Flash-Speicher als Backup-Medium einsetzen

7. Juni 2019

Beim Thema Datensicherung müssen die IT-Systembetreuer auf Lösungen setzten, bei denen die Geschäftsdaten „hundert Prozent sicher“. Doch das alles reicht nicht, denn gilt es doch die Wiederherstellung von physikalischen und virtuellen Systemen in möglichst kurzer Zeit zu realisieren. Lohnt sich unter diesen Vorzeichen der Einsatz von Flash-Speicher als Backup-Medium?

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Im Desaster-Recovery-Fall können längere Ausfallzeiten eine gefährliche finanzielle Belastung darstellen. Wenn das Unternehmen stunden- oder gar tagelang „stillsteht“, geht das für die Firmen an die Substanz.

Die Backup-Zeitfenster werden immer kürzer: Teilweise lässt sich eine klassische Sicherung über Nacht nicht mehr durchführen, wenn in weltweit verteilten Unternehmen an unterschiedlichen Standorten „Tag und Nacht“ gearbeitet wird. Althergebrachte Datensicherungs- und Restore-Konzepte wie etwa das „gute, alte Magnetband“ geraten unter diesen Anforderungen ins Hintertreffen. Allerdings hat dieses Datensicherungs-Medium auch Vorteile zu bieten, etwa man sich die Widerstandsfähigkeit gegen Ransomware-Attacken genauer anschaut: Spezielle WORM-Magnetbänder machen eine spätere Manipulation (etwa durcheinen Verschlüsselungstrojaner) unmöglich, auch lassen sich diese Medien nicht per Software löschen. Dazu müsste man das Medium physikalisch vernichten. So stellt sich für die meisten Backup-Administratoren die Frage, ob man (weiterhin) klassische Systeme, wie Bandlaufwerke oder HDDs (Hard Disk Drives) einsetzen möchte, oder ob die Backup-Datensätze in Zukunft auf Flashspeicher beziehungsweise SSDs ihren Platz finden werden.

Warum sollten Unternehmen nun Flash als Backup-Medium nutzen? Brauchen sie wirklich die Transfergeschwindigkeit von Flash? Und ist Flash nicht zu teuer für ein Backup? In den letzten zehn Jahren hat sich die Datenmengen von Terabyte- zu Petabyte-Größenordnungen und darüber entwickelt. Gleichzeitig stellt die Einführung von Flash neue Anforderungen an Rechenzentren. Diese Kombination führte dazu, dass die Einführung aggressiver RTOs (Recovery Time Objectives), die bisher auf die kritischsten Workloads beschränkt waren, zum neuen Standard für die meisten Produktions-Workloads wurde.

Die Erfolgsraten von Backups liegen laut Pure Storage heute zwischen 75 und 85 Prozent, und selbst wenn die Sicherung erfolgreich ist, entsprechen 20 Prozent der Wiederherstellungen nicht der Business-RTO. Die bislang verwendeten Disk-to-Disk-to-Tape-Backup-Architekturen konnten mit dem Datenfluss nicht mehr Schritt halten. Die einfache Skalierung dieser Modelle ermöglichte vorübergehend das Problem aufzuschieben, löste aber nicht die grundlegenden Herausforderungen.

Die Rolle von Disk-to-Disk-to-Tape

In den Unternehmen wird oftmals eine Backup-Architektur basierend auf Festplatten und Bänder. Bei der Backup-Strategie Disk-to-Disk-to-Tape (D2D2T) wird eine Kopie der Daten zuerst auf einer festplattenbasierten Backup-Appliance gespeichert und dann auch auf Band gespeichert.

„Die Festplattenkopie bietet eine bessere Wiederherstellungsleistung als Band allein. Da Festplatten teurer sind als Bänder, nutzen Backup-Appliances Deduplizierung, um eine relativ kostengünstige festplattenbasierte Backup-Lösung bereitzustellen. Der Disk-to-Disk-to-Tape-Ansatz ermöglichte eine schnellere Datenwiederherstellung von der Backup-Appliance und nutzte Band zur langfristigen Aufbewahrung“, so Markus Grau von Pure Storage.

