Storage-Administration leicht gemacht mit HPE Nimble Storage

Storage-Administration ist ein kniffliges Geschäft und verschlingt oft viel zu viel Zeit. Das hat sich auch mit dem Aufkommen von Flash-Storage kaum verändert. Doch mit neuartigen, intelligenten Algorithmen, die aus Daten Einsichten generieren, und der Cloud lässt sich diese Herausforderung überwinden.

Der Umgang mit Fehlern, Auffälligkeiten oder Ineffizienzen gehört zum täglichen Brot von Storage-Administratoren. Läuft eine Anwendung langsam, müssen Anwender auf Daten warten, reicht der Speicherplatz für eine Applikation nicht aus oder braucht der Backup zu lange, ist in der Regel zunächst der Speichermanager zuständig. Er muss Konfigurationen prüfen, darüber nachdenken, ob Daten auf der richtigen Speicherschicht liegen, Volumes die richtige Größe haben, Zugriffsrechte sinnvoll verteilt sind und tausenderlei andere Dinge mehr.

HPE Nimble Storage (Bild: HPE)

Allerdings ist längst nicht alles ein Storage-Fehler, was zunächst so erscheint. Analysen von HPE zeigen: Weil die heutigen Infrastrukturen immer komplexer werden, liegen die Ursachen, wenn etwas nicht funktioniert wie gewünscht, in mehr als der Hälfte der Fälle auch anderswo: Falsch konfigurierte Anwendungen, Serverengpässe, Flaschenhälse in der Netzwerkinfrastruktur können die Leistung ebenfalls beeinträchtigen und den Verdacht zunächst auf die „langsame Storage“ lenken. Die Zeitressourcen der Storage-Administratoren werden also häufig beansprucht, obwohl sie das Problem gar nicht vollständig lösen können.

Hier helfen neuartige Lösungen und Services weiter, die auf den Ergebnissen der aktuellen Technologieentwicklung aufbauen. Drei Technologien vor allem machen sie möglich: Die Cloud bündelt Ressourcen und Funktionen in einer hochleistungsfähigen, flexibel skalierbaren und vielfältig nutzbaren Infrastruktur. Im Rahmen von IoT-Ansätzen werden Systeme mit immer mehr Sensoren ausgerüstet, die fortlaufend Daten über den Betriebszustand und die Betriebsabläufe des entsprechenden Geräts an eine zentrale Instanz senden, die sich meist in der Cloud befindet. Intelligente Big-Data-Algorithmen analysieren die Datenmassen und wandeln Daten in handlungsleitende Erkenntnisse um – beispielsweise in Ratschläge zu möglichen Fehlerursachen, Handlungsanweisungen oder Konfigurationsanleitungen für den individuellen Anwendungsfall. Zudem ist so auch die automatisierte Beseitigung frühzeitig erkannter Problemzonen möglich.

Nach diesem fortschrittlichen Prinzip arbeitet HPE Infosight Predictive Analytics. Der Cloud-Service steht allen Kunden zur Verfügung, die HPE Nimble Storage nutzen. Hier liegt eines der wichtigsten Argumente für HPE Nimble Storage – neben dem einfachen Design, der Flexibilität und der leichten Integrierbarkeit in die unterschiedlichsten Infrastrukturen. Denn durch HPE Infosight wird HPE Nimble Storage gewissermaßen autonom: Aktive Eingriffe der Administration sind nur noch selten nötig, und Storage-Administratoren können ihre Zeit strategisch wichtigen Aufgaben widmen statt Fehler zu beseitigen.

Infrastrukturwissen wird konsolidiert

HPE Infosight sammelt die von allen Sensoren in allen weltweit eingesetzten Nimble-Systemen erzeugten Daten, analysiert sie und lernt dadurch täglich dazu. Deshalb ist HPE Infosight imstande, Probleme und Engpässe vorherzusagen und sie automatisiert zu beheben, bevor sie tatsächlich zu Leistungseinbußen oder Ausfällen führen. Weil HPE Infosight täglich dazulernt, behebt die Lösung ein bestimmtes Problem an einem aktuell davon betroffenen System, sondern auch an allen weiteren, bei dieses Problem aktuell oder zukünftig auftaucht. HPEs Untersuchungen an den Systemen eigener Kunden kommen auf einen Anteil von 86 Prozent aller Probleme, die sich automatisch und präventiv beheben lassen, bevor sie den Betrieb überhaupt fühlbar beeinträchtigen. Das führt bei HPE Nimble-Storage zusammen mit ausgefeilten Sicherungs- und Redundanzmechanismen zu einer Verfügbarkeit von „sechs Neunen“ (99,9999%).

