Vier Storage-System-Optionen für VDI

Unternehmen, die ihre Storage-Performance für VDI-Umgebungen optimieren wollen, haben mehrere Optionen zur Auswahl.

Für VDI-Umgebungen stehen den Unternehmen zahlreiche Storage-Optionen zur Verfügung, um die Workloads optimal bedienen zu können. Dazu zählen unter anderem All-Flash-Arrays, hybride Storage-Systeme und Flash-basiertes Caching. Oft ist es schwierig, zu bestimmen, welches Storage-System das beste für das Unternehmen ist.

Jedes Array, das VDI unterstützt, muss in der Lage sein, tägliche Boot Storms und viele Schreiboperationen zu bedienen. Ein All-Flash-Array kann sicherlich exzellente Performance gewährleisten, allerdings sind die Anschaffungskosten sehr hoch. Andere Systeme sind günstiger, erfüllen aber möglicherweise nicht die Performance-Anforderungen.

IT-Verantwortliche müssen die kurz- und langfristigen Ausgaben für ein All-Flash-Array und andere Systeme bedenken. Das ausgewählte Produkt mag beispielsweise jetzt eine kostengünstige Strategie sein, das kann sich über Jahre hinweg aber ändern. Es stellt sich die Frage, ob dieses System dann auch nach drei Jahren diesem Kriterium entspricht. Auf jeden Fall müssen IT-Manager viele Faktoren beachten, bevor sie sich entscheiden. Dazu gehört auch, die Vor- und Nachteile der verfügbaren Optionen zu kennen.

All-Flash-Arrays

Für herkömmliche Festplatten ist es oft schwierig, Boot Storms und überbordende Schreibprozesse zu bedienen, erst recht, wenn viele Desktops von einer Festplatte abhängen. Hier kommen All-Flash-Arrays (AFA) ins Spiel. Sie können hohe Fluktuationsraten an IOPS bereitstellen, die für den Support von VDI-Workloads essentiell sind. Da AFAs für hohe IOPS-Lasten konzipiert wurden, bieten sie maximale IOPS-Raten von 200.000 bis neun Millionen IOPS – eine Leistung, die sich nicht mit Festplattensystemen erreichen lassen.

Ohne die mechanischen Einschränkungen der HDDs kann ein AFA tausende an virtuellen Desktops bedienen, statt nur hunderte. Allerdings kostet die hohe Performance auch einen stolzen Preis. Um diese Kosten zu legitimieren, laden manche IT-Teams mehr virtuelle Desktops auf ein Array, was eher unpraktisch ist. Hier muss bedacht werden, welche Ressourcen man benötigt, das neue System zu implementieren, die Daten zu migrieren und die verantwortlichen Administratoren zu schulen. Darüber hinaus ergeben sich absehbare, langfristige Kosten, wie zum Beispiel für den Austausch des Flash-Memory, da dieser definitiv irgendwann verschleißt.

Darüber hinaus sollten EDV-Manager darauf achten, dass das AFA auch Enterprise-Funktionen wie Snapshots anbietet. Nicht alle Systeme offerieren dies und somit muss das im Entscheidungsprozess berücksichtigt werden. Flash-Storage lässt sich in Verbindung mit Deduplizierung oder Desktop-Layering nutzen, was die Kosten verringert.

Hybride Storage-Systeme

Die hohen Kosten von AFAs mag zur Wahl von hybriden Storage-Systemen führen, was auch die Einbindung existierender Systeme umfassen kann. Ein hybrides System unterstützt sowohl Festplatten- als auch SSD-Arrays, wodurch sich Flash stufenweise integrieren lässt. Hybride Modelle nutzen Daten-Tiering, wobei häufig genutzte Daten auf SSDs und so genannte „kalte“ Daten auf Festplatten abgelegt werden. 

Es gibt beim Tiering-Prozess innerhalb der Hybrid-Angebote Unterschiede. Ebenso unterscheiden sie sich in ihrer Effizienz. Viele dieser Lösungen stellen aber gute Performance-Verbesserungen gegenüber reinen Festplattenlösungen. Meist ist der Datenbestand, auf den Anwender ständig zugreifen, nur ein kleiner Prozentsatz des Gesamtdatenbestandes.

