Storage Know-how – Infos rund um unsere Storage-Systeme
ZFS, ein Open Source Dateisystem, entwickelt von ORACLE/Sun, hat sich in den letzten Jahren zu einem beliebten Filesystem in Rechenzentren und mittelständischen Unternehmen entwickelt.
In ZFS sind die Stärken von Redundanz, ausgereiftem Dateisystem und Performance vereint, bei nahezu unlimitierter Speicherkapazität. Die Skalierbarkeit eignet sich bestens für verschiedene Einsatzzwecke.
Das Dateisystem schreibt Daten mit dem Copy-on-Write Mechanismus. Dieser unterscheidet sich vom gewöhnlichen Read-Write-Modify Verfahren darin, dass Blöcke, welche geändert werden sollen nicht zuerst gelesen, und dieselben Blöcke dann überschrieben werden müssen.
ZFS schreibt direkt einen neuen, zusätzlichen Block mit den Änderungen. Der alte Block bleibt in seiner Form also vorerst erhalten, was die Performance, aber auch die Sicherheit erhöht. Es entsteht kein Schreibloch wie z.B. bei RAID Technologien welche den Originalblock zuerst modifizieren müssen.
Durch Copy-on-Write lassen sich Snapshots ohne Performanceverlust zu erzeugen, was die Vorteile für Desaster Recovery oder Backup offensichtlich macht. Da alte Datenstände nicht überschrieben werden, können schnell viele Snapshots, verschiedener Zeiten und Versionen erstellt werden und ebenso schnell der entsprechende Datenbestand wiederhergestellt werden.
Auch „self-healing“ bringt das Dateisystem mit sich. Ein prüfsummenbasierter End-to-End Schutz überprüft in regelmäßigen Abständen die Korrektheit der Blöcke. Das verhindert Datenkorruption.
Die Prüfsummen werden ebenfalls beim Schreiben der Blöcke erstellt und in eigene Blöcke geschrieben, was die Überprüfung der Konsistenz performant hält und neben Bit Rot auch falsch adressierte Schreibvorgänge immer wieder ausgleichen kann. Datei bzw. Blockfehler werden daher automatisch „geheilt“.
Um die Performance weiter zu erhöhen können Read und Write Caches zugeschaltet werden, wenn statt SSDs herkömmliche große Festplatten verwendet werden.
Bei der Redundanz auf Disk Ebene werden die Vorteile des klassischen RAID mit dem flexiblem ZFS- Dateisystems kombiniert:
– Mirror (entspricht RAID 1)
– RAID-Z1 (1 Parity-Bit, wie RAID 5)
– RAID-Z2 (2 Parity-Bits, wie RAID 6)
– RAID-Z3 (3 Parity-Bits)
Sowohl Netzwerk, als auch Massenspeicherprotokolle (CIFS, NFS, iSCSI und FC) sind in ZFS Systemen bereits integriert und können ohne zusätzlichen Aufwand direkt aus den Pools bereitgestellt werden.
ZFS- Systeme von EUROstor finden Sie hier > Software Defined Storage
Block, File und Object Storage
Block, File und Object sind Storage Formate mit denen Daten auf verschiedene Weisen gespeichert werden. Jedes hat seine Vor- und Nachteile.
Kurz zusammengefasst: Block Storage bietet einfach eine Reihe von Datenblöcken dem Client an, File Storage funktioniert über eine Ordnerhierachie (Filesystem) und Object Storage verwaltet die Daten wie in er Cloud üblich direkt mit Ihren entsprechenden Metadaten und über viele Speichersysteme hinweg.
Blockstorage
Das Block Storage basiert auf einer einfachen Methode der Datenablage. Dabei werden einzelne, physische Blöcke auf den Datendisks (HDD/SSD/NVMe) angesprochen. Jeder Block bekommt eine Art Hausnummer, Index genannt. Wird eine Datei geschrieben besteht diese Datei dann aus mehreren Blöcken und der Client „merkt“ sich den Index der Blöcke die diese Datei bilden.
Das Storage System stellt diese Blöcke einem Rechner zur Verfügung. Dieser muss die Indices selbst verwalten, entweder indem er das Volume formatiert und mit einem Filesystem seiner Wahl beschreibt, oder indem er es als Raw-Device nutzt. Die Intelligenz liegt also nicht auf dem Storage, sondern beim zugreifenden System. Ein externes Block Storage System wird also wie eine interne Festplatte behandelt. Ein RAID Verbund aus vielen Disks wird dann als eine große (virtuelle) Disk präsentiert, Block für Block.
Blockstorage wird üblicherweise direct attached oder in einer SAN (Storage Area Network) Umgebung e