ComputerWeekly.com/de

https://www.computerweekly.com/de/tipp/Unterschiede-zwischen-Scale-up-und-Scale-out-Speicher

So unterscheiden sich Scale-up- und Scale-out-Speicher

von Paul Kirvan

In der heutigen datengetriebenen Geschäftswelt sehen sich Unternehmen zunehmend mit der Herausforderung konfrontiert, wachsende Datenmengen effizient zu verarbeiten und zu speichern. Dies erfordert oft eine Skalierung der Speicherinfrastruktur, wobei Unternehmen typischerweise zwischen zwei grundlegenden Ansätzen wählen müssen: Scale-up und Scale-out. Beide Strategien zielen darauf ab, die Kapazität des bestehenden Speichersystems zu erweitern, unterscheiden sich jedoch in ihrer Herangehensweise und ihren Auswirkungen auf die Gesamtarchitektur.

Die Entscheidung zwischen Scale-Up und Scale-Out ist komplex und hängt von verschiedenen Faktoren ab. Unternehmen müssen das erwartete Datenwachstum, verfügbare Budgets, die Kritikalität der betroffenen Systeme sowie die vorhandene Hardware-Infrastruktur sorgfältig abwägen. Dabei gilt es, sowohl kurzfristige Anforderungen als auch langfristige strategische Ziele zu berücksichtigen.

Generell tendieren Unternehmen dazu, den Scale-Up-Ansatz zu wählen, wenn sie akute Leistungsprobleme bewältigen und schnelle Lösungen implementieren müssen. Scale-Out hingegen wird oft bevorzugt, wenn Flexibilität und langfristige Skalierbarkeit im Vordergrund stehen. Beide Ansätze bringen spezifische Vor- und Nachteile mit sich, die im Kontext der individuellen Unternehmensanforderungen und -ressourcen evaluiert werden müssen. Darüber hinaus gibt es weitere Aspekte zu bedenken, wie etwa die Integration in bestehende IT-Landschaften, Auswirkungen auf Datensicherheit und -management sowie potenzielle Zukunftstechnologien, die die Speicherarchitektur beeinflussen könnten.

Scale-up von Speicher und Anwendungen

Es kann vorkommen, dass Unternehmen die Kapazität bestehender Speichergeräte erhöhen müssen. Dies kann auf eine schnelle Expansion oder die Komplexität einer oder mehrerer Anwendungen zurückzuführen sein, die auf einem Speichergerät laufen. In einer solchen Situation können Unternehmen die Speicherkapazität des jeweiligen Geräts erhöhen. Dies wird als Skalierung bezeichnet, da sich das primäre Gerät nicht verändert, sondern nur seine Speicherkapazität erhöht.

Bei einem Scale-up-Ansatz wird die bestehende Infrastruktur erweitert, um Beispiel durch weitere Festplatten oder Laufwerke. Wenn es wichtig ist, ein und dasselbe Gerät beizubehalten, anstatt kritische Anwendungen und Daten auf mehrere Speichergeräte aufzuteilen, sollten Sie einen Scale-up-Ansatz zur Skalierung des Speichers verwenden. Dies wird auch als vertikale Skalierung bezeichnet.

Die IT-Verwaltung kann feststellen, dass die Kapazität eines vorhandenen Speichergeräts aufgrund der Erweiterung wichtiger Anwendungen, die die Speicherkomponente nutzen, erhöht werden muss. Unternehmen können dann zusätzliche Server konfigurieren und sie mit dem Hauptsystem verbinden.

Vor- und Nachteile von Scale-up-Storage

Scale-up-Storage ist eine einfache Möglichkeit, die Speicherkapazität zu erhöhen, um kurzfristige Ziele zu erreichen, ist aber auf lange Sicht nicht so flexibel, weshalb diese Vor- und Nachteile zu berücksichtigen sind.

Im Folgenden werden einige der Vorteile eines Scale-up-Ansatzes für das Storage genannt:

• Da es sich bei der zugrunde liegenden Hardware um ein einziges Gerät handelt, wird die Speicherverwaltung vereinfacht.
• Es fallen geringere Kosten für die Lizenzierung und zusätzliche Geräte wie Netzwerke an.
• Unternehmen müssen die Systemarchitektur nicht ändern.
• Bei der Verwendung von Cloud-basierten Speichersystemen ist die Skalierung einfach.
• Eine Skalierungsstrategie kann die Leistung der vorhandenen Speicherressourcen steigern.

Die Skalierung hat aber auch Nachteile, darunter die folgenden:

• Ein Scale-up-Speicher kann die Nutzung neuerer Speichertechnologien erschweren, da das Unternehmen keine neuen Geräte integriert.
• Ein Scale-up-Ansatz ist in der Regel eine kurz- bis mittelfristige Lösung und eignet sich nicht immer für längerfristige Anforderungen.
• Die Aufrüstungsmöglichkeiten können durch den Hersteller des Systems eingeschränkt sein.

Scale-out von Speicher und Anwendungen

Bei langfristigen Upgrades kann das Management feststellen, dass mehr Speicherplatz benötigt wird und die besonderen Anforderungen spezielle Speichergeräte wie SSDs und zusätzliche Festplatten erfordern. In der Praxis kann es notwendig sein, weitere Racks in der Nähe der ursprünglichen Speichergeräte hinzuzufügen. In solchen Situationen ist es sinnvoller, die Speicherkapazität zu erhöhen, indem eine Vielzahl von Geräten konfiguriert wird, die diese Anforderungen unterstützen. Dies wird als Skalierung von der ursprünglichen Speicherausrüstung aus bezeichnet, oder auch als horizontale Skalierung.