Bei einem Hybrid-System müssen zudem einige Faktoren beachtet werden, die auch beim Einsatz eines AFAs wichtig sind. So müssen die Ressourcen vorhanden sein, um das neue System zu implementieren und zu unterstützen. Ebenso ist zu bedenken, dass auch hier verschleißende Flash-Komponenten ausgetauscht werden müssen. Darüber hinaus fügt das IT-Team hier der Storage-Umgebung eine weitere Komplexitätsebene hinzu, die es bei einem Einsatz von „nur“ HDD oder „nur“ SSD nicht gibt.

Storage-seitiges Caching

Um bessere Performance zu erreichen, kann der Administrator auch Flash-Caching am Frontend des bestehenden HDD-Systems implementieren. Anders als bei hybriden oder All-Flash-Systemen nutzt Caching den Flash nicht, um die Daten ständig auf Disk vorzuhalten. Vielmehr sichert es eine Kopie der aktivsten Daten im Flash-Memory, um Anfragen schneller bedienen zu können.

Ein Flash-Cache verarbeitet entweder Schreib- oder Lese-Operationen oder beides. Für Lese-Operationen nutzt das Caching prädiktive Algorithmen, um so die Daten zu bestimmen, die in den Cache kopiert werden. Die Entscheidung basiert häufig auf den Daten, die kürzlich oft gelesen wurden. Es kann also ein paar Tage dauern, bis das Caching richtig verifizieren kann, welche Daten am besten in den Cache gehören.

Beim Schreibprozess wird das Caching als Buffer für eingehende Daten genutzt, um diese zu optimieren, bevor sie auf die Disk geschrieben werden. Das eignet sich insbesondere für so genannte Data Bursts und weniger für stetig eingehende Daten (sustained), da letztere den Cache nur füllen und nicht seine Vorteile nutzen.

Der größte Vorteil des Cachings liegt darin, dass der Administrator keine teuren Upgrades durchführen und nur einen kleinen Prozentsatz der gespeicherten Daten gecacht muss. Allerdings fügt man dem Storage durch das Caching auch eine weitere Komplexitätsebene hinzu. IT-Manager müssen sicherstellen, dass das System optimiert wird, um auf Flash zu schreiben – um unnötigen Verschleiß zu vermeiden – und sie müssen dafür sorgen, dass die richtigen Daten in den Cache fließen , um die Performance zu steigern. Ist der Flash nicht vernünftig für die spezifischen VDI-Workloads eingerichtet, so kann es sein, dass hier kaum ein Vorteil oder Nutzen entsteht.

Server-seitiges Caching

Statt am Frontend des Server-Systems lässt sich ein Caching-Mechanismus im Server integrieren. Bei dieser Art des Cachings wird der Flash mit dem lokalen PCI-Bus des Servers verbunden. Das eliminiert Netzwerklatenzen. Das Server-seitige Caching fokussiert auf Lese-Operationen und entlastet das Storage-Netzwerk, das sich dann voll auf Schreibprozesse konzentrieren kann.

Im Vergleich zu hybriden und All-Flash-Systemen ist dieses Caching ein kostengünstiger Ansatz, um die VDI-Performance zu steigern. Es ist einfacher zu implementieren als andere Optionen und führt zu weniger Unterbrechungen des produktiven Betriebs. Ebenso müssen hier keine Daten migriert oder zwischen zwei Systemen koordiniert werden. Darüber hinaus gewährleistet Server-seitiges Caching in der Regel niedrigere Latenzen als andere Flash-basierte Alternativen.

Server-seitiges Caching basiert auf Algorithmen, die bestimmen, welche Daten gecacht werden sollen. Sind diese Algorithmen nicht mit der VDI-Software abgestimmt, könnte es dazu kommen, dass nicht die optimalen Daten in den Cache fließen. Das wiederum verschwendet wichtige Flash-Ressourcen. Zudem werden Server-seitige Caches nicht über den Server-Tier hinweg koordiniert, was dazu führt, dass dieselben Daten in unterschiedliche Caches geschrieben werden.

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Artikel wurde zuletzt im Juli 2015 aktualisiert

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