Womit sich Startups heute beschäftigen, Teil 4

Innovative Ansätze hauchen Scale-out NAS neues Leben ein

| Autor / Redakteur: Tina Billo / Rainer Graefen

Scale-out NAS-Lösungen wie die von Rozo Systems können inzwischen mit der Kapazität von Objektspeichern mithalten.
Scale-out NAS-Lösungen wie die von Rozo Systems können inzwischen mit der Kapazität von Objektspeichern mithalten. (Bild: Rozo Systems)

In den Rechenzentren ist das Scale-out-Zeitalter bereits angebrochen. Lösungen gibt es inzwischen viele und einige davon haben in der Vergangenheit schon das ein oder andere Startup groß gemacht. Isilon – inzwischen unter dem Dach von EMC – ist hierfür ein prominentes Beispiel. Diese Erfolgsgeschichte möchten die neuen Kandidaten – darunter Rozo Systems und Qumulo natürlich gerne wiederholen. Doch welche Ideen sollen ihnen dazu verhelfen?

Scale-up-Architekturen prägten lange Zeit das Gesicht von Unternehmensspeichern. Um wachsenden Leistungs- und Kapazitätsanforderungen zu begegnen, wurde den bestehenden Systemen einfach mehr Hauptspeicher spendiert oder CPUs und Laufwerke hinzugefügt.

Doch irgendwann sind die Ausbaumöglichkeiten ausgereizt und die Lösungen lassen sich einfach nicht weiter vertikal skalieren. So müssen zusätzliche NAS-Speicher her, Ergebnis sind Storage-Landschaften, die sich unter anderem nur mühsam verwalten lassen.

Wachstumsmarkt Scale-out

Scale-out NAS-Produkte hingegen lassen sich horizontal erweitern – hier werden bestehende Cluster einfach um weitere Storage-Knoten oder x86-Server ergänzt. Performance und Speicherplatz lassen sich dadurch nahezu unbegrenzt und in vielen Fällen vollständig unabhängig voneinander erhöhen.

Der Vorteil in Sachen Skalierbarkeit aber auch die Möglichkeit, Petabytes an Daten mit einem einzigen verteilten Dateisystem und unter einem globalen Namensraum zu verwalten, überzeugte schnell. Ebenso, dass sich Silostrukturen aufbrechen und zudem Kosteneinsparungen durch den geringeren Platzbedarf sowie Stromverbrauch und Kühlungsbedarf als auch das unaufwändigere Management erzielen ließen. Demensprechend hielten Scale-out NAS-Lösungen Einzug in die Speicherlandschaften der Unternehmen.

Nach wie vor scheint die weltweite Nachfrage nach Scale-out Speichern ungebrochen. Gemäß Prognosen des Analystenhauses IDC soll der Verkauf von datei- und objektbasierten Lösungen den Herstellern 2018 einen Umsatz von 35,6 Milliarden in die Kassen spülen, die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate zwischen 21,5 und 47,9 Prozent liegen. Dies macht das Segment weiterhin interessant für Neueinsteiger wie die Startups Rozo Systems oder Qumulo.

Skalierbares Scale-out NAS mit Erasure Coding

Die Wurzeln von Rozo Systems liegen in Frankreich. Das Unternehmen, das im Jahr 2010 als Spin-off der Technischen Universität Nantes gegründet wurde, bietet mit RozoFS eine rein softwaredefinierte Speicherlösung an. Diese lässt sich auf x86-Standardservern unter Linux einsetzen, als Storage können interne Serverspeicher, JBODs oder bestehende Shared-Storage-Arrays genutzt werden.

Bei RozoFS handelt es sich um ein neuartiges Scale-out POSIX-Dateisystem, dessen Einsatz den Aufbau standortübergreifender großangelegter Speicherumgebungen mit einer Vielzahl an Nutzern ermöglichen soll. Kernstück der Lösung ist ein eigen entwickeltes Erasure-Coding-Verfahren, dass auf dem von Rozo Systems entwickelten „Mojette-Transform“-Algorithmus basiert. Dreimal so schnell wie Intel ISA-L soll es arbeiten und damit laut Hersteller eine bislang unerreichte Performance bieten.

