Business Case zur Unified Storage-Konsolidierung
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Analysis from The Wikibon Project September 2011 Business Case zur Unified Storage-Konsolidierung bei Microsoft Windows Installationen Autor: David Floyer A Wikibon Reprint Business Case zur Unified Storage-Konsolidierung bei Microsoft Windows Installationen Autor: David Floyer Zusammenfassung Unified Storage ist eine Infrastruktur, bei der verschiedene Arten von Storage im selben Management Framework unterstützt werden. Im Idealfall kann der Administrator den gesamten Storage ungeachtet des Storage-Typs mit denselben Tools und Funktionen managen. In der Storage-Branche wird Unified Storage schon seit etwa zwei Jahren heiß diskutiert. In erster Linie dreht sich die Diskussion um die unterschiedlichen Anbieter, Produkte und Funktionen und das tatsächlich mögliche Maß an Vereinheitlichung. Unified Storage ist besonders für Microsoft Windows Installationen interessant. In der Regel sind diese Installationen groß und heterogen genug, um mehrere Arten von Storage zu erfordern (z. B. Datei- und Blockprotokolle oder Ethernet und Fibre Channel), jedoch nicht groß genug, als dass Storage-Silos gerechtfertigt wären. NetApp hat Unified Storage vor etwa zehn Jahren eingeführt und verfügt über die höchste Anzahl an Unified Storage-Kunden. Unserer Meinung nach ist das NetApp Storage Array derzeit die am besten integrierte Lösung und bietet die umfangreichsten Funktionen am Markt. Mit NetApp Storage als Standardlösung hat Wikibon analysiert, welche geschäftlichen Argumente für die Storage-Konsolidierung zu Unified Storage bei Microsoft Windows Installationen sprechen. Hierzu hat Wikibon anhand detaillierter Modelle und Daten aus der Praxis einen Business Case erstellt und ergänzend eine Reihe von NetApp Kunden befragt, die bereits Erfahrungen mit der Konsolidierung sammeln konnten. Auch andere Studien wurden in die Analyse einbezogen. Es zeigte sich, dass die Konsolidierung zahlreiche Vorteile hat. Durch sie entsteht ein zentraler Pool aus Storage-Ressourcen, der mit nur einem Toolset verwaltet werden kann. Die grundlegende Effizienz von Storage-Auslastung und Storage Management wird so maximiert. Für jede Applikation kann der Benutzer die am besten geeignete Storage-Art und das optimale Storage-Protokoll auswählen. Dank Virtualisierung können erweiterte Funktionen wie Thin Provisioning und Thin Copying implementiert werden. Die Snapshot Technologie eröffnet in Kombination mit Microsoft VSS neue kostengünstige und benutzerfreundliche Möglichkeiten für das Management von Backup, Recovery und Remote-Replizierung. In der nachfolgend erläuterten eingehenden Analyse des Business Case wurde von Wikibon ein fiktives Referenzunternehmen mit einem Umsatz von 250 Millionen US-Dollar, 1.000 Mitarbeitern und einem IT-Budget von 7,5 Millionen US-Dollar (3 % des Umsatzes) zugrunde gelegt. Verglichen wurden ein Basisszenario mit mehreren Storage-Lösungen und eine Unified Storage-Lösung. Abbildung 1 unten zeigt die Ergebnisse der Analyse. Nähere Details sind im Abschnitt „Business Case Wikibon.org September 2011 Page Number 1 of 10 für Unified Storage“ zu finden. Folgende finanzielle Kennzahlen ergaben sich aus der Analyse: • • • • • Abnahme des Storage- und Storage-bezogenen Betriebsbudgets (Jahr 4) um 35 % Nettogewinn in vier Jahren von ca. 1,1 Millionen US-Dollar Kapitalwert (5 %) von 882.118 US-Dollar Interner Zinsfuß von 376 % Amortisierung innerhalb von vier Monaten Abbildung 1: Auswirkungen der Migration