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Die hybride Cloud eröffnet neue Möglichkeiten
Die Verknüpfung von Dateisystemen und Objektspeicher ist mit der hybriden Cloud möglich. Diese neue Produktklasse eröffnet neue Einsatzszenarien.
IT-Abteilungen auf der ganzen Welt setzen auf die Public Cloud. Dabei ist klar geworden, dass hybride Lösungen, die die Brücke von der Cloud ins eigene Rechenzentrum spannen, oft überlegen sind und deswegen populärer werden.
Das Ein- und Auslagern von Daten kann in Bezug auf Leistung und Konsistenz aus der Public Cloud schwierig sein. Könnte also eine neue Welle verteilter Dateisysteme und Objektspeicher die Antwort sein?
Hybride Cloud-Operationen erfordern die Fähigkeit, Daten zwischen privaten und öffentlichen Datenzentren zu verschieben. Ohne Datenmobilität sind öffentliche und private Clouds nicht mehr als zwei separate Umgebungen, die die Vorteile der Daten und Anwendbarkeit nicht nutzen können.
Wenn Sie sich den Speicher ansehen, der die öffentliche und private Cloud unterstützt, stehen Ihnen eventuell drei Optionen zur Verfügung.
Der Blockspeicher, der traditionell für Hochleistungs-Input/Output (I/O) verwendet wird, bietet keine praktischen Mobilitätsfunktionen. Die Technologie ist hervorragend geeignet für das eigene Rechenzentrum oder kann über Standorte hinweg genutzt werden, die dasselbe Unternehmen betreibt.
Der Blockzugriffsspeicher hängt nämlich von der Verwendung eines Dateisystems oberhalb der Blockebene ab, um Daten zu organisieren und Funktionalität bereitzustellen. Zum Beispiel ist es für Snapshots und dem Datenabgleich wichtig, die strikte Konsistenz zwischen Dateninstanzen aufrechtzuerhalten.
Indes bietet ein Objektspeicher eine hohe Skalierbarkeit und universellen Zugriff. Er kann jedoch bezüglich der Datenintegrität und der Leistungsfähigkeit, die für moderne Anwendungen erforderlich sind, hinterherhinken.
Der letzte Schreiber gewinnt
Es gibt auch kein Konzept für die Sperrung von Objekten – das bedeutet einfach, dass der letzte Schreiber sozusagen gewinnt. Für relativ statische Inhalte ist dies ideal, für Datenbankanwendungen oder Analysen, die partielle Lese- und Aktualisierungsvorgänge durchführen müssen, ist es nicht praktikabel.
Der Objektspeicher ist jedoch eine Wahlmöglichkeit für einige hybride Cloud-Storage-Umgebungen. Er kann funktionieren, um eine einzelne Objekt/Datei-Umgebung über Standorte hinweg zu schaffen, wobei S3 fast ein De-facto-Standard für den Zugriff zwischen Standorten ist.
Der Dateispeicher befindet sich zwischen den beiden Extremen. Er bietet eine hohe Skalierbarkeit, Datenintegrität und Sicherheit. Zudem verfügen er und die Dateisysteme über Sperren, die – je nachdem, wie die Sperrverwaltung implementiert wird – gleichzeitige Aktualisierungen entweder lokal oder global verhindern.
Häufig können Datensicherheitsberechtigungen für Dateisysteme in vorhandene Berechtigungsverwaltungssysteme wie Active Directory integriert werden.
Dateisysteme, wie etwa Objektspeicher, implementieren einen einzigen globalen Namespace, der von der zugrunde liegenden Hardware abstrahiert und für konsistenten Zugriff auf Inhalte sorgt, unabhängig davon, wo sie sich befinden. Einige objektspeicherbasierte Systeme bieten auch Dateizugriff über das Netzwerkdateisystem (NFS) und das Server-Nachrichtenblockprotokoll (SMB).
In gewisser Hinsicht sehen wir hier eine Entwicklung des parallelen Dateisystems oder seiner Hauptfunktionalität für hybride Cloud-Operationen.
Verteilte und parallele Dateisysteme sind bereits seit Jahren auf dem Markt. Dell EMC ist mit Isilon Marktführer. DDN eine bietet Hardwarelösung namens Gridscaler. Weitere Lösungen sind Lustre, Ceph und Spectrum Scale (GPFS) von IBM.
Diese sind jedoch nicht für hybride Cloud-Operationen ausgelegt. Was bieten also neue Lösungen gegenüber den traditionellen Anbietern?
Verteilte Dateisysteme 2.0
Die neue Welle verteilter Dateisysteme und Objektspeicher wurde für den Betrieb in hybriden Cloud-Umgebungen entwickelt. Mit anderen Worten, sie wurden entworfen, um in privaten und öffentlichen Umgebungen zu arbeiten.
Der Schlüssel dazu ist die Unterstützung der öffentlichen Cloud und die Möglichkeit, einen Scale-Out-Datei-/Objekt-Cluster in der öffentlichen Cloud bereitzustellen sowie On/Off-Premises-Vorgänge mit einer Hybridlösung zu unterstützen.
