Im Vergleich: Cloud-Storage-Architektur vs. lokaler Storage

Technologien wie Cloud-Storage-Gateways helfen Unternehmen, Cloud-Storage und lokales Storage nahtlos miteinander verbinden zu können.

Cloud-Storage hat das Potenzial, den Unternehmen enorme Storage-Kosten zu sparen. Trotzdem gibt es einige signifikante Unterschiede bei der Architektur zwischen Cloud-Storage und den herkömmlichen Arten an lokalem Storage. Diese Differenzen können Probleme aufwerfen, wenn man sowohl lokales als auch Cloud-Storage nahtlos nutzen möchte. Zum Glück reift der Markt des Cloud-Storage und es gibt diverse Anbieter, die Lösungen anbieten, um die Lücke zwischen lokalem und Cloud-Storage zu schließen.

Wer sich neu mit dem Thema Cloud-Storage beschäftigt, könnte meinen, dass der einzige Unterschied zwischen Cloud-Storage-Architektur und lokalem Storage der Standort ist. Wäre das der Fall, würde sich Cloud-Storage so einfach implementieren lassen wie man das durch die Konfiguration eines iSCSI-Initiators gewohnt ist. In den meisten Fällen gibt es allerdings signifikante Unterschiede zwischen On-Premises- und Cloud-Storage. Deswegen ist eine Verbindung mit Cloud-Storage wesentlich herausfordernder als würde man eine ähnliche Architektur wie bei lokalem Storage adressieren.

Cloud-Storage unterscheidet sich in erster Linie darin, dass es in der Regel, aber nicht immer, auf einer Objekt-basierten Storage-Plattform aufsetzt. Der Grund dafür ist, dass sich Objekt-basierte Storage-Plattformen auf riesiges Niveau skalieren lassen und dennoch eine hohe Performance liefern.

Will sich ein Unternehmen mit einem Objekt-basierten Cloud-Storage verbinden, muss es zwei hauptsächliche Hindernisse überwinden:

  • Lokales Storage tendiert dazu, Block-basiert zu sein. Will eine Firma lokales und Cloud-Storage nahtlos nutzen, muss sie eine Möglichkeit finden, zwischen Block- und Objekt-Storage zu „übersetzen“.
  • Cloud-Storage wird normalerweise als Web-Service dargeboten. Aus diesem Grund kann man Standard-Storage-Protokolle nicht einsetzen, um mit Cloud-basiertem Storage zu kommunizieren.

Weil Cloud-Storage auf Objekt-Storage basiert und als Web-Service angeboten wird, muss der Zugriff mithilfe eines APIs (Application Programming Interface) programmiertechnisch gelöst werden. Diese APIs basieren in der Regel auf Protokolle wie zum Beispiel Simple Object Access Protocol (SOAP) oder REST.

Cloud Storage Gateways

Auch wenn Cloud-Storage und lokales Storage Differenzen aufweisen, gibt es dennoch Wege, diese nahtlos miteinander zu verbinden. Dazu verwenden Sie ein so genanntes Cloud Storage-Gateway. Das kann entweder ein physisches Gerät oder eine virtuelle Appliance sein. Die Komponente übersetzt zwischen häufig verwendeten Datei-basierten Protokollen wie zum Beispiel NFS und Cloud-Storage-API-Protokollen.

Cloud-Storage-Protokolle sind in erster Linie als Mechanismus geschaffen, um den Zugriff auf Cloud-Storage durch die Verwendung File-basierter Protokolle zu ermöglichen. Häufig statten die Anbieter die Gateway-Appliances auch mit Funktionen aus, um die Verwendung von Cloud-Storage zu verbessern.

Einige Anbieter liefern lokales Storage innerhalb von Cloud-Gateway-Appliances aus. Dieses Storage setzt man in der Regel für Caching-Operationen ein. Werden Dateien häufig gelesen, landen somit möglicherweise im lokalen Lese-Cache. Somit müssen diese Daten nicht jedes Mal von außen übertragen werden, sollte man darauf zugreifen wollen. Lese-Caching verbessert die allgemeine Anwender-Erfahrung.

Ähnlich dazu bieten die meisten Cloud-Storage-Appliances einen Schreib-Cache. Der Schreib-Cache ist wichtig, weil sich Dateien schneller auf lokales Storage als auf Cloud-Storage schreiben lassen. Besitzt die Appliance einen Schreib-Cache, lassen sich Daten bei Schreib-Spitzen schnell speichern. Sobald genügend Bandbreite vorhanden ist, werden sie dann in die Cloud übertragen.

Zusätzlich verfügen die meisten Cloud-Storage-Gateways über eine Deduplizierungs-Engine. Das eliminiert die Notwendigkeit, redundante Daten in die Cloud zu kopieren. Somit lassen sich Daten schneller übertragen. Außerdem garantiert das, dass die WAN-Bandbreite so effizient wie möglich genutzt wird.

Andere Schlüssel-Funktionen

Auf Cloud-Storage aus dem lokalen Netzwerk zugreifen zu können, ist eine Sache. Es geht aber auch darum, Cloud-Storage in einer effizienten Weise zu nutzen. Wollen Sie Cloud-Storage für Datei-Daten verwenden, gibt es zwei wichtige Funktionen. Auf die sollten Sie achten, wenn Sie auf der Suche nach einem Cloud Storage Provider und einem Cloud-Storage-Gateway sind.