Verteilte Dateisysteme können ein wichtiger Bestandteil einer Scale-Out-Anordnung sein, da sie mehrere Geräte in einer zusammenhängenden Speicherumgebung verwenden.

Vor- und Nachteile von Scale-out-Storage

Scale-out-Storage bietet langfristige Flexibilität, ist aber möglicherweise kurzfristig nicht so gut geeignet. Berücksichtigen Sie dies zusammen mit den anderen Vor- und Nachteilen, bevor Sie den Speicher skalieren.

Zu den Vorteilen von Scale-out-Storage gehören folgende:

• Scale-out-Speicher profitiert von Verbesserungen bei der Speicherüberwachung sowie der Fehlererkennung und -toleranz.
• Unternehmen können neuere Speicher- und Servertechnologien implementieren.
• Die Speicherressourcen können praktisch überall platziert werden.
• Ein Scale-out-Ansatz ist für langfristige Anforderungen geeignet.

Zu den Nachteilen von Scale-Out-Storage können folgende Hindernisse gehören:

• Die Speicherverwaltung kann aufgrund einer Vielzahl von Geräten und Anforderungen komplex sein.
• Es können höhere Kosten für mehr Racks, Strom, physischen Platz, Netzwerke und physische Sicherheit anfallen. Auch der Einsatz von HLK-Systemen (Heizung, Lüftung und Klimatisierung) kann zunehmen.

Die Wahl zwischen Reduzieren und Erweitern

Beide Strategien sind wirksame Methoden, um den Speicherplatz zu vergrößern, aber in bestimmten Fällen kann jede Methode besser geeignet sein.

Wählen Sie für die folgenden Szenarien einen Scale-up-Ansatz:

• wenn die Größe von Dateien oder Datenbanken zunimmt und eine Aufteilung großer Dateien in kleinere Teile vermieden werden soll
• wenn der längerfristige Bedarf an Speicherkapazität minimal ist
• wenn die bestehenden Speicheranforderungen des Unternehmens relativ gering sind
• wenn die Organisation den vorhandenen Speicherplatz erweitern, aber keinen neuen Speicherplatz hinzufügen möchte
• wenn die bestehenden Produktionsaktivitäten zunehmen

Die Scale-out-Methode ist dagegen in folgenden Fällen besser geeignet:

• wenn Unternehmen zusätzliche Leistungs- und Kapazitätsanforderungen haben, die durch Scale-up nicht erfüllt werden können
• wenn die Anforderungen an die Vorhaltung von Backup-Daten erheblich sind und zunehmen
• wenn das mittel- bis langfristige Wachstum von Daten und Speicheranforderungen erheblich ist und mehrere verteilte Knoten mehrere Arbeitslasten bewältigen müssen.

Weitere wichtige Kriterien für die Wahl des Storage-Ansatzes

Nicht nur die oben genannten Faktoren für die Wahl des geeigneten Skalierungsansatzes sind zu berücksichtigen. Es gibt aufgrund der fortschreitenden Anforderungen und technischen Aspekte zusätzliche Parameter, die IT-Verantwortliche berücksichtigen sollten.

Dazu gehören unter anderem die folgenden:

• Cloud-native Lösungen: Scale-out-Storage gewinnt zunehmend an Bedeutung im Kontext von Cloud Computingund hybriden Infrastrukturen. Moderne Unternehmen nutzen verstärkt Cloud-basierte Speicherlösungen, die inhärent skalierbar sind und oft auf Scale-out-Architekturen basieren.
• Hyperkonvergente Infrastrukturen (HCI): Diese kombinieren Compute, Storage und Networking in einer einzigen Lösung und nutzen oft Scale-out-Prinzipien für einfache Erweiterbarkeit.
• Automatisierung und KI: Moderne Storage-Lösungen integrieren zunehmend KI und Machine Learning für intelligentes Datenmanagement, automatische Skalierung und Optimierung der Ressourcennutzung.
• Datenschutz und Compliance: Mit steigenden regulatorischen Anforderungen müssen Unternehmen bei der Wahl ihrer Storage-Strategie auch Aspekte wie Datenschutz, Verschlüsselung und Compliance berücksichtigen.
• Software-defined Storage (SDS): Dieser Ansatz hat an Bedeutung gewonnen und ermöglicht flexible, hardware-unabhängige Speicherlösungen, die oft Scale-out-Prinzipien nutzen.
• Performance-Aspekte: Bei der Entscheidung zwischen Scale-up und Scale-out sollten auch Leistungsaspekte wie Latenz und Durchsatz berücksichtigt werden, insbesondere für I/O-intensive Workloads.
• Kosteneffizienz: Scale-out-Lösungen können langfristig kosteneffizienter sein, da sie eine graduelle Erweiterung ermöglichen und oft auf Standard-Hardware basieren.
• Flexibilität für moderne Workloads: Scale-out-Architekturen eignen sich besonders gut für moderne Anwendungen wie Big Data, KI/ML und containerisierte Workloads, die hohe Skalierbarkeit und Flexibilität erfordern.

Die Abstimmung mit den Unternehmensleitern über ihre kurz-, mittel- und langfristigen Anforderungen ist entscheidend für die Entscheidung, welcher Ansatz zu wählen ist.