Native Unterstützung für die öffentliche Cloud bedeutet jedoch viel mehr, als nur eine Softwareinstanz in einer Cloud-Virtuellen Maschine auszuführen. Lösungen müssen automatisiert bereitgestellt werden können, die Leistungsmerkmale von Speicher in Cloud-Instanzen verstehen sowie leicht und effizient sein, um die Kosten so weit wie möglich zu reduzieren.
Insbesondere wurden neue verteilte Dateisysteme entwickelt, die Anwendungen abdecken sollen, die für einen effizienten Betrieb eine sehr geringe Latenz benötigen. Dazu gehören traditionelle Datenbanken, Hochleistungsanalytik, Finanzhandel und allgemeine High-Performance-Computing-Anwendungen wie Life Sciences und Media/Entertainment.
Durch die Bereitstellung von Datenmobilität ermöglichen diese neuen verteilten Dateisysteme Endbenutzern und IT-Organisationen die Nutzung günstiger Daten in der öffentlichen Cloud, während die Datenkonsistenz über geografische Grenzen hinweg erhalten bleibt.
Herstellerübersicht
WekaIO wurde 2013 gegründet und hat fast fünf Jahre lang eine skalierbare parallele Dateisystemlösung namens Matrix entwickelt. Matrix ist ein POSIX-kompatibles Dateisystem, das speziell für NVMe-Speicher entwickelt wurde.
Als Scale-Out-Speicherlösung läuft Matrix auf einem Cluster von Commodity-Storage-Servern oder kann in der Public Cloud bereitgestellt und unter Verwendung von lokalem SSD-Blockspeicher auf Standard-Compute-Instanzen ausgeführt werden.
Außerdem sind hybride Operationen möglich mit der Möglichkeit, sich auf öffentliche Cloud-Dienste zu konzentrieren. WekaIO veröffentlicht Latenzwerte von nur 200 μs und einen E/A-Durchsatz von 20.000 bis 50.000 IOPS pro CPU-Kern.
Elastifile wurde 2014 gegründet und hat ein Team hinter sich, das bereits eine Reihe von erfolgreichen Speicherprodukten entwickelt hat, darunter XtremIO und XIV. Das Elastifile Cloud File System (ECFS) ist eine Softwarelösung, die für die Skalierung über Tausende von Rechenknoten entwickelt wurde und Datei-, Block- und Objektspeicher bietet.
ECFS wurde entwickelt, um heterogene Umgebungen zu unterstützen, einschließlich öffentlicher und privater Cloud-Umgebungen, die in einem einzigen globalen Namensraum ausgeführt werden. Dies wird heute mithilfe einer Funktion namens CloudConnect erreicht, die die Lücke zwischen On-Premises- und Cloud-Bereitstellungen schließt.
Qumulo wurde 2012 von einem Team gegründet, das zuvor an der Entwicklung der Isilon Scale-Out-NAS-Plattform gearbeitet hat. Qumulo File Fabric (QF2) ist eine Scale-Out-Softwarelösung, die auf handelsüblicher Hardware oder in der Public Cloud eingesetzt werden kann. Plattformübergreifende Funktionen werden zur Verfügung gestellt, indem Dateifreigaben zwischen physischen Speicherorten mithilfe einer Funktion namens Continuous Replication abgeglichen werden. Obwohl es sich primär um eine Softwarelösung handelt, ist QF2 als Appliance mit einem Durchsatz von 4 GB pro Knoten (mindestens vier Knoten) verfügbar. Latenzwerte werden jedoch nicht angegeben.
Der Objektspeicherhersteller Cloudian hat im Januar 2018 ein Upgrade auf sein Hyperstore-Produkt angekündigt, das echte hybride Cloud-Operationen in Microsoft-, Amazon- und Google-Cloud-Umgebungen mit Datenportabilität zwischen ihnen ermöglicht.
Cloudian basiert auf der Open-Source-Datenbank von Apache Cassandra. Es kann als Speichersoftware verwendet werden, die Kunden auf Standardhardware, im Cloud-Softwareformat oder in Hardware-Appliance-Form bereitstellen können. Hyperfile-Dateizugriff – der Posix-/Windows-kompatibel ist – kann auch vor Ort und in der Cloud bereitgestellt werden, um den Dateizugriff zu ermöglichen.
Multi-Cloud-Datencontroller
Ein weiterer Objektspeicherspezialist, Scality, hat eine kommerziell unterstützte Version seines Multi-Cloud-Datencontrollers Zenko veröffentlicht. Das Produkt verspricht Kunden Hybrid-Cloud-Funktionalität: Das Verschieben, Replizieren, Ordnen, Migrieren und Suchen der Daten über lokale Standorte, private Cloud-Standorte und öffentliche Clouds hinweg. Es ist jedoch nicht so klar, wie nahtlos diese Operationen sein werden.
Zenko basiert auf der Einführung des S3-Servers von Scality 2016, der S3-Zugriff auf den Scality Ring-Objektspeicher bietet. Das Kernkonzept von Zenko besteht darin, Kunden zu ermöglichen, Scality-On-Site-Speicher mit Speicher verschiedener Cloud-Anbieter zu kombinieren, zunächst Amazon Web Services, Google Cloud Platform und Microsoft Azure.
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