Leitfaden zum Thema Tiering: Arten von Speicherebenen und Lösungen

Unternehmen müssen Speicher heute rationell nutzen, da große Datenmengen die Speicherkosten in die Höhe treiben und zu einer Datenflut führen können. Datenspeichermedien unterscheiden sich hinsichtlich Kosten, Schreib-/Lesegeschwindigkeit usw., und verschiedene Datentypen sollten auf den effizientesten Medien gespeichert werden, um Kosten und Ressourcen zu sparen.

Beispielsweise ist die Speicherung von Backups auf schnellen SSDs (Solid-State-Laufwerken) unnötig kostspielig, da die hohe Geschwindigkeit von SSDs für diese Art von Sekundärdaten nicht erforderlich ist. Im Gegensatz dazu ist die Speicherung von Virtuellen Maschinen (VMs) im Produktivbetrieb auf Festplatten (HDDs) mit niedriger Drehzahl (RPM) zwar kostengünstig, erfüllt jedoch nicht die Anforderungen an die Leistung für Primärsysteme.

Aus diesem Grund sollten Speichertypen kategorisiert werden, um mithilfe von Tiering jeden Speichertyp für die Speicherung der entsprechenden Daten zu nutzen.

Direkt in die Cloud sichern

Vermeiden Sie mit NAKIVO Single-Point-of-Failure-Risiken, indem Sie virtuelle, Cloud- und physische Workloads direkt in den gängigsten Clouds und anderen S3-kompatiblen Plattformen sichern.

ERKENNEN SIE DIE LÖSUNG

Was ist Storage Tiering?

Storage Tiering ist eine Strategie zum Management von Speichern, mit der die Leistung und Kosteneffizienz eines Speichersystems optimiert werden soll, indem Daten anhand ihrer Eigenschaften und Zugriffsmuster in verschiedene Ebenen eingeteilt werden. Das Hauptziel von Tiering ist es, sicherzustellen, dass die am häufigsten abgerufenen und kritischsten Daten auf leistungsstarken Speichermedien gespeichert werden, während weniger häufig abgerufene oder weniger kritische Daten auf kostengünstigeren Speichermedien gespeichert werden.

Dieser Ansatz ermöglicht es Unternehmen, ihre Daten je nach Wert und Nutzungsmustern der Daten auf verschiedenen Arten von Speichermedien zu speichern, wie beispielsweise auf schnellen und teuren Solid-State-Laufwerken (SSDs) oder langsameren, aber kostengünstigeren Festplatten (HDDs).

Die Speicherebenen-Strukturierung beginnt mit der Einteilung der Daten in verschiedene Kategorien oder Ebenen anhand von Kriterien wie Zugriffshäufigkeit, Wichtigkeit und Anforderungen an die Leistung. Diese Einteilung kann sich im Laufe der Zeit ändern, wenn der Arbeitsablauf dies erfordert. Die Anzahl und Art der Speicherebenen kann je nach Infrastruktur variieren – von 3 bis 7.

Eine mehrstufige Speicherarchitektur hilft Unternehmen, Speicherkosten zu senken, indem kostspielige Speicherressourcen nur den Daten zugewiesen werden, die diese erfordern. Dadurch wird sichergestellt, dass teure Ressourcen nicht für Daten verschwendet werden, die keinen Nutzen daraus ziehen. Indem „heiße“ (häufig abgerufene) Daten auf leistungsstarken Speichermedien und „kalte“ (seltener abgerufene) Daten auf weniger leistungsstarken Medien platziert werden, optimiert das Tiering die Gesamtsystemleistung.

Datenklassen für mehrstufigen Speicher

Datenklassen in einer mehrstufigen Speicherarchitektur beziehen sich auf die Kategorisierung oder Klassifizierung von Daten anhand spezifischer Attribute oder Merkmale. Diese Klassen bilden eine Datenhierarchie und helfen dabei, zu bestimmen, wo Daten innerhalb eines mehrstufigen Speichersystems gespeichert werden sollten. Dieser Ansatz stellt sicher, dass Daten auf der am besten geeigneten Speicherebene platziert werden, um Leistung, Kosten und Zugänglichkeit in Einklang zu bringen. Die Einzelheiten der Datenklassen können je nach den Anforderungen des Unternehmens und der Speicherinfrastruktur variieren. Zu den gängigen Attributen für die Datenklassifizierung gehören:

• Zugriffshäufigkeit . Eines der Hauptkriterien für die Datenklassifizierung ist die Häufigkeit, mit der Benutzer und Anwendungen auf die Daten zugreifen. Daten, die regelmäßig und aktiv genutzt werden (Hot Data), sollten auf leistungsstarken Speicherebenen wie SSDs oder NVMe-Laufwerken gespeichert werden, um schnelle Zugriffszeiten zu gewährleisten. Im Gegensatz dazu können selten genutzte Daten (Cold Data) auf kostengünstigeren Speicherebenen wie Festplatten (HDDs) oder Cloud-Speicher abgelegt werden.
• Kritikalität oder Wichtigkeit . Manche Daten sind für den Betrieb eines Unternehmens oder für Compliance-Anforderungen wichtiger als andere. Kritische Daten müssen möglicherweise auf zuverlässigeren und mit Resilienz ausgestatteten Speicherebenen gespeichert werden, wie beispielsweise RAID (Redundant Array of Independent Disks) oder Cloud-Speicher mit Redundanz, um das Risiko eines Datenverlusts zu minimieren.
• Datentyp . Verschiedene Datentypen, wie Datenbankdateien, Multimedia-Inhalte, Anwendungsprotokolle oder Archivdokumente, können unterschiedliche Anforderungen an den Speicher haben. Beispielsweise erfordern Multimedia-Dateien möglicherweise einen hohen Durchsatz und große Kapazität, während Protokolle auf langsameren Speichermedien gespeichert werden können, solange sie zu Compliance-Zwecken aufbewahrt werden.
• Aufbewahrungsfrist . Daten mit spezifischen Aufbewahrungs- oder Compliance-Anforderungen müssen möglicherweise auf Ebenen gespeichert werden, die die Datenintegrität und -verfügbarkeit für den erforderlichen Zeitraum gewährleisten können. Compliance-Daten erfordern oft eine langfristige Aufbewahrung und können daher auf zuverlässigeren Speichern gespeichert werden.
• Größe . Große Datenobjekte profitieren möglicherweise von der Speicherung auf für Kapazität optimierten Speichern, während kleine, häufig abgerufene Daten möglicherweise Speicher mit geringer Latenz und hoher E/A-Leistung erfordern.
• Datenlebenszyklus . Daten durchlaufen in ihrem Lebenszyklus verschiedene Phasen, von der Erstellung und aktiven Nutzung bis hin zur Archivierung oder Löschung. Datenklassen sollten diese Phasen berücksichtigen und Daten bei Bedarf zwischen den Ebenen verschieben. Beispielsweise können neu erstellte Daten zunächst auf einer Ebene mit hoher Leistung gespeichert werden, dann aber nach und nach auf kostengünstigere Ebenen verschoben werden, wenn sie weniger aktiv sind.
• Kostensensitivität . Unternehmen unterliegen oft Budgetbeschränkungen. Datenklassen können dabei helfen, die Kosten für die Datenspeicherung an budgetäre Erwägungen anzupassen, indem sichergestellt wird, dass teurere Speicherressourcen für Daten reserviert werden, die diese Kosten rechtfertigen.
• Anforderungen von Benutzern oder Anwendungen . Verschiedene Benutzer oder Anwendungen können spezifische Speicheranforderungen haben. Datenklassen können diese Anforderungen berücksichtigen, um sicherzustellen, dass jede Gruppe die erforderliche Leistung und Kapazität erhält.

Sobald Daten in diese Klassen eingeteilt sind, werden Richtlinien und Algorithmen eingesetzt, um die Platzierung und Verschiebung der Daten innerhalb der mehrstufigen Speicherinfrastruktur zu verwalten. Dadurch wird sichergestellt, dass die Daten kontinuierlich im Hinblick auf Leistung und Kosteneffizienz optimiert werden und gleichzeitig den Anforderungen des Unternehmens sowie den Zugriffsmustern gerecht werden.

Klassifizierung in „Hot“, „Warm“ und „Cold“

Die gängige Art der Datenklassifizierung in mehrstufigen Speichern besteht darin, Daten als geschäftskritisch, „Hot“, „Warm“ und „Cold“ einzustufen. Diese Klassen helfen dabei, festzulegen, wie Daten innerhalb der Speicherinfrastruktur gespeichert, verwaltet und abgerufen werden. In diesem Fall umfassen die im Rahmen von Tiering verwendeten Datenklassen:

• Geschäftskritische Daten . Diese Datenklasse bezieht sich auf Daten, die für den Kernbetrieb eines Unternehmens absolut unerlässlich sind. Geschäftskritische Daten erfordern ein Höchstmaß an Leistung, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Sie werden in der Regel auf den speicherresilientesten und leistungsfähigsten verfügbaren Speichermedien gespeichert, wie beispielsweise redundanten SSD-Arrays oder fehlertoleranten Speichersystemen.
• „Hot“-Daten . „Hot Data“ bezeichnet Daten, auf die aktiv und häufig zugegriffen wird. Diese Daten sind in der Regel für das Unternehmen von hoher Bedeutung und erfordern schnelle Reaktionszeiten sowie leistungsstarken Speicher. „Hot Data“ werden oft auf Speichermedien der höchsten Stufe gespeichert, wie beispielsweise Solid-State-Laufwerken (SSDs) oder NVMe-Laufwerken, um eine geringe Latenz und schnellen Zugriff zu gewährleisten.
• Warmdaten . Warmdaten sind Daten, auf die weniger häufig zugegriffen wird als auf Hot-Daten, die aber dennoch aktiv genutzt werden. Diese Datenklasse befindet sich in Bezug auf die Leistung typischerweise auf einer Stufe unterhalb von Hot-Daten, beispielsweise auf Hochleistungs-Festplatten (HDDs) oder in hybriden Speicherlösungen. Auch wenn Warmdaten möglicherweise nicht den schnellsten Speicher erfordern, müssen sie dennoch für einen effizienten Zugriff jederzeit verfügbar sein.
• Cold-Daten . Zu den „Cold Data“ gehören Daten, auf die selten zugegriffen wird, historische Daten oder archivierte Daten. Diese Daten gelten oft als weniger kritisch und werden auf kostengünstigeren Speicherebenen gespeichert, beispielsweise auf herkömmlichen, langsameren Festplatten (HDDs) oder sogar auf Archivspeicheroptionen wie Bänder oder Cloud-Speicher. Bei „Cold Data“ liegt der Schwerpunkt auf langfristiger Aufbewahrung und Kosteneinsparungen.