zu Unified Storage auf das IT-Budget innerhalb von vier Jahren (bei einem Unternehmen mit 250 Millionen US-Dollar Umsatz und einem IT-Budget von 3 % des Umsatzes) Quelle: Wikibon 2010 Wikibon.org September 2011 Page Number 2 of 10 Der größte Nachteil von Unified Storage ist die relative Abhängigkeit von einem einzelnen Anbieter für Storage Software und Hardware. Dies wurde bei der Analyse mit einem Abzug von 10 % berücksichtigt. Unified Storage deckt nicht alle StorageAnforderungen ab. Für bestimmte Applikationen, die eine sehr hohe I/O-Performance oder Verfügbarkeit benötigen, ist möglicherweise eigenständiger Storage erforderlich. Wikibon empfiehlt für Installationen, in denen Microsoft Windows dominiert, eine Unified Storage-Strategie. Eigenschaften von Microsoft Windows Installationen In vielen kleinen und mittelständischen Unternehmen stützt sich die IT-Infrastruktur vornehmlich auf Microsoft Software. Zu den häufig verwendeten Software-Produkten zählen: • • • • • • Microsoft Windows Betriebssysteme Virtualisierungshypervisoren (in der Regel VMware, gelegentlich Hyper-V) Benutzer-Tools für E-Mail, Produktivität und Kommunikation (z. B. Exchange und SharePoint) betriebliche Datenbankanwendungen, die hauptsächlich auf SQL Server basieren (mit Oracle Anteil) Microsoft Software für das Netzwerk-Management (z. B. Active Directory) Datei-/Druckservices zur Unterstützung von Microsoft Office ClientApplikationen Im Allgemeinen beruht die Applikations-Software vor allem auf branchenspezifischen ISV-Paketen und Microsoft Produktivitätspaketen. Die IT-Infrastruktur von Microsoft Installationen wird in der Regel von einer begrenzten Anzahl an IT-Generalisten betreut, die für alle Bestandteile der Infrastruktur (einschließlich Server, Storage und Netzwerk) Support leisten. Wenn Support für das Infrastruktur-Design oder für spezifische technische Fragen erforderlich ist, werden Hardware Reseller, Berater vor Ort (oft aus der Branche) und Microsoft hinzugezogen. Für den Applikations-Support ist eine kleine interne Support-Gruppe zuständig, die von ISVs und Microsoft unterstützt wird. Wikibon.org September 2011 Page Number 3 of 10 Storage-Anforderungen für Microsoft Installationen Wikibon hat drei Unternehmen mit entsprechenden Installationen eingehend befragt und zahlreiche andere Datenquellen einbezogen. Dabei zeigte sich, dass Effizienz und Benutzerfreundlichkeit die wichtigsten Kriterien für Storage in Microsoft Installationen sind. Die I/O-intensivsten Teile der Storage-Infrastruktur stehen üblicherweise im Zusammenhang mit Exchange und den für den Betrieb verwendeten SQL Server Applikationen. Häufig kommen hierfür Fibre Channel-Laufwerke (FC) zum Einsatz. Diese Applikationen sind für Führungskräfte am wichtigsten. Das am meisten genutzte Protokoll in den untersuchten Microsoft Installationen ist iSCSI. Bei allen von Wikibon befragten Unternehmen wird für den iSCSI Storage ein separates Netzwerk eingesetzt. Die I/O-intensiven Applikationen laufen in den meisten Fällen auf Direct Attached Storage (DAS) oder Fibre Channel. NAS CIFS-Protokolle unterstützen den Datei-/Druck-Storage und die Web-basierten Applikationen, während NAS NFS vor allem für technisches Computing verwendet wird. Definition von Unified Storage Unified Storage ist eine zentrale, integrierte Storage-Infrastruktur, in der die Datenprotokolle Fibre Channel (FC), Fibre Channel over Ethernet (FCoE), IP Storage Area Network (iSCSI) und Network Attached Storage (NAS) gleichzeitig unterstützt werden. Gelegentlich wird dieses