Das muss Datenübertragung heute leisten

Ethernet, SCSI, iSCSI, FC, FCoE, NVM, NVMe, SAS, SATA, Infiniband, USB, Thunderbolt. Bei der Datenübertragung kämpfen die Beteiligten mit einer Unmenge Standards und Techniken. Dabei ist die Sache eigentlich einfach: Rechner (PC, Notebook, Tablet, Smartphone) verarbeiten eingegebene Daten mittels Prozessor, speichern sie im Cache zwischen und verschicken sie irgendwohin oder speichern sie lokal ab. Doch alles, was dazwischenliegt, also die Verbindungen und Netze, die die schönen Daten weiterschicken, hat es in sich.

Zu unterscheiden sind dabei Basisverbindungen und schnellere Netze für besondere Speicheranforderungen: Fast jeder benutzt Ethernet, um sich mit PCs, Endgeräten oder Servern zu verbinden. Die Geschwindigkeit der Datenübertragung spielte dabei lange keine große Rolle, und nur allmählich erhöhten die Hersteller das Tempo der Verbindungen – heute ist 10 GBit/s in Unternehmen und Rechenzentren Standard. Wo’s schneller sein muss, werden Leitungen gebündelt.

Die Situation änderte sich mit dem Aufkommen von Storage Area Networks (SANs) und Network Attached Storage (NAS): Sie sorgten für die Kommunikation weniger großer Speichersysteme mit vielen Anwendungs-Servern in den Rechenzentren. Für die damit verbundenen höheren Anforderungen an die Datenübertragung wurden die Techniken Fibre Channel (FC) und Infiniband entwickelt. Sie stellen aber besondere Ansprüche an die IT-Administratoren und sind teuer und konnten so nur in großen Unternehmen und beim High Performance Computing (HPC) Fuß fassen.

Das führte zu Versuchen, die Leitungsmedien Kupfer und Glasfaser zu verbessern und durch Kombination verschiedener Techniken günstigere und schnellere Verbindungen zu erreichen. Das Ergebnis: iSCSI und FCoE (Fibre Channel over Ethernet). Wie’s damit weitergeht, verraten die Roadmaps von Ethernet Alliance und Fibre Channel Industry Association.

In einem bisher nicht gekannten Maß stiegen die Anforderungen an die Datenübertragung dann mit neuen Speichersystemen wie Flash und In-Memory sowie mit Applikationen mit riesigem Datenhunger wie Big Data und Analytics, die gerade dabei sind, ältere Methoden wie Business Intelligence und Data Warehousing abzulösen. Als Antwort darauf wurde mit NVM Express (NVMe) eine Technik speziell für den Einsatz von Flash entwickelt. Und mit der Erweiterung NVMe over Fabrics gibt es eine Spezifika­tion für längere Strecken, die auch ein Fibre-Channel-Netz einsetzen kann. NVMe ist sowohl für den Einsatz bei mobilen Geräten wie Smartphones als auch bei Speichersystemen in Unternehmen geeignet. Derzeit steht ganz oben auf der Tagesordnung der IT-Indus­trie, an der Kompatibilität verschiedener Geräte zu arbeiten, die man auf den unterschiedlichen Ebenen einer Hierarchie von Speichernetzwerken verwenden kann.