Zunächst einmal ist das ein so genannter Unified Namespace (vereinheitlichter Namensraum), den man auch manchmal Global Namespace nennt. Endanwender müssen auf Ihre Daten Zugriff haben, auch nachdem Sie in die Cloud übertragen wurden. Ein Unified Namespace stellt das lokale und das Cloud-Storage als einzelnes Dateisystem dar. Aus Sicht des Anwenders gibt es keine visuellen Hinweise, ob sich die Daten nun lokal befinden oder nicht.

Ein weiteres wichtiges Leistungsmerkmal ist automatisches Storage-Tiering. In einer SAN-Umgebung werden verschiedene Arten an Storage zu so genannten Storage-Tiers zusammengefasst. Zum Beispiel könnte man SSD-Storage (Solid-State Drive) als Hochgeschwindigkeits-Tier behandeln und herkömmliche Datenträger als Standard-Tier. Wie bei lokalem Storage bringt auch Cloud-basiertes Storage einzigartige Charakteristiken mit sich. Das sind zum Beispiel hohe Latenz und niedrige Kosten. Aus Sicht der Storage-Managements bedeutet das, dass man Cloud-Storage als separates Tier innerhalb Ihrer Storage-Architektur sehen kann.

Um die größtmöglichen Vorteile von Storage-Tiering zu erhalten, muss ein Unternehmen klassifizieren, welche Art von Daten auf welchem Tier abgelegt werden sollen. Archiv-Daten bestehen normalerweise aus relativ hohen Volumen, auf die man allerdings eher selten Zugriff braucht. Somit ist das ein idealer Kandidat für Cloud-Storage. Ein gutes Cloud-Storage-Gateway sollte in der Lage sein, Archiv-Daten automatisch auf das Cloud-Storage übertragen zu können. Diese geschieht mit Regeln, die der System-Administrator im Vorfeld konfiguriert hat.

API-Protokolle für Cloud-Storage

Simple Object Access Protocol: SOAP definiert einen Standard-Satz an Regeln für XML-basierten (Extensible Markup Language) Nachrichten-Austausch. Es verwendet Transport-Protokolle wie zum Beispiel HTTP (Hypertext Tranfer Protocol) und SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). Da HTTP-Anfragen in der Regel seitens der Firewall erlaubt sind, ist eine Kommunikation von Programmen mehr oder weniger garantiert, wenn sie SOAP einsetzen.

Representational State Transfer: REST ist eine zustandslose (stateless) Software-Architektur, die Webseiten mit XML ausliest. REST ist einfacher zu verwenden als SOAP. Letzteres erfordert das Schreiben oder die Verwendung eines bereitgestellten Server-Programms, um die Daten auszuliefern und ein Client-Programm, um die Daten zu empfangen.

Fast and Secure Protocol: FASP ist eine von Aspera patentierte Technologie, um Daten im großen Stile zu bewegen. Es ist eine Alternative Transport-Technolgie zum Transmission Control Protocol (TCP). Mit diesem Protokoll werden nur Pakete noch einmal geschickt, die als verworfen bestätigt sind.

File-basierte Protokolle ür Cloud-Storage-Gateways 

Common Internet File System: Mithilfe von CIFS können Programme Zugriff auf Dateien und Services auf Remote-Computern im Internet erlangen. Es ist eine offene Variation von Microsofts Server Message Block (SMB) Protocol. CIFS verwendet das TCP/IP-Protokoll und man erachtet es als Zusatz für Protokolle wie das File Transfer Protocol (FTP) und Hypertext Transfer Protocol.

Network File System: NFS ist für Unix- und Linux-Betriebssysteme. Es handelt sich um eine Client-/Server-Applikation, durch die ein Anwender Dateien auf einem Remote-Computer betrachten, speichern und aktualisieren kann. Dabei verhält sich das Konstrukt wie auf einem lokalen Rechner. Mithilfe von NFS kann ein Anwender oder System-Administrator das gesamte Dateisystem oder einen Teil davon einbinden.

Internet SCSI: iSCSI ist ein IP-basierter Storage-Netzwerk-Standard, um Data-Storage-Komponenten zu verbinden. Dabei werden SCSI-Befehle über IP-Netzwerke übermittelt. Mittels iSCSI lassen sich Daten im internen Netzwerk oder über lange Distanzen übertragen.

Fünf Leistungsmerkmale, auf die Sie bei einer Cloud-Storage-Lösung achten sollten

  • Global Namespace
  • Störungsfreie Datei-Migrations-Möglichkeiten
  • Automatisches Storage-Tiering
  • Deduplizierung und WAN-Optimierung
  • Interner Cache oder lokale Storage-Replikation

Fazit

Unternehmen müssen in der Lage sein, die Kosten für Storage zu senken, indem ältere Dateien auf Cloud-Storage wandern. Bevor Sie sich allerdings für einen Cloud-Storage-Provider entscheiden, sollten Sie zunächst evaluieren, auf welche Weise Sie sich mit dem Anbieter verbinden können oder welche Gateway-Optionen Sie haben. Cloud-Storage-Gateways unterscheiden sich signifikant in ihren Funktionen.

Artikel wurde zuletzt im November 2014 aktualisiert

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