Mit den Daten, die Infosight liefert, können Storage-Administratoren zudem erkennen, welche Infrastrukturbereiche außer Storage an einem multifaktoriell verursachten Problem beteiligt sind, statt einseitig die Storage in den Blick zu nehmen. Auch die Planung und Weiterentwicklung der Infrastruktur vereinfacht HPE Infosight. Denn die Lösung betrachtet die gesamte Infrastruktur und erfasst auch ihre Entwicklungstrends. Das wiederum erspart zu frühzeitige Ausbauschritte, Überkapazitäten oder plötzliche Kapazitätsengpässe und damit unnötige Kosten. Die Einsparungen, die aus dem Einsatz von HPE Nimble Storage mit HPE Infosight resultieren, liegen nach Aussagen von HPE-Kunden bei bis zu 79% – wertvolle Mittel, die dafür eingesetzt werden können, die IT-Infrastruktur noch flexibler am Bedarf des Kerngeschäfts auszurichten.

HPE Nimble Storage: Predictive Analytics (Bild: HPE)

Nur noch ein Supportlevel

Der Supportprozess an sich vereinfacht sich ebenfalls erheblich: Weil HPE Infosight so viele Probleme eigenständig löst, entfällt die Notwendigkeit für den Level-1- und Level-2-Support. In der Regel konferieren Storage-Administratoren bei Fehlern und Problemen erst ausgiebig mit diesen beiden Service-Instanzen, ehe Probleme zu den technisch versiertesten Kräften im Level-3-Support eskaliert werden.

Mit HPE Infosight ist der Level-3-Support dagegen bei Störungen in direkter Reichweite. Denn handelte es sich um eine einfache Angelegenheit, hätte HPE Infosight sie längst selbsttätig erledigt. Weil das System ständig Daten an HPE Infosight sendet, muss ein Administrator bei der Arbeit mit dem Level-3-Support ein bestehendes Problem nicht neu anlegen, braucht keine Protokolldateien zu senden und erspart sich erneute Eskalationsvorgänge. Vielmehr arbeitet er mit dem geballten Sachverstand der Level-3-Mitarbeiter direkt an der schnellstmöglichen Lösung seiner Herausforderung. Sie haben alle dafür nötigen fallspezifischen Daten durch HPE Infosight bereits vor Augen.

Ausgefeilte Redundanzmechanismen

Die intelligenten Algorithmen, die den Betrieb von HPE Nimble Storage erleichtern, sind allerdings bei weitem nicht das einzige Argument für die Nimble-Storage-Systeme. Die phänomenale Verfügbarkeit von 99,9999% kommt auch durch dreifaches Paritäts-RAID (Triple+ Parity RAID) zustande. Bei dieser Technologie sind gleichzeitig bis zu drei Laufwerksfehler an unterschiedlichen Laufwerken erlaubt, ohne dass es zu Datenverlusten kommt. Anwendungskonsistente Snapshots und Replikationsmechanismen erhöhen die Zuverlässigkeit noch.

Mit den wichtigsten softwarebasierenden Lösungen für die Datensicherung ist HPE Nimble sämtlich kompatibel. Auch mit VMware, der derzeit wohl verbreitetsten Virtualisierungslösung, und Veeam, einer bekannten Lösung für den Backup virtualisierter Systeme, ist HPE Nimble-Storage eng integriert.

Damit Unbefugte auch unter ungünstigsten Umständen nicht an die Daten kommen, hat HPE eine FIPS-zertifizierte, anwendungsspezifische Verschlüsselung und eine sichere Datenvernichtung in die HPE Nimble-Produkte integriert. FIPS steht für Federal Information Processing Standards und ist der von US-Behörden in der Regel verwendete Sicherheitsstandard.

Weitere wichtige Argumente sind die radikale Einfachheit und die simple Integrierbarkeit der HPE-Nimble-Systeme in vielfältige Infrastrukturen, auch Multiclouds. Mit HPE Cloud Volumes können Daten jederzeit nach Bedarf auf Amazon Web Services und Microsoft Azure verschoben werden. Sie können auch nahtlos zwischen All-Flash-, Hybrid-Flash- und Multicloud-Speicher migriert werden.

Die Kapazität der Systeme wird durch ausgefeilte Defragmentierungs- und Kompressionsmechanismen signifikant erhöht. Sie reduzieren den für die Originaldaten nötigen Speicherraum bis auf ein Fünftel, was die faktische Kapazität der Geräte entsprechend verfünffacht. Die Defragmentierung arbeitet dabei mit variabler Blockgröße, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Für optimale Gesamtbetriebskosten sind die HPE-Nimble-Arrays langfristig einsetzbar. So können Kunden nach drei Jahren einen neuen Controller erwerben, statt, wie meist üblich, das gesamte Gerät auszutauschen. Das schont nicht nur den Geldbeutel, sondern auch die Umwelt. Die HPE Nimble-Systeme sind zudem vertikal in Leistung und Kapazität skalierbar. Horizontal skaliert, können jeweils mehrere Arrays als eine einheitliche Ressource verwaltet werden.

