Kommentar von Heiko Wüst, Nexenta Systems

Neun Gründe, die für das OpenStorage-Dateisystem ZFS sprechen

| Autor / Redakteur: Heiko Wüst / Nico Litzel

3. Copy-on-Write statt batteriegepufferter Speicher (NVRAM)

Eng mit dem vorangegangenen Thema der Datenintegrität hängt auch das Thema zusammen, wie Informationen geschrieben werden. Herkömmliche Storage-Systeme nutzen das Read-Write-Modify-Verfahren. Das heißt, originale Blöcke werden während einer Schreiboperation mit neuen Daten überschrieben. Ein klassisches „RAID-5-Schreibloch“ entsteht, wenn das System zwischen der Änderung von Daten und der Neuberechnung der Paritätsdaten ausfällt. Die Folge sind falsche Paritätsdaten.

Wenn jemals die Originaldaten mit diesen falschen Paritätsdaten wiederhergestellt werden sollen, sind komplett unbrauchbare Daten das Ergebnis. Das Schlimmste: Die Fehler werden immer erst erkannt, wenn die Daten bereits verloren sind. Dagegen helfen soll in herkömmlichen Systemen ein batteriegepufferter Speicher (NVRAM). Dieser hilft jedoch nur gegen Stromausfälle, nicht aber gegen Systemausfälle aus anderen Gründen.

ZFS vermeidet dieses Problem von vornherein, indem es nie die ursprünglichen Daten mit den neuen Daten überschreibt. Dies nennt sich Copy-on-Write-Verfahren. Stattdessen werden die geänderten Daten neu allokiert und der gesamte Prüfsummenbaum neu berechnet. Auf diese Weise sind Daten in ZFS stets konsistent – und es wird kein NVRAM in der Hardware benötigt, das die Speichersysteme teurer macht.

Um das Schreiben der Daten zu beschleunigen, kommt bei ZFS das „Copy-on-Write-Transactional-I/O-Modell“ zum Einsatz. Wenn aktive Daten mit neuen Daten ersetzt werden sollen, wird ein neuer Block zugewiesen. Die Metadaten als Referenz des Originals ändern sich, um auf den neuen Block zu verweisen. Als Resultat sind die meisten I/Os in ZFS sequenziell und deshalb schneller zu finden. Außerdem nutzt ZFS ein Log, in dem alle Schreiboperationen gelistet sind. Im Falle eines Fehlers wird dieses Log genutzt, um die befallenen Blöcke ohne manuelle Eingriffe wiederherzustellen.

4. Adaptive Replacement Cache statt Tiered Storage

Organisationen, die viel Zeit und Geld für ihre Storage-Infrastruktur aufwenden, nutzen heute Tiered Storage. Tiered Storage soll Daten, die nicht regelmäßig oder schon lange nicht mehr genutzt werden, von den teuren, schnellen auf günstige, langsamere Speichermedien verschieben. Während Tiered Storage in herkömmlichen Speicherwelten ein wichtiges Tool zur Kostenreduzierung und Performance-Steigerung ist, ist das Verschieben von Daten im ZFS-Dateisystem gar nicht erst notwendig. Denn ein weiterer Punkt, der ZFS in der Speicherwelt einzigartig macht, ist die Nutzung des Adaptive Replacement Cache (ARC), um die Lesegeschwindigkeit zu erhöhen.

Der entscheidende Unterschied zwischen Caching und Tiering ist, dass im Tiering die Daten verschoben und auf der Quelle gelöscht werden, beim Caching aber auf der Quelle erhalten bleiben. Wenn ein schnelles Medium wie SSD für den Cache genutzt wird, können Applikationen die Daten direkt vom Cache holen, ohne erst auf den Festplattenspeicher zurückgreifen zu müssen. Mit ARC bleibt die Cache-Rate konstant hoch, auch bei variierenden I/Os, da es sich an das IO-Verhalten anpasst.

Kommentare werden geladen....

Was meinen Sie zu diesem Thema?

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 37073380 / Daten)