Datenspeicherung auf dem Rechner mit direkt angeschlossenen Medien

Datenspeicherung – Verschiedene Systeme

Die Daseinsberechtigung jedes Computers besteht darin, Daten zu verarbeiten und relevante Informationen zu speichern. Demzufolge hat das Storage einige Bedeutung für den Benutzer. Historisch gesehen wurde bei der Storage System Definition zwischen flüchtigem Speicher und nichtflüchtigem Speicher unterschieden. Ersterer bezeichnete den Hauptspeicher, der bei Ausschalten des Rechners alle Informationen verlor, letzterer die Medien wie Bänder oder Disketten, auf denen Daten permanent gespeichert werden konnten.

Aktuelle Speichersysteme der IT werden wie folgt unterschieden:

• Wechseldatenträgern wie Disketten oder USB-Sticks
• Fest angeschlossener Speicher (DAS=Direct(ly) Attached Storage) wie lokalen Festplatten oder Flash/SSD
• Netzwerkspeicher im LAN (NAS=Network Attached Storage) wie Verzeichnisfreigaben im Netzwerk auf einem Server
• Cloudstorage, welches die Daten in einem Rechenzentrum lagert

Kennzeichen von DAS ist, dass das Gerät lokal am Computer angeschlossen ist und die Ressource dem Betriebssystem direkt und unmittelbar zur Verfügung steht. In einem normalen PC als Desktop oder Notebook ist heutzutage eine Festplatte oder SSD verbaut, die an einem lokalen Controller hängt. Ältere Anschlüsse sind hier IDE oder SCSI, moderne Systeme verwenden hier meist SATA. Neu ist der M.2 Anschluss, der per NVME-Protokoll den Speicher direkt anspricht. Hierdurch werden schnellere Reaktionszeiten und höherer Datendurchsatz erzielt.

Eine Mischform zwischen DAS und Wechseldatenträgern sind Medien wie USB-Festplatten, die einerseits im Betrieb entfernbar sind, aber für die Dauer des Betriebs dem lokalen Betriebssystem exklusiv zur Verfügung stehen. Hier ist zu beachten, dass das Betriebssystem davon ausgeht, jederzeit auf das Medium zugreifen zu können, da offene Daten vorhanden sind. Das “Auswerfen” unter Windows sorgt dafür, dass evtl. noch ausstehende Schreibzugriffe beendet werden und das Dateisystem in einen konsistenten Zustand gebracht wird- andernfalls droht Datenverlust bei spontanem Entfernen. 

Die Abgrenzung von Direct Attached Storage zu Speichersysteme im Netzwerk ist klar: DAS besitzt einen lokalen Controller wie SATA etc. im Rechner, der sich um die Kommunikation mit dem Datenträger kümmert, während jegliche Kommunikation zu Netzwerkspeicher über die Netzwerkkarte läuft.
Aufgrund der kürzeren Signallaufzeiten im lokalen Rechner ist DAS der Speicher der Wahl, wenn Performance gefordert ist. Auch Ausfallsicherheit spielt hier eine Rolle, da Störungsursachen wie defekte Netzwerkkabel oder ausgelastete Netzwerkkomponenten keinen Einfluss haben. 

Sonderformen, die meist im Serverbereich genutzt werden, sind externe Gehäuse, die Festplatten oder SSDs beinhalten. Diese Speichersysteme am PC werden mit Anschlüssen wie eSATA, SAS oder Fibrechannel angeschlossen. Im Serverstorage werden in der Regel mehrere Festplatten in einem Gehäuse untergebracht und als RAID (Redundant Array of inexpensive Disks) zusammengeschaltet. Gegenüber dem Rechner verhält sich ein RAID wie eine einzige Festplatte, nur mit dem Unterschied, dass bei Defekt einer einzelnen HDD der Rechner weiterhin funktioniert und das defekte Teil getauscht werden kann.

Hochwertige Serverkomponenten lassen sich im Betrieb tauschen, da die Festplatten nicht direkt an einem Controller angeschlossen sind, sondern in einem Käfig mit Backplane eingebaut sind. Die defekte Komponente kann hier gezogen und getauscht werden, wonach sich der RAID-Controller im Regelfall selbsttätig darum kümmert, die Daten wieder auf alle Festplatten zu verteilen.