Systemvarianten für viele Zwecke

Drei unterschiedliche Systemvarianten sorgen dafür, dass Anwender mit sehr unterschiedlichen Bedarfen von den Möglichkeiten einer auf HPE Nimble basierenden Storage-Lösung profitieren können. HPE Nimble All-Flash-Arrays sind ein leistungsstarker, ausschließlich auf Flash basierender Primärspeicher für besonders leistungshungrige Applikationen und Einsatzfelder. HPE Nimble Adaptive Flash Arrays kombinieren einen applikationsspezifisch flexibel dimensionierbaren Flash-Cache mit schnellen SAS-Festplatten und bieten so eine sehr hohe Leistung zu einem günstigeren Preis als All-Flash-Geräte. HPE Nimble Secondary Storage eignet sich als Sekundärspeichermedium und kombiniert die Fähigkeiten eines Backupsystems mit denen einer Disaster-Recovery-Lösung. Zwischen allen drei Systemvarianten und AWS oder Microsoft Azure lassen sich Daten mittels HPE Cloud Volumes ad hoch beliebig verschieben.

HPE Nimble All-Flash-Arrays gibt es in einer Rohkapazität zwischen fünf und 126 TiB (Tebibyte). Die Bezeichnung Tebibyte benennt wie auch beispielsweise Pebibytes, Mebibytes, Kibibytes etc Vielfache eines Bytes (beim Tebibyte 10244). Diese Messgröße wird gern im Zusammenhang mit der Kapazität von All-Flash-Systemen verwendet und ist eng verwandt mit den in der Regel benutzten Byte-basierenden Kapazitätsmaß Terabyte, das Vielfache von 10 als Grundeinheit verwendet. Insofern ist das TiB das genauere Maß.

Die nutzbare Kapazität der All-Flash-Arrays liegt zwischen 4 und 124 TiB, die effektive Kapazität aber durch die bereits erwähnten Komprimierungs- und Deduplizierungsmechanismen bei 19 bis 620 TiB. Da sich vier Arrays skalieren lassen, kann ein voll ausgebautes System bis zu 2,4 PiB (Pebibyte) Kapazität bieten. Als Speichermedium dienen SATA-SSDs mit Kapazitäten zwischen 240 GByte und 3,84 TByte. Je nach Modell hat ein Gehäuse bis zu zwei SSD-Erweiterungsfächer und fasst bis zu 48 SSD-Laufwerke. In jedem Gehäuse stecken zwei Speichercontroller.

Vielfältige Anschlussmöglichkeiten verbinden das All-Flash-Array mit seinen Hosts: So stehen acht 16-Gbit/s-Fibre-Channel- und genauso viele 10-Gbit/s-ISCSI-, 1-Gbit/s-Ethernet- und 10-Gbit/s-Ethernet-Anschlüsse zur Verfügung.

Die Adaptive-Flash-Arrays der CS-Serie eignen sich vor allem für gemischte Workloads, die geringste Antwortzeiten im Submikrosekundenbereich brauchen. Die Geräte bieten einen flexibel dimensionierbaren Flash-Cache und Harddisks. Ihre Rohkapazität beträgt maximal 1,470 TByte, die nutzbare Kapazität höchstens 1,185 TByte und die effektive Kapazität 2,371 TByte. Letzteres entspricht nur einer Kompressions- und Deduplizierungsrate von 2, ist also angesichts der Leistungsdimensionen der verwendeten Dedupe- und Kompressionsalgorithmen eher pessimistisch gedacht. Ausgerüstet werden die Geräte mit LFF SAS-HDDs, die je nach Modell in Kapazitäten zwischen einem und 10 TByte zur Verfügung stehen. Bis zu sechs Erweiterungseinheiten sind möglich. Jedes Gehäuse fasst bis zu 21 Speichereinheiten, wobei es sich um HDDs oder Flash-Cache handeln kann.

Die Verbindungsmöglichkeiten der HPE Nimble Adaptive Storage Arrays bestehen aus jeweils vier mitgelieferten 1/10-Gbit/s-Ethernet-Anschlüssen, dazu können optional 24 Erweiterungsslots in einer weiteren Technologie kommen. Die Kunden haben hier die Wahl zwischen unterschiedlichen Konfigurationen mit 1 Gbit/s-Ethernet, 10-Gbit/s-iSCSI oder 16- beziehungsweise 8-Gbit/s-Fibrechannel. Auch in den Adaptive-Storage-Arrays sind zwei Controller vorhanden.

