toch nog vrij simpele, SAN fabrics. De tool die nog de meeste componenten detecteerde en gedetailleerde informatie opleverde was McData’s SANavigator. Dit is een tool die al enkele jaren op de markt is en dat is goed te merken aan de geboden kwaliteit. Ten aanzien van installatie, bedieningsgemak, ondersteunde devices en herkenning daarvan, steekt dit pakket met kop en schouders uit boven alle onderzochte SANtools. Ook op het gebied van ‘monitoring’ gaf deze tool een goed inzicht in de prestaties van het SAN. Op SANview na, bleven LUN’s bij alle tools onzichtbaar. En ook weer, op SANview na, was met geen enkele tool rechtstreeks de WWN-zoning van de switches in te stellen;
(uiteraard wel indirect, via het aanroepen van de merkgebonden tool).
STORAGE MAGAZINE · 1 · FEBRUARI 2004
HBA’s inside
43 Conclusie De meeste SAN-tools zijn op dit moment nog niet veel meer dan aardige hulpmiddelen bij het ontwerp, documentatie en in kaart brengen van een SAN, met slechts beperkte mogelijkheden voor instellingen van SAN-devices. Alle onderzochte tools ontbreekt het nog aan een volledige ‘dekkingsgraad’. De ene tool scoort op het gebied van discovery wat beter dan de ander, sommige scoren weer beter in het tonen van het grafische ontwerp en de doorrekening van het SAN-ontwerp. Kortom, SAN-tools hebben nog een lange weg te gaan voordat ze op een vergelijkbaar niveau komen met de geavanceerde tools die al enkele jaren bestaan in de wereld van LAN’s en WAN’s. Als gevolg van de gebrekkige compatibiliteit van SANcomponenten (mede weer het gevolg van de niet goed en onvolledig gedefinieerde FC-standaarden) blijft de SAN-wereld ook op dit gebied zitten met SAN-tools die ook nooit en te nimmer voor de volle 100 procent goed kunnen functioneren. De SAN-industrie heeft met betrekking tot het SAN-beheer de hoop gevestigd op SNIA’s SMI-S, maar de vraag blijft nog open of ook alle leveranciers daaraan mee gaan doen en of het al niet te laat is. Toch is dit voor de Fibre Channel-wereld nog de enige hoop, want alleen op die manier zijn SAN-tools nog naar een hoger beheerniveau te tillen. ■ BRAM DONS IS ONAFHANKELIJK IT-ANALIST.
