Sekundärspeicher
Sekundärspeicher ist ein dauerhafter (persistenter) Speicher für nicht kritische Daten, auf die nicht so häufig zugegriffen werden muss wie auf Daten im Primärspeicher oder die nicht dieselben Leistungs- oder Verfügbarkeitsanforderungen haben. Für die Primär-Storage sind in der Regel teure, hochleistungsfähige Speichersysteme erforderlich, während Sekundärspeichersysteme auf kostengünstigen Geräten mit geringerer Leistung, die sich besser für die Langzeitspeicherung eignen, effektiv arbeiten können.
Daten, die keinen primären Speicher benötigen, können auf sekundäre Speichergeräte migriert werden, um Speicherplatz freizugeben und die Leistung auf primären Speichergeräten zu verbessern, während gleichzeitig die gesamten Speicherkosten gesenkt werden. Unternehmen verwenden Sekundärspeicher in der Regel für Backup- und Disaster-Recovery-Daten, Archivierungsdaten oder nicht kritische aktive Daten.
Im Laufe der Jahre hat der Begriff Sekundärspeicher verschiedene Bedeutungen gehabt. Ursprünglich bezog er sich auf eine Klasse von nichtflüchtigen Medien, die Daten speichern können, ohne ständig an den Strom angeschlossen zu sein. Sekundärspeicher können Festplattenlaufwerke (HDDs), Solid-State-Laufwerke (SSDs), optische Laufwerke, USB-Flash-Laufwerke, Disketten oder andere Geräte sein.
Diese Art von Sekundärspeicher steht im Gegensatz zum Primärspeicher, der sich auf die flüchtigen Speichergeräte eines Computers wie den Arbeitsspeicher (Random Access Memory, RAM) oder den Daten-Cache bezieht. Flüchtige Speicher benötigen eine konstante Stromquelle. Wird ein flüchtiges Gerät von der Stromversorgung getrennt, wird der Speicher gelöscht und alle Daten gehen verloren.
Der Sekundärspeicher wurde auch danach unterschieden, ob er sich außerhalb des Computers befand und nicht eine interne Komponente war. Jede Art von Speicher innerhalb des Computers wurde als primär betrachtet, und alles, was extern an den Computer angeschlossen war, wurde als sekundär betrachtet.
Der Begriff Sekundärspeicher wurde auch verwendet, um externe Speichergeräte zu beschreiben, die nicht direkt mit Produktionsservern verbunden sind. In diesem Szenario können die sekundären Speichergeräte an entfernten Standorten untergebracht sein, aber das ist nicht zwingend erforderlich.
Obwohl diese Verwendungszwecke auch heute noch bestehen, bezieht sich der Begriff Sekundärspeicher in erster Linie auf Speicher, der Daten und Arbeitslasten unterstützt, die weniger kritisch sind als diejenigen, die Primärspeicher erfordern. In einigen Fällen wird der Begriff auch verwendet, um die Verwaltung sekundärer Daten zu beschreiben, entweder in Verbindung mit oder anstelle der Hardware, auf der sich die Daten befinden.
Im Allgemeinen kann sich der Begriff Sekundärspeicher auf jeden Speicher beziehen, der nicht als Primärspeicher gilt. Einige Unternehmen speichern Archivdaten in einer dritten Ebene, die von der sekundären Ebene getrennt ist und auf die noch seltener zugegriffen wird. Dies wird als „Cold Storage“ (kalter Speicher) oder manchmal auch als „Tertiärspeicher“ bezeichnet. Doch selbst in diesem Fall wird der Begriff Sekundärspeicher häufig als Oberbegriff für alle nicht primären Speicher, einschließlich des Cold Storage, verwendet.
