Wird Flash das Tape wieder attraktiver machen?

IBM und Quantum werben für Hybrid-Tape

| Autor / Redakteur: Michael Matzer / Tina Billo

In einem direkten Vergleich der Kosten für Tape, Disk und Flash schneidet Tape beim Speichern von 1 PB über 3 Jahre am kostengünstigsten ab.
In einem direkten Vergleich der Kosten für Tape, Disk und Flash schneidet Tape beim Speichern von 1 PB über 3 Jahre am kostengünstigsten ab. (Bild: Quantum)

Die Speicherlandschaft verändert sich durch die technische Dynamik in rasantem Tempo. Flash Memory löst zunehmend den Einsatz von Festplatten ab, und Tape erweitert seinen angestammten Einsatzbereich des Backups und der Archivierung in Richtung Zettabyte-Cloud-Speicher.

Angesichts spitzentechnischer Leistungsdaten stellt sich heutzutage die Frage, wo und wie sich Tape-Speicher in eine Storage-Tiering-Architektur einfügen lässt. Ältere Datenbestände einfach aus dem Primärspeicherbereich herauskopieren ist leider nicht so einfach, wie es sich anhört. Doch mit ein wenig Software-Engineering eröffnen sich altbekannte, aber nichtsdestotrotz interessante Aussichten.

"Komplexe Workflows", erläutert Stephane Estevez von Quantum, "benötigen eine Datenmanagementsoftware, um Dateien aus dem Primärspeicher (Flash) und den erweiterten Online-Speicher (wie etwa Objektspeicher) auf das Tape (Archivierung und Langzeitvorhaltung) zu migrieren." Mittels hierarchischen Speichermanagements (HSM) könnte dieser Migrations-Vorgang in beide Richtungen automatisiert werden.

Software-defined mit Tape

Um das Potenzial und die Eigenschaften jedes Storage-Tiers – aus Sicht der Performance wie auch aus wirtschaftlichen Gründen – optimal zu nutzen, bedarf es einer automatisierten Möglichkeit, die Daten entsprechend zu platzieren und zu managen. Diese Möglichkeit bietet nach Ansicht von Stefan Neff, ein Storage-Experte bei IBM Deutschland, eine Software-Schicht, die als "Software-defined Storage" (SDS) bezeichnet wird. "Das kann zum Beispiel das IBM Spectrum Scale File System sein (früher als GPFS bezeichnet), aber auch eine Backup-Lösung wie beispielsweise IBM Spectrum Protect (für Tivoli TSM)."

Nach Ansicht Neffs bieten sich Flash und Tape als ideale Speicher-Kombination an, um die Vorteile und Eigenschaften beider Speichertechniken zu vereinen. "Dazu wurden sowohl die IBM Speichersoftware Spectrum Scale (GPFS) als auch IBM Spectrum Protect (TSM) entsprechend erweitert. So bietet sich zum Beispiel die Möglichkeit an, über Spectrum Archive (Enterprise Edition, LTFS) Bandspeichersysteme in Spectrum Scale als Storage-Tier zu integrieren und Daten völlig transparent für den Anwender innerhalb von Spectrum Scale auf die verschiedenen Storage Tiers zu verteilen und sich verlagern zu lassen, bis hin zu einem angeschlossenen physischen Tape."

IBM Spectrum Scale erlaubt ein Policy-basiertes Tiering von Storage mit Tape, Flash und Disk.
IBM Spectrum Scale erlaubt ein Policy-basiertes Tiering von Storage mit Tape, Flash und Disk. (Bild: IBM)

Ein Spectrum Scale Node übernimmt dabei laut Neff die Aufgabe des Data-Movers zur Tape Library. Über diverse Sonderfunktionen kann auch darauf Einfluss genommen werden, wann sich Daten auf Tape verlagern lassen beziehungsweise wann Daten aus dem aktiven Flash/Disk-Bereich entfernt werden. Falls Archivdaten reaktiviert werden, kann man eine Teildatenmenge im Dateisystem vorhalten, um zum Beispiel das Laden einer Video-Datei zu überbrücken.