Konzept auch als Network Unified Storage (NUS) bezeichnet. NetApp hat als Vorreiter im Unified Storage-Bereich das zentrale Storage-Betriebssystem ONTAP und das zentrale Filesystem WAFL entwickelt, mit dem der gesamte Storage virtualisiert und in 4-KB-Blöcken gemanagt wird. Mit dieser Architektur hat NetApp den ursprünglichen NAS-Filer zu einem Storage Array mit umfassenden Funktionen erweitert, das folgende Protokolle unterstützt: • • • NAS (CIFS und NFS) (dateibasierter Storage, Zugriff per Ethernet) iSCSI (blockbasierter Storage, Zugriff per Ethernet) Fibre Channel (blockbasierter Storage, Zugriff per FC oder FCoE) NetApp hat diesem virtualisierten Storage-System unter anderem folgende Funktionen hinzugefügt: • • • • • • • • • • Wikibon.org Thin Provisioning (unter der Bezeichnung FlexVol) dynamische Anpassung der Volume-Größe platzeffiziente Snapshots (FlexClone) konsistenter SnapManager für Microsoft Exchange, Oracle, SQL Server und VMware SnapMirror asynchrones und synchrones Remote Mirroring bidirektionaler Dateizugriff bei CIFS und NFS Deduplizierung von 4-KB-Blöcken, Inline-Identifizierung, VolumeReduzierung in Batches Komprimierung mit LZO Technologie Flash Storage als SSD und als schreibgeschützter Cache September 2011 Page Number 4 of 10 Auch Compellent, Dell, Dot Hill, EMC, FalconStor, HP, IBM, Microsoft, Oracle (Sun), Reldata und andere Anbieter vertreiben Unified Storage-Produkte. Die oben genannten Funktionen sind teilweise auch bei Unified Storage-Produkten von anderen Anbietern als NetApp zu finden und einige der Produkte bieten zusätzliche Funktionen, insbesondere im Bereich Flash Cache Management. Da NetApp jedoch über den größten Funktionsumfang, die größte Basis an Installationen und die engste Integration der verschiedenen Funktionen verfügt, hat Wikibon bei den nachfolgend erläuterten Vergleichen und dem Business Case NetApp Produkte zugrunde gelegt. Business Case für Unified Storage Der Business Case basiert auf dem Wikibon Standard Company Reference Model, das an die kleineren Unternehmen angepasst wurde, die üblicherweise eine Microsoft Windows Infrastruktur nutzen. Folgende Unternehmenseigenschaften wurden vorausgesetzt: • Umsatz: 250 Millionen US-Dollar • Mitarbeiteranzahl: 1.000 • IT-Budget: 7,5 Millionen US-Dollar (3 % des Umsatzes) Die Aufteilung des IT-Budgets wird in Abbildung 2 dargestellt. Aufteilung des Budgets in Höhe von 7,5 Mio. $ (3 % des Umsatzes) Software 1.875.000 25 % Management 375.000 5% Betriebsanlagen 525.000 7% Netzwerkinfrastruktur 300.000 4% Storage Hw und Sw 375.000 5% Server-Infrastruktur 600.000 8% PCs mit grundlegender Software 675.000 9% Entwicklung 1.650.000 22 % Betrieb 1.125.000 15 % Abbildung 2: Referenz-IT-Budget von Wikibon (bei einem Unternehmen mit 250 Millionen US-Dollar Umsatz und einem IT-Budget von 3 % des Umsatzes) Quelle: Wikibon 2010 Wikibon.org September 2011 Page Number 5 of 10 Der Storage-Einzelposten im Umfang von 375.000 US-Dollar deckt die Abschreibungen oder Leasing-Kosten und die Wartungskosten für die Storage Hardware und Software ab. Bei den Storage-Gesamtkosten müssen jedoch Teile anderer Einzelposten berücksichtigt werden. Tabelle 1 zeigt, welche Storage-bezogenen Einzelposten ebenfalls von Storage-Entscheidungen beeinflusst werden. Das Gesamtbudget für Storage und Storage-bezogene Elemente beläuft sich auf 1,25 Millionen US-Dollar. Storage-bezogene Einzelposten Abschreibung/Leasing und Wartung für Storage Hardware Abschreibung/Leasing und Wartung für Storage Software Storage-Betriebskosten (40 % des