Die Anzahl der Datenklassen kann von der Anzahl der Speicherebenen im Speicherklassifizierungsmodell abhängen. Unternehmen können Daten komplexer klassifizieren, indem sie zusätzlich zu den oben erläuterten Klassen die folgenden Datenklassen verwenden:

• Backup- und Disaster-Recovery-Daten . Daten, die für Backup- und Katastrophenwiederherstellung Zwecke verwendet werden, werden oft separat kategorisiert. Diese Datenklassen zielen darauf ab, sicherzustellen, dass Daten im Falle eines Datenverlusts oder eines Systemausfalls zuverlässig und schnell wiederhergestellt werden können. Backups können auf festplattenbasierten Systemen gespeichert werden, während Kopien zur Langzeitaufbewahrung auf Band oder in der Cloud gespeichert werden können.
• Compliance-Daten . Daten, die gesetzliche Compliance-Anforderungen erfüllen müssen, wie beispielsweise Finanzunterlagen oder Daten aus dem Gesundheitswesen, können spezifische Anforderungen an den Speicher haben. Compliance-Datenklassen stellen sicher, dass diese Daten mit Sicherheit gespeichert werden – mit Funktionen wie Verschlüsselung und strengen Zugriffskontrollen – und für die erforderliche Dauer aufbewahrt werden.
• Benutzer- oder Abteilungsdaten . Manche Organisationen klassifizieren Daten anhand ihrer Quelle, beispielsweise Daten, die von bestimmten Abteilungen oder Benutzern generiert werden. Dieser Ansatz kann dabei helfen, Speicherressourcen entsprechend den Anforderungen verschiedener Organisationseinheiten zuzuweisen.
• Temporäre Daten oder Cache-Daten . Datenklassen für temporäre oder Cache-Daten können Daten umfassen, die nur von kurzer Dauer sind und auf schnellen Speicherebenen für einen schnellen Zugriff gespeichert werden können, wobei davon ausgegangen wird, dass sie verworfen oder ersetzt werden können, wenn sie nicht mehr benötigt werden.
• Daten der Speicherebenen-Migration . In einigen Fällen werden Datenklassen verwendet, um Daten zu identifizieren, die sich basierend auf Zugriffsmustern aktiv zwischen Speicherebenen bewegen. Beispielsweise können Daten, die zunächst als „hot“ gelten, auf die aber im Laufe der Zeit immer seltener zugegriffen wird, auf „warmer“ oder „kältere“ Speicherebenen migrieren.

Diese Datenklassen können als Leitlinien für Speicheradministratoren und automatisierte Systeme zum Speichermanagement dienen, um fundierte Entscheidungen darüber zu treffen, wo Daten innerhalb einer mehrstufigen Speicherinfrastruktur platziert werden sollen.

Arten von mehrstufigen Speichersystemen

Mehrstufiger Speicher bezeichnet eine Speicherarchitektur, bei der Daten je nach ihren Anforderungen an Leistung und Zugänglichkeit in verschiedene Ebenen eingeteilt werden. Jede Ebene steht für ein bestimmtes Niveau an Speicherleistung und -kosten. Das Ziel besteht darin, sicherzustellen, dass Daten auf der am besten geeigneten Ebene gespeichert werden, um sowohl die Leistung als auch die Kosteneffizienz zu optimieren. Im Folgenden sehen Sie gängige Speicherebenen, beginnend mit Ebene 0:

• Ebene 0 stellt die leistungsstärkste Speicherebene in einem mehrstufigen Speichersystem dar. Sie besteht häufig aus den schnellsten und teuersten verfügbaren Speichermedien, wie beispielsweise Solid-State-Laufwerken (SSDs) der Enterprise-Klasse oder NVMe-SSDs (Non-Volatile Memory Express). Die in Tier 0 gespeicherten Daten sind in der Regel geschäftskritisch und erfordern eine extrem niedrige Latenz, eine hohe E/A-Leistung sowie einen schnellen Datenzugriff. Diese Ebene wird für Anwendungen und Daten genutzt, die ein Höchstmaß an Leistung erfordern.
• Tier 1 ist die weitergehende Ebene hinsichtlich Leistung und Kosten. Es besteht in der Regel aus leistungsstarken Festplatten (HDDs), Hybrid-Speicher-Arrays (eine Kombination aus SSDs und HDDs) oder schnelleren SSDs, die nicht so kostspielig sind wie die in Tier 0. Daten in Tier 1 sind wichtig, erfordern jedoch möglicherweise nicht den absolut schnellsten verfügbaren Speicher. Diese Speicherebene eignet sich für Anwendungen und Daten, die eine gute Leistung benötigen, aber im Vergleich zu Tier-0-Daten eine etwas höhere Latenz tolerieren können.
• Tier 2 stellt eine kostengünstigere Speicherebene dar, deren Leistung im Vergleich zu Tier 1 etwas geringer ist. Sie umfasst häufig herkömmliche HDDs oder cloudbasierte Speicherlösungen. Auf Daten in Tier 2 wird in der Regel seltener zugegriffen, oder sie sind für Echtzeitvorgänge weniger kritisch. Diese Ebene eignet sich für Archivdaten, Backups und Daten, die längere Zugriffszeiten tolerieren können.
• Tier 3 ist die kostengünstigste Speicherebene in einem mehrstufigen Speichersystem. Sie umfasst in der Regel Archivspeicherlösungen wie Bandbibliotheken und Cloud-Speicher. Auf Daten in Tier 3 wird selten zugegriffen; sie werden in erster Linie aus Gründen der Compliance, zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften oder zur Langzeitarchivierung aufbewahrt. Diese Ebene bietet die geringste Leistung, ist jedoch die kostengünstigste Speicherlösung.

