Hierarchische Datenspeicherung Was ist Tiered Storage?

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Tiered Storage bezeichnet ein Konzept zur hierarchischen Speicherung von Daten auf verschiedenen Speichermedien, basierend auf definierten Kriterien wie Zugriffshäufigkeit, Leistungsanforderungen und Kosteneffizienz. Dieses Verfahren ermöglicht eine optimale Nutzung der verfügbaren Speicherressourcen und eine Anpassung an die sich ändernden Anforderungen im Lebenszyklus der Daten.

Die Grundlagen des Tiered Storage reichen bis in die 1970er-Jahre zurück. IBM implementierte 1974 mit dem Hierarchical Storage Manager eine Software, die im Mainframe-Umfeld eine automatisierte Datensicherung und -wiederherstellung ermöglichte. Dieses Konzept legte den Grundstein für das klassische Hierarchical Storage Management (HSM) und das daraus entwickelte Information Lifecycle Management (ILM).

Grundprinzipien und Klassifizierung

Das Tiered-Storage-Konzept basiert auf der Erkenntnis, dass nicht alle Daten gleich häufig genutzt werden. Das Pareto-Prinzip (80/20-Regel) besagt, dass nur etwa 20 Prozent der Daten regelmäßig genutzt werden, während die restlichen 80 Prozent nach kurzer Zeit inaktiv werden. Diese Erkenntnis ermöglicht eine effiziente Verteilung der Daten auf verschiedene Speicherebenen.

Die klassische 3-Tier-Architektur

Die klassische 3-Tier-Architektur bildete lange Zeit das Fundament vieler Tiered-Storage-Implementierungen. In diesem Modell werden Daten auf drei Hauptebenen verteilt:

Tier 1 (Primärspeicher): Hier werden geschäftskritische Daten mit hohen Leistungsanforderungen gespeichert. Typischerweise kamen schnelle, teure Festplatten zum Einsatz, oft in RAID-Konfigurationen für erhöhte Verfügbarkeit und Leistung.

Tier 2 (Sekundärspeicher): Diese Ebene beherbergt weniger kritische Daten oder solche, die seltener zugegriffen werden. Kostengünstigere, langsamere Festplatten fanden hier Verwendung.

Tier 3 (Tertiärspeicher/Archiv): Für selten genutzte oder archivierte Daten konzipiert, nutzte diese Ebene oft Bandspeicher oder andere kostengünstige Langzeitspeicherlösungen.

Die Datenmigration zwischen diesen Ebenen erfolgte anfangs oft manuell, wurde aber zunehmend durch automatisierte Systeme unterstützt. Diese klassische Struktur bot eine gute Balance zwischen Leistung, Kosten und Datenverfügbarkeit, musste jedoch mit der Zeit an neue technologische Entwicklungen und sich ändernde Geschäftsanforderungen angepasst werden.

Moderne Tiered-Storage-Architekturen

Heutige Tiered-Storage-Systeme umfassen in der Regel vier bis fünf Ebenen, können in komplexen Infrastrukturen aber auch bis zu zehn Tiers aufweisen. Die Einteilung erfolgt nach Leistung und Kosten:

• Tier 0: Höchstleistungsspeicher (z. B. SSDs, Flash-Storage) für kritische, latenzempfindliche Anwendungen,

• Tier 1: Hochleistungsspeicher für geschäftskritische Daten mit hohen Zugriffsraten,

• Tier 2: Sekundärspeicher für Anwendungen mit moderaten Leistungsanforderungen,

• Tier 3: Speicher für selten genutzte „warme“ Daten,

• Tier 4: Langzeitarchivierung für inaktive „kalte“ Daten.

Automatisierung und regelbasierte Datenverlagerung

Ein wesentlicher Aspekt des Tiered Storage ist die automatisierte, regelbasierte Verlagerung von Daten zwischen den verschiedenen Ebenen. Dies ermöglicht eine dynamische Anpassung an sich ändernde Nutzungsmuster und gewährleistet eine optimale Ressourcennutzung.

Vorteile und Herausforderungen

Tiered Storage bietet zahlreiche Vorteile, darunter Kosteneffizienz, verbesserte Leistung kritischer Anwendungen und effizientes Datenmanagement. Herausforderungen bestehen in der komplexen Implementierung und der notwendigen präzisen Datenklassifizierung.

Aktuelle Trends

In jüngster Zeit ist eine Tendenz zu vereinfachten Zwei-Tier-Modellen zu beobachten, bei denen Primärdaten auf Flash-Speichern und Archivdaten in der Cloud gespeichert werden. Dies reduziert die Komplexität bei der Datenklassifizierung und nutzt gleichzeitig die Vorteile moderner Speichertechnologien.

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