Betriebsbudgets, einschl. Backup/Recovery) Software für Backup/Recovery/Archivierung (7 % des Software-Budgets) Betriebsanlagen (Storage-Komponente, proportional) Netzwerk (25 % des Netzwerkbudgets für Storage-Netzwerk, Replizierung usw.) Management (proportional) Gesamtkosten Jahresbudget 250.000 $ 125.000 $ 450.000 $ 131.250 $ 154.412 $ 75.000 $ 62.403 $ 1.248.065 $ Tabelle 1: Jahresbudget für Storage-bezogene Einzelposten (bei einem Unternehmen mit 250 Millionen US-Dollar Umsatz und einem IT-Budget von 3 % des Umsatzes) Quelle: Wikibon 2010 Unified Storage verheißt deutliche Vorteile für die IT-Infrastruktur. Die entsprechenden Annahmen sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Dazu ist Folgendes anzumerken: • • • • Wikibon.org Abzug für einzelnen Storage-Anbieter: Wikibon hat zu diesem Punkt zahlreiche IT-Führungskräfte aus unterschiedlichen Technologiegebieten befragt. Die Antworten variierten zwischen 5 % und 20 %. Als realistischen Mittelwert hat Wikibon einen Abzug von 10 % gewählt. Kosten für die Implementierung einer Unified Storage-Strategie: Wikibon schätzt den Aufwand zur anfänglichen Implementierung einer Unified StorageStrategie gering ein, da hauptsächlich die bereits vorhandenen Verfahrensweisen vereinfacht werden müssen. Dies kann nach und nach erfolgen, sodass die Menge an Unified Storage innerhalb von vier Jahren zunimmt. Zunahme des IT-Budgets: Wikibon erwartet für die nähere Zukunft keinen Anstieg der IT-Budgets. Verbesserte Auslastung: Wikibon hat über dieses Thema mit Kunden gesprochen, die bereits über eine Unified Storage-Strategie verfügen. Die Liste der in dieser Umgebung verfügbaren Funktionen ist lang. Alle Funktionen sind auch in bestimmten alternativen Einzellösungen zu finden. Aus den von Wikibon durchgeführten Befragungen wurde jedoch deutlich, dass sich zusätzliche Funktionen wesentlich einfacher innerhalb eines einzelnen Arrays und Management-Systems implementieren lassen als bei mehreren verschiedenen Arrays oder Server-basierten StorageImplementierungen und Storage Management-Systemen. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Möglichkeit, Storage protokollübergreifend zu nutzen und nicht benötigten Speicherplatz uneingeschränkt neu zuzuweisen. Wikibon geht davon aus, dass ein Wert von 35 % realistisch und ohne übermäßigen Aufwand zu erreichen ist. September 2011 Page Number 6 of 10 • • • • • • Das größte Einsparpotenzial birgt zweifelsohne die Verringerung des betrieblichen Aufwands beim Storage Management. Im Vergleich zu einer DAS-Kombination oder einem Mix aus unterschiedlichen Arrays liegen die Vorteile von Unified Storage in der einfachen Administration, dem zentralen Storage-Betriebssystem, der Automatisierung von Routineaufgaben und den unkomplizierten Backup- und Recovery-Optionen für Microsoft InfrastrukturSoftware. Nach gründlicher Analyse und Gesprächen mit Vertretern aus der Praxis geht Wikibon davon aus, dass die Betriebskosten um 50 % gesenkt werden können. Unified Storage bietet modernere Funktionen für Backup, Recovery und Remote-Replizierung, bei denen mit den standardmäßigen SnapshotFunktionen des Arrays und den Funktionen von Microsoft VSS konsistente Kopien erstellt werden. Nur die geänderten Daten werden gesichert und können remote gestreamt werden. Die erweiterten Recovery-Funktionen moderner Backup- und RecoverySysteme wie Syncsort Integrated Backup sind effizienter und kostengünstiger als herkömmliche Backup-Systeme. Wikibon nimmt an, dass sich mit einer Unified Storage-Strategie bei Software für