Drei Arten von Sekundärspeichern
Zu den auf dem Sekundärspeicher gespeicherten Datensätzen können Sicherungsdaten, Test- und Entwicklungsdaten, Referenzdaten, archivierte Daten und ältere Betriebsdaten gehören, auf die nicht mehr täglich zugegriffen werden muss. Unternehmen können auch Analysen mit den Daten durchführen, um einen zusätzlichen Nutzen zu erzielen, oder sie können die Daten nur speichern, um gesetzliche Anforderungen zu erfüllen.
Der Sekundärspeicher wird in der Regel zur Speicherung von Backup-Daten verwendet, die aus dem Primärspeicher stammen. Die Daten werden durch Replikation oder andere Backup- und Recovery-Techniken vom primären Speichersystem auf das sekundäre Speichersystem kopiert. Zur Unterstützung dieser Vorgänge kann das Sicherungssystem spezielle Software, Dienste von Drittanbietern, Snapshots des Speichersystems oder andere Mechanismen verwenden.
Daten können auch zur langfristigen Aufbewahrung archiviert werden, sei es zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften oder zur Aufrechterhaltung von Geschäftsvorgängen. Manche Unternehmen speichern Daten über Jahre hinweg oder sogar auf unbestimmte Zeit. Da auf diese Daten nur selten zugegriffen wird und sie sich - wenn überhaupt - nur wenig ändern, ist es kostengünstiger, die Daten auf einem Sekundärspeicher mit hoher Kapazität zu speichern als auf einem teuren Primärspeicher.
Unternehmen greifen häufig auf Sekundärspeicher zurück, um drei primäre Anwendungsfälle zu unterstützen:
- Backup und Disaster Recovery (DR). Backup- und DR-Daten können auf einer Vielzahl von Medien und Systemen gespeichert werden, was in der Regel von ihrem Volumen und der Frage abhängt, wie einfach und schnell sie wiederhergestellt werden können. Beide Prozesse beruhen auf der Wiederherstellung sekundärer Daten, um Dateien und Anwendungen wiederherzustellen, die aufgrund von Benutzerfehlern, bösartigen Angriffen oder natürlichen Ereignissen wie Wirbelstürmen, Erdbeben oder Bränden verloren gegangen sind. In Situationen, in denen es sich um hochsensible oder unternehmenskritische Daten handelt, können die Daten auf redundanten Arrays gesichert werden, um einen Datenverlust zu vermeiden.
- Archivierung. Archivdaten sind Informationen, auf die nicht mehr regelmäßig zugegriffen wird, die aber aufbewahrt werden und bei Bedarf zugänglich sein müssen, zum Beispiel Daten im Zusammenhang mit der internen Verwaltung oder der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. Da auf archivierte Daten nur selten zugegriffen wird und sie nicht sofort verfügbar sein müssen, können Archivspeichersysteme - beispielsweise optische Speicher oder magnetische Wechselmedien wie Bänder - die meiste Zeit über offline sein.
- Unwichtige aktive Daten. Viele Unternehmen speichern Daten, auf die sie nicht sehr häufig zugreifen, die sie aber dennoch griffbereit haben möchten, falls sie sie benötigen, oder sie müssen zwar regelmäßig auf die Daten zugreifen, aber Leistung und Verfügbarkeit stehen nicht im Vordergrund. Einige Beispiele für nicht kritische aktive Daten sind E-Mails, Geschäftsdateien, Rechtsdokumente oder Business Intelligence. Diese Daten können auf einem kostengünstigeren, weniger leistungsfähigen Speicher verwaltet werden, müssen aber online und jederzeit verfügbar sein, was bedeutet, dass Band- oder optische Medien nicht geeignet sind.
Jeder Anwendungsfall hat seine eigenen Merkmale, die dazu beitragen, das beste Speichermedium und Speichersystem für die Unterstützung des laufenden Betriebs zu bestimmen. Obwohl Sekundärspeicher nicht die gleichen Anforderungen erfüllen müssen wie Primärspeicher, kann die Datenwiederherstellung eine entscheidende Komponente bei der Bereitstellung und Wartung eines Sekundärspeichersystems sein.