Um das Schreibtempo auf die Festplatten zu erhöhen, verwenden die Adaptive-Flash-Geräte einen speziellen Serialisierungsmechanismus. Dynamisches Speichern im Flash-Cache beschleunigt das Lesen von Daten auch dann, wenn sich die Workloads permanent ändern. Auf Knopfdruck lässt sich der Service Level jedes einzelnen Volumes separat festlegen und auch wieder ändern. Dabei stehen drei Varianten zur Verfügung: All Flash für besonders hohe Anforderungen an Leistung und Antwortzeit, Minimal Flash, wenn eine Anwendung vor allem kostenoptimiert gefahren werden soll, und Auto Flash für die automatisierte Festlegung eines Flash-Cache-Volumens für diese Applikation auf Basis der bisherigen Daten und Erfahrungen hinsichtlich ihrer Arbeitsweise.

HPE Nimble Secondary Storage der SF-Serie eignet sich als schnelle Sekundärstorage und macht gesicherte Daten damit nutzbar für Aufgaben wie Test, Entwicklung, Qualitätsmanagement oder die nachträgliche Analyse. Volle Backups sind mit diesem System nicht mehr erforderlich, da es in beliebigen Zeitabständen – von Stunden bis zu Minuten – synthetische Backups ziehen kann. Weil das System so schnell arbeitet, lassen sich Backups im Gegensatz zu den konventionellen, zeitraubenden Verfahren öfter ohne großen zeitlichen Aufwand testen.

Genauso schnell wie die Datensicherung funktioniert auch die Wiederherstellung der Daten: Die wiederherzustellende Einheit lässt sich zur Not direkt auf dem Array starten. HPE Nimble Secondary Storage eignet sich also auch als Failover-Ressource, auf die für die Weiterarbeit umgeschaltet werden kann, wenn die Primärstorage einmal ausfällt. Die Kosten von Backup und Disaster Recovery sinken auf ein Drittel, wenn dabei Daten nur von einem Nimble-All-Flash-System auf Nimble Secondary Storage migriert werden – dazu trägt auch bei, dass beide Systeme dasselbe Management verwenden.

Die Kapazität der Arrays der SF-Serie beginnt bei 21 TByte Rohkapazität, entsprechend 16 TByte nutzbarer und 128 TByte Effektivkapazität. Die obere Grenze liegt pro Gehäuse bei 210 TByte Rohkapazität, bis zu 169 TByte nutzbarer und bis zu 3 PByte effektiver Kapazität. In ein Gehäuse passen bis zu 21 LFF MDL SAS-Festplatten, wobei Festplattenkapazitäten zwischen einem und zehn TByte unterstützt werden. Dazu kommen drei bis sechs SDD-SDDs für einen SSD-Cache zwischen 480 und 3840 GByte Kapazität. Bis zu zwei Erweiterungsgehäuse können mit dem primären Gehäuse zu einer gemeinsam verwalteten Einheit verbunden werden. Die Storage-Controller pro Gehäuse sind auch hier redundant ausgelegt.

Die Schnittstellenausstattung ist sehr variabel und besteht aus unterschiedlich kombinierbaren Viererblocks, die jeweils aus 1/10-Gbit/s-Ethernet-Ports, 10-Gbit/s-iSCSI-Ports, 1/10-Gbit/s-iSCSI-Ports oder 16/8 Gbit/s-Fibrechannel-Ports bestehen.

Fazit

Inzwischen ist es für die meisten Unternehmen nicht mehr diskussionswürdig, ob sie Flash-Storage nutzen, sondern nur noch in welchem Kontext und wie viel. Bei der Auswahl einer Flash-Lösung sollten nicht nur Leistungsdaten, sondern auch Betriebskosten, Administrierbarkeit, Flexibilität, Integrierbarkeit, Zukunftsfähigkeit und Supportqualität eine Rolle spielen. Gerade auf diesen Gebieten sticht HPE Nimble heraus: Mit HPE Insight Predictive Analytics, das zum Lieferumfang jedes HP-Nimble-Systems gehört, wird neben ausgefeilten Redundanzmechanismen intelligente analytische Technologie für die Wartung und Systemoptimierung genutzt. So steigt die Verfügbarkeit auf „sechs Neunen“. Der Wartungsaufwand sinkt signifikant, denn die meisten Probleme werden automatisch gelöst oder umgangen, bevor sie Schaden anrichten. Storage-Administratoren haben so endlich wieder Zeit für das Wichtige: Sinnvolle Strategien zu entwickeln, wie ihre Storage-Infrastruktur das Kerngeschäft wirkungsvoll unterstützen kann.

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