Einige Unternehmen, die hauptsächlich Speicher vor Ort nutzen, richten zusätzliche spezielle Ebenen für die Speicherung in der öffentlichen Cloud und für Backups ein:

• Cloud-Ebene . In einigen mehrstufigen Speicherarchitekturen wird eine separate Cloud-Ebene verwendet, um Daten in einem Cloud-Speicherdienst wie Amazon S3 oder Azure Blob Storagezu speichern. Dies ermöglicht es Unternehmen, die Vorteile von skalierbarem und kostengünstigem Cloud-Speicher für Daten zu nutzen, die möglicherweise nicht nahtlos in die lokalen Speicherebenen passen. Auf Daten in der Cloud-Ebene kann bei Bedarf über das Internet zugegriffen werden.
• Backup-Ebene . Auch wenn Backup-Speicher nicht immer als primäre Speicherebene betrachtet wird, ist er doch ein wesentlicher Bestandteil der Speicherhierarchie. Backup-Daten werden je nach Backup-Strategie des Unternehmens auf festplattenbasierten Systemen oder in Bandbibliotheken gespeichert. Der Schwerpunkt liegt auf Datensicherheit und schneller Wiederherstellung im Falle von Datenverlust oder Katastrophen.

Wie viele Speicherebenen werden in der Regel von Unternehmen verwendet?

Die Anzahl der Speicherebenen, die Unternehmen in ihren Speicherarchitekturen einsetzen, kann je nach ihren spezifischen Anforderungen, Budgetbeschränkungen und der Komplexität ihrer Datenmanagementanforderungen stark variieren. In der Praxis setzen viele Unternehmen jedoch üblicherweise eine dreistufige Speicherhierarchie als Ausgangspunkt um (Tier 0, Tier 1, Tier 2).

Viele Unternehmen beginnen mit diesen drei Ebenen als Grundlage und passen ihre Speicher-Infrastruktur anschließend an ihre spezifischen Anforderungen an. Je nach Entwicklung ihrer Datenanforderungen fügen sie möglicherweise weitere Ebenen hinzu oder setzen spezialisierte Speicherklassen ein. Zum Beispiel:

• Einige Unternehmen fügen möglicherweise eine Ebene 4 oder Ebene 5 für die langfristige, tiefe Archivierung hinzu, wobei Technologien wie Bandbibliotheken oder sehr kostengünstiger Cloud-Speicher zum Einsatz kommen können.
• Andere könnten eine Cloud-Ebene für Backups außerhalb des Standorts und zur Disaster Recovery implementieren und dabei Cloud-Speicherdienste wie Amazon S3 oder Azure Blob Storage nutzen.
• Hybrid-Cloud-Strategien können zudem weitere Ebenen einführen, darunter cloudbasierte Ebenen für Daten, die nahtlos zwischen vor Ort und Cloud-Speicher verschoben werden müssen.

Entscheidend ist es, eine Speicherarchitektur zu entwerfen, die auf die Datenzugriffsmuster, Anforderungen an die Leistung und budgetären Erwägungen des Unternehmens abgestimmt ist. Ebenso wichtig ist die Umsetzung effektiver Richtlinien für das Datenmanagement und das Tiering, um sicherzustellen, dass Daten entsprechend den sich im Laufe der Zeit ändernden Anforderungen auf der geeigneten Ebene gespeichert werden. Da sich die Datenspeichertechnologien ständig weiterentwickeln, können Unternehmen ihre mehrstufigen Speicherstrategien anpassen, um von neuen Innovationen und kosteneffizienten Lösungen zu profitieren.

Diese gängigen Speicherebenen lassen sich in einer Tabelle mit kurzen Erläuterungen und typischen Verwendungsfällen zusammenfassen:

Bitte beachten Sie, dass die Namen und Eigenschaften von Speicherebenen je nach Unternehmen und Anbietern variieren können. Die obige Tabelle bietet einen allgemeinen Überblick über gängige Speicherebenen und ihre typischen Verwendungsfälle, doch konkrete Umsetzungen können je nach den Anforderungen des Unternehmens und den verfügbaren Technologien abweichen.

Wo Speicherebenen zum Einsatz kommen

Speicherebenen-Tiering ist eine Strategie zum Speichermanagement, die sowohl vor Ort (in den eigenen Rechenzentren oder privaten Cloud-Umgebungen einer Organisation) als auch in der öffentlichen Cloud eingesetzt werden kann. Es handelt sich um einen flexiblen Ansatz, der auf verschiedene Speicherarchitekturen angewendet werden kann, um die Datenplatzierung und Zugriffsmuster zu optimieren.

