Schlüsselstellen, an denen sich Festplatten durch SSDs ersetzen lassen

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Der störungsfreie Betrieb

Heutige IT-Infrastrukturen sind zahlreichen Gefahren ausgeliefert. So ist es kaum verwunderlich, dass auch die Datenverarbeitung keine Ausnahme darstellt. Dabei ist es für IT-Manager von zentraler Bedeutung, dass Rechenzentren so aufgebaut sind, dass der Betrieb unterbrechungsfrei stattfinden kann. Wichtig ist in diesem Zusammenhang sind höchste Performance bei Hochverfügbarkeits-Umgebungen. An exakt dieser Stelle kommen Flash-basierte Lösungen für Unternehmen ins Spiel.

Lösungen, die Daten in virtuellen Umgebungen unterbrechungsfrei verarbeiten, sind enorm wichtig für einen erfolgreichen Einsatz. An dieser Stelle eine kurze Auflistung der wichtigsten Dienste:

• Spiegelung (oder Datenspiegelung) beschreibt den Prozess der Datenreplikation auf zwei oder mehr SSDs, um eine Sicherungskopie bei einem Ausfall eines Laufwerks bereit zu stellen. Ausfallsicherheit bei gespiegelten Flash-Ressourcen erfordert Transparenz bei den aktiven virtuellen Maschinen auf dem Server, damit letztlich I/O-Zugriffe während eines Ausfalls nicht unterbrochen werden.

• Hochverfügbarkeit (HA) in virtualisierten Umgebungen stellt bei einem Serverausfall mit Flash-Ressourcen sicher, dass die darin enthaltenen virtuellen Maschinen auf einem anderen Server gestartet werden können. Dieses Szenario erfordert Verwaltungsfähigkeiten auf dem Host-Rechner. Daten, die in der primären SSD-Flash-Ressource geschrieben werden, müssen somit auch auf eine sekundäre Flash-Ressource geschrieben werden.

• Fehlertoleranz (FT) ist einer der am schwierigsten zu handhabenden Dienste innerhalb einer virtualisierten Umgebung. Die Sicherstellung einer unterbrechungsfreien Auslieferung von Anwendungen und Daten ist kein triviales Unterfangen, speziell wenn ein Server komplett ausfällt. Um volle Fehlertoleranz zu erreichen, müssen zwei (bis auf das letzte Bit) identische Kopien einer VM vorhanden sein. Ist dies gegeben, kann eine Kopie während eines Ausfalls sofort übernehmen, so dass nahtlos an der unterbrochenen Stelle weitergearbeitet werden kann. Mit SSD-Flash kann auf Lösungen zugegriffen werden, die synchrone Spiegelung zwischen Host-Servern in einer hochverfügbaren Umgebung bieten.

Wartungsaufwand reduzieren

Zusätzlich zur Bereitstellung unterbrechungsfreier Dienste in virtualisierten Umgebungen, sind reduzierte Wartungskosten als auch weniger benötigte Ressourcen für Service und Support wünschenswert. So kann die Kosteneffizienz des Rechenzentrums deutlich gesteigert werden. Bei einer Serverwartung müssen die betroffenen virtuellen Maschinen auf einen anderen Server verschoben werden.

Dabei handelt es sich oftmals um einen zähen und langwierigen Prozess. VMware stellt ein Tool mit der Bezeichnung „vMotion“ bereit, welches exakt diese Fähigkeit der dynamischen Migration bietet. Mit der intelligenten Software müssen lediglich die VMs auf einen anderen Server verschoben werden, aber nicht die Daten, da sich die ‚Hot Data‘ innerhalb der PCIe-SSD befinden. Die Software-Verwaltungsebene gewährleistet einen fortlaufenden Betrieb ohne Ausfallzeit und Leistungseinbrüche, damit der Endbenutzer keinerlei Unterschied bemerkt.

Entgegen vielen anderen Lösungen, benötigt diese intelligente Software keine Agents, die die Kommunikation zwischen VMs und SSDs gewährleisten, da die Software im VMware Hypervisor eingebunden ist. So stehen die Daten für alle Server und virtuellen Maschinen (VMs) im Netzwerk zur Verfügung.

Da Daten auf den PCIe-basierten SSD Flash-Karte zwischengespeichert werden, können diese unter mehreren Servern geteilt werden. Dabei kann typischerweise jeder Einsatzpunkt die Flash-Ressource nutzen, auch wenn sich die SSD nur in einem Server befindet. Dieser komplett ‚Agents‘-lose Ansatz hat einen deutlich gesenkten Wartungsaufwand zur Folge und schafft eine äußerst flexible Umgebung.

Aufwärmen des Cache für Leistungsspitzen

IT-Manger müssen sich auch der Herausforderung stellen, Leistungsspitzen zu meistern. Dabei wird innerhalb eines kurzen Zeitraumes massiv mehr I/O-Leistung benötigt. Zu diesem Zweck können unterschiedliche I/O-Profile für die diversen Anwendungen bereitgestellt werden.

Data Warehousing ist in diesem Fall ein gutes Beispiel: Hier wird besonders die IOPS-Performance eines Systems gefordert. Virtuelle Desktop-Infrastrukturen (VDI) sind ein weiteres Beispiel bei denen in ‚Boot Storms‘-Zeiten wesentlich mehr Ressourcen benötigt werden. Dabei fordern zahlreiche Mitarbeiter gleichzeitig Ressourcen an. Beide Anwendungen könnten gleichzeitig um Flash-Cache-Ressourcen kämpfen, so dass am Ende keiner der beiden Tasks profitiert.

Die Caching-Software stellt zu diesem Zweck eine Geschäftsregel zur Verfügung, die ein Vorwärmen des Zwischenspeichers ermöglicht. IT-Manger haben somit die Möglichkeit, einen Zwischenspeicher so vorzubereiten, dass anspruchsvolle Jobs stets so schnell wie möglich abgearbeitet werden. Bei den beiden Beispielen von vorhin würde das bedeuten, dass die VDI-Boot-Daten bereits am frühen Morgen in den Zwischenspeicher geladen und somit beschleunigt ausgeliefert werden.

Des Weiteren lässt sich eine Regel für den Abend definieren, um die wichtigen Bereiche des Data Warhousing in den Flash-Zwischenspeicher zu laden. Zwischen diesen beiden wichtigen Aufgaben können andere Anwendungen ebenfalls von den Vorteilen der dynamischen Cache-Ressource profitieren, so dass sich die Flash-basierte SSD-Ressource so effizient wie möglich nutzen lässt.

* Joost van Leeuwen und Scott Harlin arbeiten für OCZ Storage Solutions.

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