D2D2T half bei der Lösung einiger der Managementprobleme der Bandspeicherung. So mussten Administratoren nicht mehr nach Bändern suchen, um eine Wiederherstellung durchzuführen oder sich Sorgen machen, ob sie einen kompletten Satz Sicherungsbänder haben. Da Backup-Appliances Festplatten zum Speichern von Backups verwenden, verbesserten sie auch die Wiederherstellungszeiten, so konnten Datensätze in Terabyte-Größe in Stunden wiederhergestellt werden.

Das modernisierte Disk-to-Disk-to-Tape-Backup ist im Vergleich zu früheren Methoden sehr umfangreich, brachte aber neue Herausforderungen bei der Verwaltung und dem Umgang mit Backup-Appliances mit sich, die nicht so gut skalierbar sind. Wenn ein Gerät „voll“ ist, muss immer wieder ein weiteres angeschafft werden. Jede Appliance, die hinzugefügt wird, hat jedoch eine neue Deduplizierungs- und Verwaltungszone zu Folge, was zu Ineffizienzen führt.

Obwohl die Transfergeschwindigkeit von mechanischen Festplatten deutlich höher als beim Bandspeicher liegt, sind die meisten Backup-Appliances bei der Wiederherstellung von Daten ineffizient. Sie sind so konzipiert, dass sie Backup-Daten so schnell wie möglich aufnehmen können, während die Wiederherstellungsleistung zweitrangig ist. Um eine Wiederherstellung zu optimieren, sollten Daten mit der Bandbreite bereitgestellt werden, wie der Primärspeicher sie nutzen kann. Wenn sich die Festplatten der Appliance füllen, kann die Wiederherstellung noch langsamer werden, was es schwierig macht, Systeme effektiv zu betreiben.

Warum Flash die Festplatte für Backup und Wiederherstellung ersetzt

Flash-Technologie bietet Leistungssteigerungen gegenüber Festplatten bei Backups und Wiederherstellungen. Flash-Backups können auch verwendet werden, um mehr gleichzeitige Server-Backups zu ermöglichen, zugunsten einer besseren Auslastung bei gleichem Umfang. Durch die Koppelung von Flash und Datenreduktion wird eine hohe Wirtschaftlichkeit und eine entsprechende Wiederherstellungs-Transfergeschwindigkeit erzielt. Das Backup-Modell der Zukunft ist daher Flash-to-Flash-to-Cloud.

„Speziell für superschnelle Backups eignen sich Flash-Plattformen der nächsten Generation, die auf Bandbreite ausgelegt sind und eine beispiellose Leistung für eine Vielzahl von Workloads bieten, einschließlich Backup und schneller Wiederherstellung. Spitzenmodelle liefern hier eine maximale Backup-Leistung von 90 TByte pro Stunde und eine dreifach höhere Wiederherstellungsleistung im Vergleich zu konventionellen Lösungen bei 75 GByte pro Sekunde, und das in gerade einmal 20 Rack-Einheiten“, erläutert Markus Grau. „Idealerweise werden Snapshots direkt auf dem Flash-Storage gesichert werden, wo sie vorgehalten und für eine schnelle Wiederherstellung verwendet werden können, indem ein portabler Snapshot verwendet wird, bei dem die Metadaten der Snapshots in den Snapshot eingekapselt werden“

Schnelle Wiederherstellung mit FlashBlade

Führende Hersteller haben mittlerweile Rapid Restore-Lösungen entwickelt, die alle wichtigen Datenbanken unterstützen, ebenso wie Lösungen traditioneller und neuerer Datensicherungsanbieter. Rapid Restore beschreibt eine Sammlung von über zehn verschiedenen Anwendungsfällen für Backup und Recovery, und die Liste wächst ständig weiter.

Die Rapid Restore-Lösungen für Datenbanken sind vor allem schnell. Ein einzelnes Flash-Storage-System kann 15 TByte pro Stunde Backup-Rate und fast 50 TByte pro Stunde Restore-Rate unterstützen. Mit einer Datenreduktion von fast 3:1 auf einem Oracle RMAN-Backup können Datenbankadministratoren ihre Datenbank-Wiederherstellungen in Minuten und Stunden statt in Tagen durchführen.

