Fachartikel

Mit Tiered Storage in die Cloud

Die Nutzung von Storage in der Cloud verspricht viele Vorteile, birgt aber auch Risiken in sich. Denn ohne ein sinnvolles Konzept, das etwa Sicherheit, Performance und Provider-Wechsel adressiert, kann Cloud Storage schnell zum Desaster werden. In  diesem Artikel erläutern wir, wie sich der Speicher in den Wolken nahtlos in eine Tiered Storage- Architektur einbinden lässt und welche Rolle dabei Single Path Access über ein Dateisystem wie CIFS spielt.
Die entsprechenden Techniken wie Verschlüsselung vorausgesetzt, sind Daten auch in der Cloud gut geschützt
Aus heutiger Sicht eignet sich Cloud Storage insbesondere für unstrukturierte Daten, die inaktiv oder statisch sind, gleichzeitig aber im zeitnahen, möglichst transparenten, Zugriff bleiben sollen. Bei der praktischen Umsetzung wird zwischen Private, Public und Hybrid Cloud Storage unterschieden. Während zwischen Private und Public Cloud Storage kein technischer, sondern nur eine organisatorischer Unterschied besteht, vereint Hybrid Cloud Storage die Vorteile lokaler Speichersysteme mit denen externer Cloud Storage-Lösungen und stellt so einen vielversprechenden Ansatz dar.

Es gibt inzwischen von verschiedenen Anbietern sogenannte Appliances für die Verwendung von Hybrid Cloud Storage – Unternehmen implementierten über diesen Weg aber jedoch eine weitere Insellösung. Demgegenüber stellt eine Software-basierte Tiered Storage-Architektur, die Cloud Storage als integralen Bestandteil nahtlos einbezieht, oft die bessere Lösung dar. Mit einem Tiered Storage-Ansatz, der sich zum Beispiel mit dem PoINT Storage Manager realisieren lässt, kann der Nutzer die Vorteile der verschiedenen Speichertechnologien, inklusive Cloud Storage, sinnvoll kombinieren und so spezifische Nachteile ausgleichen. Gleichzeitig vermeidet dieser Ansatz auch Abhängigkeiten zu bestimmten Speichersystemen beziehungsweise deren Herstellern.

Daten automatisch ins richtige Tier
In der Praxis hat sich eine Architektur mit drei Speicherebenen ("Tiers") bewährt. Dabei wird jeder Ebene eine bestimmte Funktionalität zugeschrieben. So stellt Tier 1 - der sogenannte Performance Tier - typischerweise den bestehenden Primärspeicher dar, der aus hochperformanten und hochverfügbaren Festplattensystemen (etwa FC/SAS-RAID) besteht und in der Regel sehr kostenintensiv ist. Entsprechend den vom Administrator festgelegten Regeln migriert die Speichermanagement-Software automatisch Daten in niedrigere Tiers, ermöglicht aber weiterhin den transparenten Dateizugriff. Dabei sollte garantiert sein, dass migrierte Daten direkt zu den Applikationen geliefert werden und dabei nicht wieder in Tier 1 zurückgespeichert werden müssen.

Die zweite Ebene, Tier 2 oder Capacity Tier, ist eine Speicherschicht, die aus kostenoptimierten Speichersystemen besteht  und hohe Kapazität bei geringerer Leistungsfähigkeit bietet. Hier kamen bisher überwiegend SATA-RAID-Systeme zum Einsatz. Geeignet wäre aber auch ein (privater) Cloud-Storage. Dieser Tier wird typischerweise für die Migration von weniger aktiven Daten aus Tier 1 genutzt. Diese liegen in ihrer Ursprungsform als Datei gespeichert vor. Damit behalten Dateien und Pfade ihre ursprünglichen Namen und Strukturen, wodurch ein direkter Lesezugriff möglich ist.

Der Archive Tier (Tier 3) bildet die dritte Ebene und stellt die Speicherschicht für die Langzeitarchivierung dar. Daten dieses Tiers werden durch ein Retention Management (Verwaltung der Aufbewahrungszeiträume) überwacht und können nur unter speziellen Bedingungen geändert oder gelöscht werden, insbesondere nicht vor Ablauf der entsprechenden Retention-Periode. Für den Archive Tier kamen bisher überwiegend optische oder Band-basierte Speichersysteme zum Einsatz, während zunehmend auch Festplatten-basierte Systeme mit Archivierungseigenschaften Verwendung finden. Die Einbindung eines Public Cloud Storage im Archive Tier wird bisher erst von wenigen Herstellern berücksichtigt. Die Marktnachfrage zeigt aber aufgrund der oben aufgeführten Vorteile einen zunehmenden Trend dieses Ansatzes.

Single Path Access und Datenverschlüsselung
Die Storage-Software sollte die eingesetzten Speichersysteme virtualisieren, so dass im Ergebnis Anwendern und Applikationen ein einheitlicher standardisierter Zugang (Single Path Access) über ein Dateisystem (CIFS) zur Verfügung steht. Aufwendige Integrationen mit teilweise proprietären Cloud Storage-Protokollen und Schnittstellen entfallen dann. Performance-Probleme, wie sie zum Beispiel die WAN-Anbindung an einen Public Cloud Provider mit sich bringt, können in einer Tiered Storage-Architektur vermieden werden, indem noch aktiv verwendete Daten lokal gespeichert bleiben. Darüber hinaus bieten integrierte Verschlüsselungsfunktionen der Tiered Storage-Software die Option, in der Cloud ausgelagerte Daten gegen Fremdzugriffe zu schützen. Weiterhin ist es leicht möglich, einem Storage Provider anvertraute Daten zu Disaster Recovery-Zwecken auf Offline-Medien zu replizieren, um sie zusätzlich lokal aufzubewahren. Beim Wechsel des Cloud Storage Providers lassen sich in einer solchen Tiered Storage-Implementierung die Daten problemlos – insbesondere transparent und damit ohne Betriebsunterbrechung – von einem Anbieter zum anderen migrieren.

Verschlankung des Backup-Prozesses
Die automatische Migration zwischen oder innerhalb eines Tiers realisiert die Software durch ein regelbasiertes Datenmanagement. Unabhängig vom physischen Speicherort der Daten bietet eine solche Lösung den Applikationen transparenten Dateizugriff. Der Bedarf an teurem Primärspeicher wird reduziert, indem inaktive oder selten benötigte Informationen vom Primärspeicher auf den kostengünstigeren Capacity Tier migriert beziehungsweise in den Archive Tier archiviert werden. Das reduziert nicht nur die Anschaffungskosten für neue Speicher-Hardware, sondern optimiert zudem Backup-Prozesse in Unternehmen. Da migrierte Daten nicht noch einmal gespeichert werden müssen, reduziert sich sowohl die Speicherkapazität (etwa durch eine geringe Anzahl benötigter Tapes) als auch die notwendige Zeit für das Backup.

Neben diesen Vorteilen eignet sich die Einbindung einer Public Storage Cloud in eine Tiered Storage-Architektur für die Bereitstellung und den Austausch von Daten zwischen räumlich getrennten Geschäftsstellen eines Unternehmens. Dabei dient der Cloud Storage Dienst gleichzeitig als Datentransportmittel wie auch als Datenspeicher. Teure separate Backuplösungen in den verschiedenen Niederlassungen können durch diesen Ansatz entfallen. Eine Wiederherstellung der Daten einer Geschäftsstelle ist schnell und unkompliziert über den eingebundenen Cloud Storage möglich.
10.08.2011/ln/Bernd Klee, Geschäftsführer PoINT Software

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