Unternehmen müssen sicherstellen können, dass sie die Informationen und Anwendungen, die sie für die Fortsetzung des Betriebs benötigen, so nahtlos wie möglich ersetzen können, wenn Probleme mit dem primären Speicher auftreten.
Vorteile von Sekundärspeicher
Die Verlagerung von nicht kritischen Daten vom Primärspeicher auf den Sekundärspeicher bietet zwei wesentliche Vorteile: die Freigabe von Kapazitäten auf dem Primärspeicher und die Senkung der gesamten Speicherkosten. Einen dritten Vorteil können Unternehmen dadurch erzielen, dass sie den Sekundärspeicher vom Hauptcomputernetzwerk isolieren, um eine zusätzliche Sicherheitsebene zu schaffen. Als Teil ihrer Datensicherungsstrategien können sie ihren Sekundärspeicher auch an entfernten Standorten hosten.
Der Sekundärspeicher bietet eine kostengünstigere Speicherebene mit höherer Kapazität als der Primärspeicher, obwohl die gespeicherten Daten möglicherweise nicht so unmittelbar zugänglich sind. Dieser Kompromiss lohnt sich in einigen Fällen, beispielsweise bei der Implementierung einer Backup-Disk-Appliance oder eines Cloud-basierten Backup-Dienstes.
Backup-Appliances und Cloud-Dienste können große Datenmengen speichern, obwohl der Zugriff auf die Daten eine spezielle Backup-Software erfordern kann. Auch optische Datenträger und Sicherungsbänder müssen zunächst in ihre jeweiligen Bibliotheken eingebunden werden, bevor sie gelesen werden können.
Sekundärspeicher und Primärspeicher im Vergleich
Sekundärspeicherdaten befinden sich auf Geräten mit Non-Volatile Memory (NVM) wie SSDs, HDDs, Bandlaufwerken und optischen Medien. Die Geräte können vor Ort, in Rechenzentren, in Colocation-Einrichtungen oder von Dienstanbietern auf deren Cloud-Plattformen gehostet werden. Die Geräte werden in der Regel zum Schutz von Daten für DR oder für die langfristige Aufbewahrung verwendet, obwohl sie auch zur Unterstützung aktiver, nicht kritischer Arbeitslasten eingesetzt werden können.
Sekundärspeicher wird als eine niedrigere Ebene als die primäre Speicherebene angesehen. Wenn Sekundärspeicher für Sicherungs- und Archivierungszwecke verwendet wird, hat das Betriebssystem des Servers möglicherweise keine direkte Kontrolle über das Speichersystem. In einigen Fällen können Sekundärspeichergeräte nicht direkt mit einer Anwendung interagieren.
Primärspeicher, auch aktiver Speicher genannt, bezieht sich auf eine Speicherebene, die häufig genutzte, unternehmenskritische Anwendungen und deren Daten enthält. Die Daten in dieser Ebene können auf HDDs oder SSDs gespeichert werden, die im Gehäuse eines Servers oder in einem externen Speicher-Array installiert sind. Obwohl der Trend zu SSDs geht, werden HDDs weiterhin in großem Umfang im Rechenzentrum verwendet.
Sekundärspeicher wird oft als Tier-2-Speicher bezeichnet, während Primärspeicher als Tier-1-Speicher bezeichnet wird. Ein Teil des Primärspeichers kann auch als Tier 0-Speicher eingestuft werden, insbesondere wenn es sich um Speichersysteme handelt, die SSDs verwenden oder wenn Memory als Speicherebene eingesetzt wird.
Beispiele für sekundäre Speichergeräte
Externe Festplatten werden häufig als sekundäre Speichergeräte verwendet, oft um die Speicheranforderungen von Verbrauchern zu erfüllen. Eine externe Festplatte ist ein tragbares Gerät, das über einen Standard-USB-Anschluss direkt an einen Computer angeschlossen wird. Die HDD kann als sekundärer Computerspeicher oder als Netzlaufwerk dienen.
Aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Datensicherheit und -kapazität setzen Unternehmen nur selten tragbare Geräte aus dem Consumer-Bereich als Sekundärspeicher ein. Stattdessen verwenden sie mobile Speichergeräte, die eine Datenverschlüsselung auf Geräte- oder Kassettenebene integrieren, um zu verhindern, dass unbefugte Benutzer Zugriff auf die Daten erhalten.
Andere Medien, die für die Sekundärspeicherung in Unternehmen verwendet werden, sind plattenbasierte Systeme und Magnetbandbibliotheken. Wenn die Leistung eines sekundären Speichersystems wichtig ist, können Flash-SSDs mit HDDs in einer hybriden Konfiguration gepaart werden, wie sie beispielsweise in einer hyperkonvergenten Infrastruktur zu finden ist.
Einige All-Flash-Arrays (AFAs) unterstützen die Replikation auf Plattensysteme von Drittanbietern zur konvergenten Datensicherung in einer Tiered-Storage-Umgebung. Die AFAs selbst werden jedoch in der Regel auf der primären Speicherebene betrieben, wobei die Daten auf den günstigeren sekundären Speicher repliziert werden. All-Flash-Speicher wird aufgrund der höheren Kosten und der geringeren Schreibausdauer selten ausschließlich für Sekundärdaten verwendet.
In einer Unternehmensumgebung kann ein älteres NAS-Gerät (Network Attached Storage), ein SAN (Storage Area Network) oder eine Bandbibliothek als Sekundärspeicher dienen. In jüngster Zeit werden auch Objektspeichergeräte als Sekundärspeicher eingesetzt, um die Anforderungen an primäre Speicher-Arrays zu verringern.
Die Cloud als sekundäre Speicherebene
Das Aufkommen des SaaS-Modells (Software as a Service) macht es möglich, Cloud-Speicher als Sekundär- oder Tertiärspeicher zu nutzen. Dies gilt insbesondere für die Sicherung oder Archivierung von Daten.
Die Cloud-basierte Archivierung hat sich im Vergleich zur primären Speicherung auf einem Server als kosteneffizientes Tool zur Speicherung älterer Daten erwiesen, die sich selten ändern. Unternehmen nutzen Cloud-Plattformen auch für andere sekundäre Speicheranforderungen, zum Beispiel für Backups und DR. Sie können ihre Datenpakete über Breitband-Internetleitungen an Plattformen wie Amazon Web Services (AWS) oder Microsoft Azure senden.
Wenn Unternehmen öffentliche Cloud-Plattformen nutzen, greifen sie auf Daten zu, die auf physischen Servern außerhalb ihrer eigenen Rechenzentren gespeichert sind, und verbinden sich über das Internet mit dem Dienst. Auf diese Weise können Benutzer und Anwendungen von jedem Gerät an jedem beliebigen Ort auf die Daten zugreifen, obwohl den Kunden über das monatliche Cloud-Abonnement hinaus Gebühren für den Zugang und den Abruf sowie für die Ausführung von Operationen mit den Daten entstehen können.
Aufgrund dieser Kosten und der Bedenken hinsichtlich der Datensicherheit und -verfügbarkeit sind viele Unternehmenskunden bei der Auswahl der Public Cloud als sekundäres Ziel vorsichtig, auch wenn die Akzeptanz der Cloud für die sekundäre Speicherung weiter zunimmt. Das SaaS-Modell ermöglicht es einem Unternehmen, die Kosten für die Nutzung der Cloud auf der Grundlage unterschiedlicher Anforderungen zu skalieren.
Dennoch haben einige Unternehmen ihre eigenen privaten Clouds vor Ort eingerichtet, um sekundäre Speicherdienste bereitzustellen, die intern verwaltet werden können. Darüber hinaus implementieren viele Unternehmen jetzt hybride Clouds, indem sie einige Daten lokal hosten und weniger aktive Daten in einem Public-Cloud-Repository archivieren.