Speicherebenen vor Ort

Speicherebenen werden in den folgenden Umgebungen eingesetzt, die sich auf die lokale Infrastruktur konzentrieren:

• Herkömmliche Rechenzentren . In herkömmlichen lokalen Rechenzentren werden Speicherebenen häufig verwendet, um Daten zu verwalten, die auf verschiedenen Arten von Speichermedien wie SSDs, HDDs und Bandbibliotheken gespeichert sind. Unternehmen implementieren Speicherebenen, um Leistung, Kosten und Datenverfügbarkeit innerhalb ihrer eigenen Infrastruktur zu optimieren.
• Private Clouds . Viele Private-Cloud-Umgebungen nutzen Storage Tiering, um Daten über verschiedene Arten von Speicherressourcen hinweg effizient zu verwalten. Dies ist besonders wichtig in Private-Cloud-Konfigurationen, in denen Ressourcen dynamisch zugewiesen werden müssen, um verschiedene Workloads zu unterstützen.
• Hybrid-Clouds . In einer Hybrid-Cloud-Umgebung, die eine lokale Infrastruktur mit Public-Cloud-Ressourcen kombiniert, kann Storage Tiering genutzt werden, um die Datenplatzierung über beide Umgebungen hinweg zu optimieren. Unternehmen können Tiering-Richtlinien nutzen, um zu bestimmen, welche Daten vor Ort verbleiben und welche aus Gründen der Kosteneffizienz oder Skalierbarkeit in die Public Cloud verlagert werden sollen.

Speicher-Tiering in der Public Cloud

In der Public Cloud wird Speicher-Tiering in den folgenden Umgebungen eingesetzt:

• Speicherdienste in der Public Cloud . Cloud-Anbieter wie Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure und Google Cloud Platform (GCP) bieten im Rahmen ihrer Cloud-Speicherdienste eigene Optionen für das Cloud-Speicher-Tiering an. Beispielsweise bietet AWS S3-Speicherklassen (Standard, Intelligent-Tiering, Glacier usw.) an, die jeweils auf unterschiedliche Anforderungen an Leistung und Kosten zugeschnitten sind.
• Objektspeicher . Objektspeicher Dienste in der Public Cloud unterstützen häufig Tiering des Speichers, damit Kunden die für ihre Daten am besten geeignete Speicherklasse auswählen können. Dies ist vorteilhaft für die Optimierung von Kosten und Zugriffszeiten.

Automatisiertes Speicherebenen-Tiering

Automatisiertes Speicherebenen-Tiering und die Optimierung der Speicherebenen sind Techniken, die im modernen Datenspeichermanagement eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass Daten effektiv und zur richtigen Zeit auf der am besten geeigneten Speicherebene abgelegt werden.

Automatisiertes Speicherebenen-Tiering ist eine Datenmanagement-Technik, bei der Daten automatisch und dynamisch auf der Grundlage spezifischer Richtlinien und Kriterien zwischen verschiedenen Speicherebenen verschoben werden. Diese Richtlinien werden in der Regel von Speicheradministratoren definiert oder von intelligenter Speicherverwaltungssoftware festgelegt. Das vorrangige Ziel des automatisierten Storage Tierings besteht darin, die Nutzung von Speicherressourcen zu optimieren, indem sichergestellt wird, dass Daten zu jedem Zeitpunkt auf der am besten geeigneten Ebene gespeichert werden.

Das automatisierte Storage Tiering ermöglicht es Ihnen, Ihr Storage Tiering dynamisch zu optimieren, indem es die Datennutzung und den Datenzugriff kontinuierlich überwacht, um Datenprioritäten und die erforderlichen Tiering-Ebenen zu ermitteln. Wenn Sie automatisiertes Storage Tiering nutzen, legen Sie Ihre bevorzugten Schwellenwerte fest, und die Automatisierung kümmert sich um den Rest.

Sobald die Datennutzung vordefinierte Schwellenwerte erreicht, werden die Daten entsprechend verschoben. Steigt die Zugriffshäufigkeit auf Daten, werden diese in eine Ebene mit geringerer Latenz verschoben. Werden Daten nicht genutzt, werden sie in eine kostengünstigere Ebene mit höherer Latenz verschoben. Dieser Ansatz optimiert sowohl Ihre Kosten als auch die Leistung bei minimalem Aufwand und ohne Bedarf an laufender Wartung.

Das automatisierte Storage-Tiering ermöglicht richtliniengesteuerte Datenübertragungen zwischen den Speicherebenen und passt sich so den Leistungs- und Kapazitätsanforderungen der Benutzer an. Diese Funktion arbeitet effizient mit Ihrer bestehenden mehrstufigen Speicherarchitektur zusammen und optimiert das Datenmanagement durch Automatisierung. Automatisiertes Storage-Tiering verbessert die Leistung und Kosteneffizienz durch Echtzeitanpassungen und schnelle Datenverschiebungen.

Storage-Tier Optimierung ist ein umfassenderes Konzept, das verschiedene Strategien umfasst, darunter automatisiertes Storage-Tiering , um sicherzustellen, dass die Speicherinfrastruktur eines Unternehmens effizient verwaltet und genutzt wird. Während automatisiertes Storage-Tiering eine Schlüsselkomponente der Storage-Tier-Optimierung ist, können auch andere Techniken und Best Practices zum Einsatz kommen.