Performancevergleich: Das auf dem von Rozo Systems entwickelten Mojette-Transform-Algorithmus basierende Erasure-Coding-Verfahren soll Intel ISA-L in Sachen Leistung überlegen sein.
Performancevergleich: Das auf dem von Rozo Systems entwickelten Mojette-Transform-Algorithmus basierende Erasure-Coding-Verfahren soll Intel ISA-L in Sachen Leistung überlegen sein. (Bild: Rozo Systems)

Darüber hinaus seien keine RAID- oder Replikationstechniken nötig, um für den Schutz der Daten zu sorgen. Dies wiederum hätte den Vorteil, dass sich selbst große Dateien ohne Leistungseinbußen über die Storage-Medien hinweg verteilen und speichern ließen. Im Vergleich zu klassischen RAID-6-Systemen soll sich dadurch 40 Prozent an Speicherplatz sparen lassen, das wiederum ermögliche preisgünstigere Cluster zu implementieren.

Ausgelegt auf den Umgang mit großen, unstrukturierten Datenmengen

RozoFS soll vor allem in High-Performance-Computing- (HPC) und Analytics-Umgebungen Vorteile mit sich bringen und sich unter anderem für den Einsatz in der Medien- und Unterhaltungsindustrie oder in der Genomforschung anbieten. Laut Hersteller eignen sich die Lösungen immer dann, wenn sehr große Mengen an unstrukturierten Daten (mehr als 500 Terabyte) kostengünstig gespeichert werden müssen. Gleiches gilt, wenn viele kleine Dateien oder aber Filedaten abgelegt und verwaltet werden müssen, die hohe Leistungsanforderungen stellen.

RozoFS unterstützt nach eigener Aussage 1.023 Dateisysteme, 255 Volumes, 259 Dateien pro File-System und ein 16 Exabyte-Dateisystem mit 6-Terabyte-Laufwerken. Schnittstellen für die Anbindung an Standard-Dateidienste (NFS, SMB, FTP, AFP, S3 und REST-API) sind vorhanden.

„Datensensitives“ Scale-out NAS

Qumulo hat seinen Sitz in Seattle, wie auch Isilon. So überrascht es nicht, dass hinter der Entwicklung der von dem Startup angebotenen Software "Qumulo Core" Ex-Mitarbeiter des heute EMC-zugehörigen Unternehmens stecken. Seine Lösung positioniert die 2012 gegründete Firma als „datensensitives“ Scale-out NAS. Mit ihr sollen sich Milliarden von Datenobjekten in Umgebungen speichern und verwalten lassen, die Petabytes an Kapazität bieten.

Qumulo Core lässt sich auf gängiger Hardware, dedizierten Appliances wie beispielsweise den von dem Hersteller ebenfalls angebotenen hybriden Speicherlösungen der Qumulo QC-Serie oder in virtuellen Maschinen ausführen. Die Software ist für ein breites Spektrum an Workloads und Dateigrößen optimiert und unterstützt NFS und SMB. Darüber hinaus steht eine programmierbare REST-API für das Objektmanagement zur Verfügung.

File-System mit Echtzeitanalysefunktionalität

Für die Organisation, die Speicherung und die Verwaltung der Daten ist das Qumulo Scalable File System zuständig. Darüber hinaus sind Echtzeitanalyse-Funktionen Part der Lösung. So lässt sich jederzeit nachvollziehen, welche Daten geschäftsentscheidend und wo diese gespeichert sind, wie es um das Nutzungsverhalten der Anwender bestellt ist oder ob Workloads zu viel Performance beziehungsweise Kapazität beanspruchen. Zudem erleichtern die Informationen darüber zu entscheiden, welche Daten gesichert, archiviert oder gelöscht werden sollen.

Kapazitätsnutzung, IOPS, Durchsatzrate und vieles weitere mehr lassen sich über das zentrale Qumulo Core Dashboard jederzeit einsehen.
Kapazitätsnutzung, IOPS, Durchsatzrate und vieles weitere mehr lassen sich über das zentrale Qumulo Core Dashboard jederzeit einsehen. (Bild: Qumulo)

Für den Schutz der Daten sorgt auch hier Erasure Coding, allerdings in diesem Fall nach dem Reed-Solomon-Ansatz. So können zwei Festplatten oder ein Knoten ausfallen, ohne dass es zu Datenverlusten kommt.

Weiter mit Software-definierten Speicherlösungen geht es auch im nächsten Teil unserer Startup-Serie, die im Zeichen der Virtualisierung steht.

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