Backup und Archivierung Einsparungen von 25 % realisieren lassen. Die Storage-Komponente der Kosten für Betriebsanlagen birgt ebenfalls Einsparpotenzial. Der angenommene Wert entspricht der Abnahme an Storage (35 %). Auch bei den Netzwerkkosten sind auf der Storage-Seite Einsparungen möglich: Da für Fibre Channel, iSCSI und FCoE nur ein einziges ArraySystem benötigt wird, nimmt die Anzahl der Ports im Storage-Netzwerk ab und das Management wird einfacher. Wikibon geht von Einsparungen in Höhe von 25 % aus. Die Abnahme der Management-Kosten verhält sich proportional zu den Einsparungen in den übrigen Bereichen. Annahmen für den Vergleich von herkömmlichem Storage (DAS und SAN auf Projektbasis) mit einer Unified Storage-Strategie 10 % Abzug für einzelnen Storage-Anbieter Kosten für die Implementierung einer Unified Storage-Strategie 20.000 $ 4 Anzahl der Jahre für die Finanzanalyse 0% Zunahme des IT-Budgets Verbesserte Auslastung durch Unified Storage bei neuer Storage35 % Ausstattung 35 % Geringere Storage-Wartungskosten bei neuer Ausstattung 50 % Verbessertes Betriebsbudget bei neuer Ausstattung Abnahme der Kosten für Backup/Recovery/Archivierungs-Software bei 25 % neuer Ausstattung 35 % Abnahme der Kosten für Betriebsanlagen bei neuer Ausstattung 25 % Abnahme der Netzwerkkosten bei neuer Ausstattung 5% Abnahme der Management-Kosten bei allen Einsparungen Tabelle 2: Jahresbudget für Storage-bezogene Einzelposten (bei einem Unternehmen mit 250 Millionen US-Dollar Umsatz und einem IT-Budget von 3 % des Umsatzes) Quelle: Wikibon 2010 Die Ergebnisse der oben erläuterten Annahmen sind in Tabelle 3 zu finden. Wikibon.org September 2011 Page Number 7 of 10 Tabelle 3: Kosten-Nutzen-Analyse für Unified Storage Quelle: Wikibon 2010 Tabelle 3 besteht aus drei Teilen: Der erste Teil ist ein auf vier Jahre ausgelegtes Betriebsbudget, in dem Investitionsposten als Leasing-Kosten oder Abschreibungsbeträge im IT-Budget ausgedrückt werden. Die StorageInvestitionsposten für das erste Jahr sind der entsprechenden Spalte zu entnehmen. Der erste Abschnitt verdeutlicht das Basisszenario für vorhandenen Storage, bei dem eine Kombination aus DAS und separaten Storage Arrays für Block-Volumes mit hohen Performance-Anforderungen (FC), standardmäßige Block-Volumes (iSCSI) und NAS-Volumes verwendet wurde. Die Analyse berücksichtigt Storage- und Storage-bezogene Einzelposten. Das Gesamtbudget für Storage-bezogene Ausgaben in vier Jahren beläuft sich auf etwa 5 Millionen US-Dollar. Der größte Einzelposten sind die Storage-Betriebskosten (vor allem Personalkosten), die etwa 36 % des Gesamtbetrags ausmachen. Der zweite Abschnitt der Analyse in Tabelle 3 gibt die zusätzlichen Kosten und Einsparungen wieder, die sich über das Basisbudget hinaus in vier Jahren aus der Implementierung einer Unified Storage-Strategie ergeben würden. Wikibon nimmt an, dass der Unified Storage im Lauf der vier Jahre nach und nach mit dem Budget für zusätzlichen Storage implementiert wird und den alten Storage ersetzt. Dies entspricht der allgemeinen Vorgehensweise, die in den Befragungen als geeignete risikoarme Strategie genannt wurde. Die geschätzten Nettoeinsparungen betragen etwa 1,1 Millionen US-Dollar, wobei die größten Einsparungen beim Betrieb zu erzielen sind (0,56 Millionen US-Dollar). In den Zeilen mit blauer Schrift in Abschnitt 1 und 2 wird das Gesamtbudget im Basisszenario mit dem Gesamtbudget im Unified StorageSzenario verglichen. Wikibon.org September 2011 Page Number 8 of 10 Der dritte Abschnitt von Tabelle 3 enthält die