Tiering vs. Caching

Tiering und Caching sind zwei unterschiedliche Techniken, die beim Speicher-Management und bei der Datenspeicherung zum Einsatz kommen – sie dienen unterschiedlichen Zwecken. Die Begriffe Tiering und Caching werden oft fälschlicherweise synonym verwendet, beziehen sich jedoch auf zwei unterschiedliche Techniken zur Speicherbeschleunigung . Bei beiden werden häufig abgerufene oder „heiße“ Daten auf Hochgeschwindigkeitsmedien wie Flash gespeichert. Damit enden die Gemeinsamkeiten jedoch größtenteils.

Beim Caching werden Daten vorübergehend auf einem leistungsstarken Medium wie DRAM oder Solid-State-Speicher abgelegt, um die Leistung zu steigern. Der Cache befindet sich zwischen der Anwendung und dem Backend-Speicher. Dieselben Daten befinden sich auch auf einer niedrigeren Speicherebene, in der Regel einer Festplatte (HDD). Die Daten werden in den Cache kopiert, die Originaldaten verbleiben jedoch an ihrem ursprünglichen Standort. Caching ist im Wesentlichen eine Einwegtransaktion, und der Cache löscht die Daten nach der Nutzung.

Speichertiering hingegen verschiebt Daten physisch zwischen Speichergeräten. Wenn Daten als „heiß“ identifiziert werden, werden sie auf eine Hochgeschwindigkeits-Ebene verlagert, wodurch die Standardebene keine Kopie mehr enthält. Wenn die Daten an Zugänglichkeit verlieren, werden sie zurück auf die Standardebene verschoben. Bei Speichertiering werden Daten nicht nur kopiert, sondern tatsächlich verschoben – sowohl von langsameren als auch von schnelleren Speichergeräten.

Sowohl das Storage-Tiering als auch das Caching verbessern die Datenzugänglichkeit, unterscheiden sich jedoch darin, wie sie Speicherplatz für häufig abgerufene Daten nutzen. Beim Caching werden Kopien erstellt, während beim Storage-Tiering Daten identifiziert und verschoben werden, ohne dass zusätzliche Kopien entstehen.

Somit konzentriert sich das Tiering auf die Optimierung der langfristigen Datenplatzierung über verschiedene Speicherebenen hinweg, um ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten zu erreichen, während das Caching darauf abzielt, den Datenzugriff zu beschleunigen, indem häufig abgerufene Daten vorübergehend in einem Hochgeschwindigkeitspuffer gespeichert werden. Die Wahl zwischen Tiering und Caching hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung oder des Speichersystems sowie von der Art der Datenzugriffsmuster ab. In manchen Fällen setzen Unternehmen beide Techniken kombiniert ein, um die beste Gesamtleistung und Kosteneffizienz zu erzielen.

Tiered Storage und hierarchisches Speichermanagement

Tiered Storage und hierarchisches Speichermanagement sind beides Strategien im Daten-Speichermanagement, unterscheiden sich jedoch in ihrer Granularität, ihren Mechanismen zur Datenverschiebung und ihren Hauptzielen. Tiered Storage konzentriert sich darauf, Daten anhand ihrer Eigenschaften in diskrete Speicherebenen zu kategorisieren, während das hierarchische Speichermanagement darauf abzielt, einzelne Dateien oder Objekte transparent zwischen Primär- und Sekundärspeicher zu verschieben, um die Effizienz des Primärspeichers zu verbessern und Kosten einzusparen.

Vorteile der Speicher-Tiering-Strategie

Die Speicher-Tiering-Strategie bietet Unternehmen, die ihre Datenspeicherinfrastruktur optimieren möchten, mehrere wesentliche Vorteile. Die wichtigsten Vorteile der Implementierung von Speicher-Tiering sind:

• Verbesserte Leistung . Durch die Platzierung häufig genutzter oder kritischer Daten auf leistungsstarken Speicherebenen, wie beispielsweise Solid-State-Laufwerken oder NVMe-Speicher, kann Speicher-Tiering die Systemleistung erheblich steigern. Dies führt zu geringeren Latenzzeiten und schnelleren Datenzugriffszeiten für Anwendungen und Benutzer, was wiederum die Produktivität und die Benutzerzufriedenheit verbessert.
• Effiziente Ressourcennutzung . Tiering des Speichers stellt sicher, dass jede Speicherebene effizient genutzt wird, wodurch eine Überdimensionierung von Speichersystemen mit hoher Leistung und eine Unterauslastung kostengünstigerer Speicher vermieden werden. Es maximiert die Kapitalrendite (ROI) der Speicherinfrastruktur.
• Kostenoptimierung . Storage Tiering hilft Unternehmen dabei, teure Speicherressourcen ausschließlich für Daten bereitzustellen, die hohe Leistung erfordern, während weniger kritische oder selten abgerufene Daten auf kostengünstigeren Ebenen gespeichert werden können, beispielsweise auf Festplatten oder im Cloud-Speicher. Diese Kostenoptimierung führt zu potenziellen Einsparungen bei den Hardware- und Betriebskosten.
• Ausgewogene Workloads . Storage Tiering kann dazu beitragen, Daten und Workloads auf verschiedene Ebenen zu verteilen und so den Wettbewerb um Ressourcen zu verringern. Dies ist besonders wertvoll in Umgebungen mit gemischten Workloads, in denen einige Anwendungen hohe Leistung erfordern, während andere weniger anspruchsvolle Speicheranforderungen haben.
• Adaptives Datenmanagement . Datenzugriffsmuster können sich im Laufe der Zeit ändern. Storage-Tiering-Lösungen analysieren diese Muster kontinuierlich und verschieben Daten bei Bedarf automatisch zwischen den Ebenen. Diese Anpassungsfähigkeit stellt sicher, dass Daten auch bei sich ändernden Zugriffsanforderungen auf der am besten geeigneten Speicherebene verbleiben.
• Skalierbarkeit . Wenn der Bedarf an Speicherspeicher wächst, ermöglicht das Storage-Tiering Unternehmen eine effiziente Skalierung ihrer Speicherinfrastruktur. Je nach Anforderungen können neue Speicherebenen hinzugefügt oder bestehende erweitert werden, um steigenden Datenmengen und Anforderungen an die Leistung gerecht zu werden.
• Vereinfachtes Datenmanagement . Storage-Tiering-Lösungen umfassen häufig automatisierte Richtlinien und Verwaltungstools, die Aufgaben im Datenmanagement vereinfachen. Dies reduziert den Verwaltungsaufwand, der mit der manuellen Datenzuordnung und -migration verbunden ist.
• Compliance und Aufbewahrungspflichten . Unternehmen mit regulatorischen oder Compliance-Anforderungen profitieren vom Storage-Tiering, da dadurch sichergestellt wird, dass Daten gemäß den gesetzlichen Vorgaben gespeichert und aufbewahrt werden. Compliance-Daten können auf bestimmten Speicherebenen mit den erforderlichen Sicherheits- und Aufbewahrungsrichtlinien verwaltet werden.
• Datensicherheit und Disaster Recovery . Durch die Klassifizierung von Daten nach ihrer Wichtigkeit hilft das Storage-Tiering Unternehmen dabei, ihre Maßnahmen zu priorisieren Datensicherheit . Kritische Daten können auf ausfallsicheren, redundanten Ebenen gespeichert werden, wodurch die Datenverfügbarkeit und Wiederherstellbarkeit im Falle von Ausfällen oder Katastrophen gewährleistet wird.
• Optimiertes Backup und Wiederherstellung . Durch die Trennung von Daten nach ihrer Wichtigkeit und ihren Zugriffsmustern kann das Tiering dabei helfen, Daten für Backups und Wiederherstellungsvorgänge zu priorisieren. Kritische Daten können mit höherer Häufigkeit gesichert werden, während für weniger kritische Daten längere Sicherungsintervalle gelten können.

Während der Hauptzweck von Speicherebenen darin besteht, die Datenplatzierung und die Speicherkosten zu optimieren, können die damit verbundenen Vorteile auch die Fähigkeit des Unternehmens verbessern, sich von Katastrophen zu erholen. Redundanz und kosteneffiziente Datenaufbewahrung erhöhen die Chancen auf eine erfolgreiche Datenwiederherstellung. Dies hilft Unternehmen, die Geschäftskontinuität aufrechtzuerhalten und sich mit minimalem Datenverlust und minimalen Ausfallzeiten von Katastrophen zu erholen, was letztlich ihre allgemeine Bereitschaft zur Disaster Recovery verbessert.

Bewährte Best Practices für Storage Tiering

Storage Tiering ist eine wertvolle Methode zur Optimierung der Datenspeicherung, doch es ist wichtig, bewährte Best Practices zu befolgen, um deren Wirksamkeit und Effizienz sicherzustellen. Die bewährten Best Practices für Storage Tiering lauten wie folgt:

• Machen Sie sich ein Bild von Ihren Daten . Führen Sie eine gründliche Analyse Ihrer Daten durch, um deren Eigenschaften, Zugriffsmuster und Bedeutung zu verstehen. Nicht alle Daten müssen in verschiedene Speicherebenen eingeteilt werden; aus diesem Grund sollten Sie ermitteln, welche Datensätze am meisten von einer mehrstufigen Speicherung profitieren würden.
• Wählen Sie die richtigen Speichermedien aus . Wählen Sie die Speichermedien für jede Ebene entsprechend den Leistungs- und Budgetanforderungen Ihres Unternehmens aus. Solid-State-Laufwerke, Festplatten, Cloud-Speicher und Bandbibliotheken sind gängige Optionen.
• Überwachen und passen Sie regelmäßig an . Überwachen Sie Ihre Speicherumgebung kontinuierlich, um Datenzugriffsmuster und die Auslastung der Ebenen zu verfolgen. Passen Sie die Tiering-Richtlinien bei Bedarf an, um sich ändernden Anforderungen Rechnung zu tragen. Die regelmäßige Überprüfung und Feinabstimmung Ihrer Richtlinien ist für eine optimale Leistung unerlässlich.
• Nutzen Sie Datenklassifizierung und Tagging . Verwenden Sie Metadaten und Daten-Tagging, um Daten zu klassifizieren. Diese Metadaten können von Ihrem Tiering-System genutzt werden, um fundiertere Entscheidungen über die Datenplatzierung zu treffen.
• Priorisieren Sie kritische Daten . Stellen Sie sicher, dass geschäftskritische und häufig abgerufene Daten auf Hochleistungs-Tiers platziert werden. Dies kann unterschiedliche Richtlinien oder Prioritätsstufen für verschiedene Datentypen erfordern.
• Redundanz in kritischen Ebenen einbauen . Wenn Sie geschäftskritische Daten auf Hochleistungs-Ebenen speichern, sollten Sie Redundanzmechanismen wie RAID (Redundant Array of Independent Disks) in Betracht ziehen, um sich vor Datenverlusten aufgrund von Hardwareausfällen zu schützen.
• Automatisierte Tiering-Richtlinien implementieren . Definieren Sie klare, automatisierte Richtlinien für die Verschiebung von Daten zwischen den Ebenen. Diese Richtlinien sollten Faktoren wie Zugriffshäufigkeit, Datenalter und Leistungsanforderungen berücksichtigen. Die Automatisierung der Datenplatzierung und -migration trägt dazu bei, dass sich die Daten immer auf der richtigen Ebene befinden.
• Sicherheit und Zugriffskontrollen bereitstellen . Implementieren Sie geeignete Sicherheitsmaßnahmen und Zugriffskontrollen für Daten auf allen Ebenen. Stellen Sie sicher, dass sensible Daten geschützt sind und nur autorisierten Benutzern zugänglich sind.
• Backup und Disaster Recovery . Planen Sie Maßnahmen zur Datensicherheit und Disaster Recovery. Stellen Sie sicher, dass Ihre Sicherungs- und Strategien zur Wiederherstellung auf Ihren Ansatz zum Speicher-Tiering abgestimmt sind. Kritische Daten sollten häufiger gesichert und mit Sicherheit aufbewahrt werden.
• Skalierbarkeit . Gestalten Sie Ihre Strategie zum Speicher-Tiering so, dass sie skalierbar ist. Seien Sie darauf vorbereitet, weitere Ebenen hinzuzufügen oder bestehende zu erweitern, wenn Ihr Datenspeicherbedarf wächst.
• Ziehen Sie Hybrid-Cloud-Lösungen in Betracht . Je nach den Anforderungen Ihres Unternehmens sollten Sie erwägen, Cloud-Speicher als eine Ihrer Speicherebenen zu integrieren. Hybrid-Cloud-Lösungen bieten Skalierbarkeit und Flexibilität.
• Bewerten Sie die Technologie regelmäßig . Halten Sie sich über Fortschritte in der Speichertechnologie auf dem Laufenden. Mit der technologischen Weiterentwicklung können neue Speichermedien und -lösungen kostengünstiger und für Ihre Speicherebenen besser geeignet werden.

NAKIVO Backup & Replication und Backup-Speicherebenen

NAKIVO Backup & Replication ist eine moderne Lösung für Datensicherheit und Disaster Recovery, die mit verschiedenen Speicherebenen zusammenarbeiten kann und es Ihnen ermöglicht, Ihre Backup- und Wiederherstellungsstrategien basierend auf Ihren spezifischen Anforderungen und der verfügbaren Infrastruktur zu optimieren. Die NAKIVO-Lösung unterstützt verschiedene Speichertypen, darunter Speicher vor Ort, Cloud-Speicher und Deduplizierungs-Geräte.

Sie können NAKIVO Backup & Replication so konfigurieren, dass es verschiedene Speicherebenen für Backups nutzt. So können beispielsweise kritische Backups auf Hochleistungsspeicher (Ebene 1) für eine schnelle Wiederherstellung gespeichert werden, während weniger kritische Backups zur langfristigen Aufbewahrung auf kostengünstigeren Speicher (Ebene 2 oder Cloud) verschoben werden können.

Das Produkt bietet Funktionen wie Backupkopie und Replikation , die die Erstellung zusätzlicher Kopien von Backups auf verschiedenen Speicherebenen ermöglichen. Dies verbessert die Datenredundanz und die Vorbereitung auf die Disaster Recovery, indem Backups an mehreren Standorten oder auf mehreren Speicherebenen abgelegt werden.

Sie können Aufbewahrungsrichtlinien innerhalb von NAKIVO Backup & Replication definieren, um Backup-Daten basierend auf Ihrer Tiering-Strategie automatisch zu verwalten. So können Backups beispielsweise für einen kürzeren Zeitraum auf Tier 1 aufbewahrt und anschließend zur längerfristigen Aufbewahrung auf Tier 2 verschoben werden.

Die NAKIVO-Lösung unterstützt gängige Cloud-Speicheranbieter. Das bedeutet, dass Sie Cloud-Speicher problemlos als Speicherebene für Backups außerhalb des Standorts integrieren können, wodurch der Bedarf an zusätzlicher Infrastruktur vor Ort reduziert wird.

Fazit

Mehrstufige Speicherarchitekturen ermöglichen es Unternehmen, Speicherressourcen entsprechend den spezifischen Anforderungen ihrer Daten zuzuweisen. Indem Unternehmen Daten auf der am besten geeigneten Ebene ablegen, können sie sowohl die Leistung als auch die Kosten optimieren und so sicherstellen, dass kritische Daten die erforderliche Leistung erhalten, während weniger kritische oder selten abgerufene Daten kosteneffizient gespeichert werden. Automatisierte Richtlinien für das Tiering und entsprechende Tools für das Management tragen dazu bei, dass Daten zwischen den Ebenen verschoben werden, wenn sich Zugriffsmuster und Anforderungen im Laufe der Zeit ändern.

Probieren Sie NAKIVO Backup & Replication aus

Nutzen Sie die kostenlose Testversion, um alle Funktionen der Datensicherheit der Lösung kennenzulernen. 15 Tage kostenlos. Keine Einschränkungen hinsichtlich Funktionen oder Kapazitäten. Keine Kreditkarte erforderlich.

Kostenlos testen