Schnelleres Backup auf Tape durch Flash-Einsatz

Im Backup- und Archivierungsumfeld hinter Spectrum Protect bietet sich nach Ansicht Neffs ein schneller Flash-Speicher als "Juke- box-Zwischenspeicher" an, um die Backup-Datenströme der Clients hochperformant entgegenzunehmen und diese gleichzeitig für den Restore vorzuhalten, bis das nächste Backup geschrieben wird. Das schont zudem die Bänder, da "viele Server nicht für die hohen Streaming-Geschwindigkeiten der Bandlaufwerke ausgelegt sind", erläutert Quantum- Manager Estevez. "Falls die Daten doch vollständig auf Band ausgelagert werden sollen, lohnt es sich, den Server mit Flash-Technik aufzurüsten. Das erhöht die Performance des Tape-Streaming-Prozesses."

Bei der Langzeitspeicherung erfolgt die Auslagerung auf kostengünstiges und sicheres physikalisches Tape. Im Gegensatz zu virtuellen Tape Servern (VTS), wie sie etwa Amazons Tape Gateway anbietet, bietet hier laut Neff "Spectrum Protect von Haus aus einen sehr schnellen und zielgerichteten Zugriff auf die Daten, da die verschiedenen Speicher-Tiers hinter Spectrum Protect parallel angesteuert werden und nicht in Reihe."

Tape Für Cloud-Speicher

Cloud-Speicher hat sich mittlerweile etabliert. Ein Cloud-Speicher wie AWS S3 oder MS Azure mag zwar deutlich schlechtere Latenzwerte im Zugriff aufweisen und die Performance wird im Wesentlichen durch die Datenverbindung zum Cloud-Provider bestimmt, doch kann er interessante finanzielle Aspekte bieten, so etwa die überregionale Datenspeicherung/Archivierung.

Nach Neffs Angaben sind Spectrum Scale und Spectrum Protect in ihren letzten Versionen mit Schnittstellen wie AWS S3, OpenStack Swift oder auch das native Clever-Safe-Protokoll ausgerüstet worden, um die schnelle Implementierung in die diversen Cloud-Dienste zu erleichtern. Doch letztlich sollte es nach dem Willen von IBM einen Standard geben, da sich die Objekt- und Archiv-Schnittstellen nicht großartig unterscheiden – und eigentlich auch nicht die Entwicklungen zur Multi-Cloud abdecken.

Als Industriestandard könnte sich insofern der Vorschlag von IBM mit MCStor erweisen, der auch schon die ersten Bewährungsproben bei einigen Cloud-Anbindungen überstanden hat: "MCStor geht über die direkte Anbindung an die diversen Cloud-Protokolle und -Anbieter hinaus, es bietet auch die Möglichkeit, die Daten ähnlich wie beim Raid-Verfahren auf verschiedene Clouds zu verteilen." Eine weitere Option ist es, Daten zu verschlüsseln. Diese spezielle Schnittstellensoftware komme etwa bei Spectrum Scale zum Einsatz.

Stephane Estevez von Quantum weist darauf hin, dass gerade die Cloud-Anbieter mit ihrer zentralen Infrastruktur mit den unterschiedlichsten Service-Leveln umgehen können und so den Kunden maßgeschneiderte Lösungen für beispielsweise komplexe Workflows anbieten könnten. Darunter versteht er eine Workflow-Speicherlösung mit mehreren Speichertypen, die ein regelbasiertes Tiering unterstützen.

Die Kostenfrage

Getrieben durch das starke Datenwachstum suchen Cloud-Anbieter selbst nach einem Weg, um Kosten für die teure Primärspeicherung einzusparen. Bei Microsoft hat man anscheinend schon nachgerechnet und setzt nun IBM Tape-Technik ein.

Aber andere Anbieter wie zum Beispiel Google, Amazon oder Facebook forschen und suchen nach Lösungen. Häufiger hört man, dass Cold Flash – also preiswertes Flash auf früheren Produktionsversionen – oder übergroße Festplatten im 8-Zoll-Format denkbare Lösungen wären.

Bislang will die Storage-Industrie auf diesen Zug nicht aufspringen. Tape ist nach Neffs Meinung die ideale Plattform, da es sein großes Potenzial bei der Flächendichte und der absoluten Fläche, anders als bei Festplatten, noch nicht ausgeschöpft habe. Die Total Cost of Ownership können um das acht- bis zehnfache günstiger sein als beim Disk-Speicher und im Vergleich zu Flashspeicher sind die Einsparungen noch höher.

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