finanziellen Kennzahlen aus der Analyse. Die Abnahme des Storage- und Storage-bezogenen Budgets erreicht im vierten Jahr einen Wert von 35 %, da älterer Storage schrittweise ersetzt wird. Der Kapitalwert des Projekts wird bei einem Zinssatz von 5 % mit 0,88 Millionen USDollar angesetzt. Die Vorteile nehmen mit dem Austausch von älterem Storage von Jahr zu Jahr zu. Der interne Zinsfuß (d. h. der Zinssatz, bei dem sich ein Kapitalwert von 0 US-Dollar ergibt) liegt bei 376 % und damit deutlich über allen Zielwerten für Projekte mit höherem Risiko in Unternehmen. Obwohl die finanziellen Vorteile erst im Verlauf der Zeit zum Tragen kommen, amortisiert sich das Projekt dank der geringen anfänglichen Investitionskosten (41.000 US-Dollar) bereits nach vier Monaten. Schlussfolgerungen und Empfehlungen Eine Zusammenfassung der finanziellen Kennzahlen aus der Analyse ist Tabelle 4 zu entnehmen. Finanzielle Kennzahlen für die Unified Storage-Implementierung Abnahme des Storage- und Storage-bezogenen Betriebsbudgets (Jahr 4) Nettogewinn in 4 Jahren Kapitalwert (5 %) Interner Zinsfuß Amortisierung (Monate) 35 % 1.075.306 $ 882.118 $ 376 % 4 Tabelle 4: Zusammenfassung der finanziellen Kennzahlen aus der Unified StorageAnalyse Quelle: Wikibon 2010 Alle finanziellen Kennzahlen sind äußerst positiv und halten auch Änderungen der zugrunde gelegten Annahmen stand. Die wichtigsten zu prüfenden Annahmen wären die Höhe des Betriebsbudgets im Zusammenhang mit Storage und Storage-bezogenen Posten (mit 40 % angenommen) und die Abnahme des Aufwands, die für den Verlauf der vier Jahre prognostiziert wird (50 %). Einige dieser Vorteile würden sich aus der Vermeidung von Kosten und der selteneren Inanspruchnahme von externer Beratung ergeben. Wikibon geht davon aus, dass die beschriebenen Vorteile in einem Zeitrahmen von vier Jahren in den meisten Microsoft Windows Umgebungen erzielt werden könnten. Wikibon ist überzeugt, dass kleine IT-Installationen davon profitieren, keine StorageExperten hinzuziehen oder einstellen zu müssen. Die bei der Befragung berücksichtigten Unternehmen mit Unified Storage-Strategie verfügen über eine ITStrategie für Generalisten, bei der die Mitarbeiter sich an allen Aspekten der Installation beteiligen. Eine der deutlichen Verbesserungen, die mit Unified Storage erreicht werden können, besteht in der Eliminierung der herkömmlichen täglichen Backups bzw. der täglichen inkrementellen und wöchentlichen vollständigen Backups. Da stattdessen kontinuierlich Snapshots erstellt und asynchron auf lokale und/oder Remote-Ziele kopiert werden, entsteht ein granulareres Recovery-System, in dem die Ressourcen entsprechend den RPO- und RTO-Anforderungen für die einzelnen Applikationssuiten angepasst werden können. So sinken die Kosten für Software, Personal und Netzwerkressourcen. Wikibon.org September 2011 Page Number 9 of 10 Empfehlung: Wikibon empfiehlt für überwiegend auf Microsoft Windows beruhende Umgebungen, in denen keine sehr I/O-intensiven Applikationen und/oder außergewöhnlich hohen RPO-/RTO-Anforderungen vorhanden sind, eine Unified Storage-Strategie. Eine solche Strategie liefert ein Höchstmaß an Storage- und Support-Effizienz und bietet die Möglichkeit, für jeden Workload das passende Storage-Protokoll zu wählen. Wikibon empfiehlt den Einsatz der platzeffizienten Snapshot-Technologien zum Aufbau eines moderneren Systems für Backup, Wiederherstellung, Remote-Replizierung und Archivierung und eine schrittweise Umstellung auf dieses System. Wikibon.org September 2011 Page Number 10 of 10