„Wir bieten mittlerweile auch Lösungen für die Nutzung von Flash-Speicher als Ziel für traditionelle Datensicherungssoftware, um eine verbesserte Leistung auf kleinerem Raum zu erzielen“, erklärt Markus Grau von Pure Storage. „Durch die Ergänzung der integrierten Komprimierungsfunktionen mit Funktionen wie Deduplizierung, Replizierung und Cloud-Tiering können Benutzer ihre Backup-Infrastrukturen hinsichtlich Leistung, Kapazität und Ausfallsicherheit optimieren.“

Flash-to-Flash-to-Cloud für eine komplett moderne Lösung

Es gibt jedoch noch einen weiteren Teil des Backup-Problems. Selbst wenn Flash-Speicher verwendet wird, um Rapid-Restore-Funktionen bereitzustellen, müssen dennoch große Datenmengen außerhalb des Unternehmens gespeichert werden für Archivierungs- und Compliance-Zwecke. Hierfür wird vielerorts weiterhin Band verwendet, was nicht nur komplex und langsam ist. Der eigentliche Nachteil der Bandspeicherung ist, dass die Daten irgendwo offline „weggesperrt“ werden – und keinen Wert für das Unternehmen generieren.

Der Backup-Markt befindet sich derzeit an einem Wendepunkt, an dem Flash und Cloud eine transformative Rolle spielen. Wenn Backup-Daten in die Cloud transferiert werden, können sie für Migration, Entwicklung und Test und Analysen wiederverwendet werden. Bei der Datensicherung geht es nicht mehr nur darum, Daten zu speichern und die Kosten für eine gute Kopie zu minimieren. Es geht um flexible Backups, schnelle Wiederherstellungen und vor allem darum, wertvolle Daten für andere Anwendungen wie Test/Dev und Analysen verfügbar zu machen, die den Geschäftswert steigern.

„In dieser Welt des konstanten Datenflusses wird Disk-to-Disk-to-Tape nicht mehr den Anforderungen an die Datennutzung gerecht. Heute ist Flash-to-Flash-to-Cloud für das gesamte Spektrum und die Anwendungsfälle der modernen Cloud-Datensicherung konzipiert – und damit ein entscheidender Erfolgsfaktor für moderne datengetriebene Unternehmen“, fasst Markus Grau zusammen.

Doch nicht in jedem Fall lässt sich eine derartige Flash-Cloud-Lösung implementieren. Beispielsweise können nationale Gesetze oder die EU-Datenschutz-Grundverordnung (EU-DSGVO) den Systembetreuern einen Strich durch die Rechnung machen. Etwa wenn Cloud-Lösungen multinationaler Konzerne genutzt werden sollen, und wichtige und personenbezogenen Daten das Unternehmen „verlassen“. Das ist nicht zulässig, und könnte sich als teurer Bumerang für Unternehmen in der Europäischen Union erweisen. Allerdings können die Unternehmen an dieser Stelle auf lokale beziehungsweise nationale Cloud-Anbieter ausweichen.

Alternativ werden die Backup-Datensätze vor dem Übertragen in die Cloud entsprechend dem Stand der Technik verschlüsselt. Denn in diesem Fall dürfen die Daten aus dem Unternehmen „exportiert“ oder in der Cloud „archiviert“ werden. Auf diese Weise schlagen die IT-Systembetreuer mehrere Fliegen mit einer Klappe, denn falls Dritte diese verschlüsselten Daten entwenden, stellt dies keinen meldepflichtigen Vorgang im Sinne der DSGVO dar. Sicher verschlüsselte Daten werden in der DSGVO explizit ausgenommen, allerdings sollten die Administratoren sicherstellen, dass als sicher geltende Algorithmen beziehungsweise entsprechende Verschlüsselungssoftware zum Einsatz kommt.

Pure Storage (fah)

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