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Beim Speichern von Daten auf Storage-Systemen stehen Unternehmen heute vor großen Herausforderungen, denn sie müssen die richtige Balance zwischen der gewünschten Leistungsfähigkeit der Systeme und den anfallenden Kosten finden. Hier kann Automated Storage Tiering, kurz AST, helfen.
 
Diese Technologie ermittelt, wie oft ein Anwender in einer bestimmten Zeitspanne auf Daten zugreift. Entsprechend der Häufigkeit der Zugriffe werden die Daten automatisch auf das passende Speichermedium verlagert. Das können schnelle Solid State Drives sein oder aber preisgünstige Festplatten.

Laut einer Studie von IDC verdoppelt sich das Datenvolumen in Unternehmen jedes Jahr um 50 bis 100 Prozent. Das bereitet vielen Firmen Kopfzerbrechen. Ihre Storage-Systeme müssen so ausgelegt sein, dass sie häufig benötigte Informationen schnell zur Verfügung stellen und weniger relevante Daten auf preisgünstigen Speichermedien vorhalten. Verschärft wird die Situation dadurch, dass jede Anwendung unterschiedliche Anforderungen in Bezug auf Servicegüte und Latenzzeiten stellt.

Einen Ausweg bietet Automated Storage Tiering. Diese Technik stellen unter anderem alle Speichersysteme der Reihe Fujitsu ETERNUS DX in Verbindung mit der ETERNUS SF Management-Software Version 15 (V15) zur Verfügung. AST verfolgt zwei Ziele:
 
  • Schneller Zugriff auf häufig genutzte Daten: Diese werden auf Speichermedien mit kurzen Zugriffszeiten platziert, vorzugsweise Solid State Drives (SSDs).
  • Besseres Preis-Leistungsverhältnis beim Speichern selten genutzter Daten: Diese legt AST auf Massenspeichern ab, die eine geringere Performance bieten, dafür aber preisgünstiger sind, etwa SAS- (Serial-Attached SCSCI) oder SATA-Festplatten.

Durch ein richtlinienbasiertes, automatisches Tiering lässt sich die Zuweisung der Plattentypen im laufenden Betrieb ändern. Dadurch ist es möglich, stets das passende Serviceniveau in Bezug auf Geschwindigkeit, Kapazität und Kosten eines Speichertyps sicherzustellen. Die Richtlinien ("Policies"), anhand der Daten auf bestimmte Ebenen (Tier) verschoben werden, kann der Systemverwalter vorgeben. Einfacher ist es jedoch, dies dem Speichersystem zu übertragen. Es analysiert, wie oft Anwender innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums auf bestimmte Daten zugreifen. Anschließend weist das System automatisch die entsprechenden Datenblöcke dem passenden Speichertyp zu.
 
Bild 2: Automated Storage Tiering (AST) reserviert für Daten, auf die häufig zugegriffen wird, schnelle Solid State Drives. Auf den Ebenen 2 und 3 (Tier 2 und 3) kommen langsamere, dafür preisgünstigere SAS- oder SATA-Laufwerke zum Einsatz. (Quelle: Fujitsu)  
 
Fujitsu empfiehlt, bei AST drei Tier zu verwenden:
 
  • Tier 0 für hohe Datenübertragungsraten: Daten, auf die Anwender häufig zugreifen, werden auf SSDs gespeichert. Deren Datenübertragungsrate beträgt bis zu 500 MByte/s.
  • Tier 1 - Online-Speicher mit mittlerer Zugriffsgeschwindigkeit: Auf dieser Ebene empfiehlt sich der Einsatz von Serial-Attached-SCSCI-Festplatten (SAS) mit 15.000 oder 10.000 Umdrehungen pro Minute. Sie haben in der Praxis eine Übertragungsrate von rund 200 MByte/s (SAS II).
  • Tier 2 - Nearline-Speicher mit niedriger Zugriffsgeschwindigkeit: Hier kommen Nearline-SAS- oder SATA-Festplatten zum Zuge. SATA-Platten erreichen bis zu 170 MByte/s (SATA III).
 
Bild 1: Über eine Web-Konsole kann der Systemverwalter vorgeben, nach welchen Kriterien (Policies) das Automated Storage Tiering durchgeführt wird. Einfacher ist es, diesen Prozess zu automatisieren: Das Speichersystem analysiert in diesem Fall, auf welche Daten wie oft zugegriffen wird und verschiebt sie automatisch auf die entsprechenden Laufwerke. (Quelle: Fujitsu)   
 
Vorteile von Automated Storage Tiering im Überblick

Leistung
Die höhere Performance, die SSDs bieten, kommt vor allem I/O-lastigen Anwendungen wie Datenbanken, Microsoft Exchange und Virtualisierungslösungen zugute. Ein weiterer Vorteil von AST ist die bessere Auslastung der Speichermedien. Laut IDC liegt sie bei konventionellen Storage-Architekturen im Schnitt bei 45 Prozent. Bei einem Storage-System wie Fujitsu ETERNUS DX in Verbindung mit AST steigt sie auf mehr als 80 Prozent.

Applikationen
Um auch den Applikationen gegenüber Storage Performance dediziert zuweisen zu können, erlaubt die ETERNUS DX dem Systemverwalter die Leistung des Systems in dedizierten IO/s oder MB/s Werten zuzuweisen. Diese Zuweisung kann auf Volume Ebene, auf Host Ebene oder auch auf Port Ebene erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, leistungskritische Produktionsapplikationen gemeinsam mit weniger kritischen Applikationen auf der gleichen Physik zu betreiben und mittels der Quality of Service Funktionalität dafür zu sorgen, dass jede Applikation die gewünschte Leistung zugewiesen bekommt, ohne das es zu einem Konflikt zwischen den Applikationen kommt. Dadurch kann die Speicherauslastung massiv gesteigert werden, was zu deutlichen Kosteneinsparungen führt.
 
Bild 3: Mithilfe der ETERNUS SF Management-Software V15 lassen sich flexible Storage-Tier- Pools einrichten, die unterschiedliche Qualitätsanforderungen erfüllen. Datenblöcke werden den jeweiligen Tier-Pools entsprechend den Qualitätsanforderungen der entsprechenden Anwendungen und der Service Level Agreements (SLA) zugeordnet.(Quelle: Fujitsu)  
 
Kosten
Durch Verwendung von preisgünstigem Nearline-Storage lassen sich zudem die Kosten senken. Bei Solid State Drives der Enterprise-Klasse kostet ein 1 GByte Speicherplatz derzeit etwa zwischen 3,50 Euro und 4,50 Euro. Eine SAS-Festplatte kommt dagegen nur auf 65 Euro-Cent pro GByte, eine High-End-SATA-Disk auf circa 10 bis 25 Euro-Cent.

Administration
Auch die IT-Abteilung profitiert von AST: Da das Speichersystem Daten automatisch den optimalen Speicherplatz zuweist, können sich die Administratoren um wichtigere Aufgaben kümmern. Automated Storage Tiering ist somit kein Luxus, sondern eine Technik, die jedem Unternehmen handfeste Vorteile bietet.
 
Robert Guzek und Michael Marticke, Sales Competence Center Storage & Networking Solutions, Fujitsu Technology Solutions
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