Flash-to-Flash-to-Cloud: Warum Bandspeicherung oft nicht mehr zeitgemäß ist

„Der Backup-Markt befindet sich an einem Punkt, an dem Flash und die Cloud eine transformative Rolle spielen. Backup bewegt sich von kostengünstiger Datensicherung hin zur Verfügbarkeit von Daten. Bislang war Backup jedoch einer der am wenigsten strategischen Posten des IT-Budgets“, erklärt Markus Grau, Principal Systems Engineering bei Pure Storage. „Heute setzen Unternehmen zunehmend besonders leistungsfähige Flash-Speicherlösungen gezielt auch für Backup-Anwendungsfälle ein. Dies mag überraschen wenn man bedenkt, dass Hochleistungs-Flash-Storage bislang bisher meist anspruchsvollen Analyse-Workloads – wie Data Warehouse, Data Lake, Streaming Analytics und AI-Cluster – vorbehalten war.“

Flash für Backup einsetzen?

Warum nutzen Unternehmen nun Flash als Backup-Medium? Brauchen sie wirklich die Leistung von Flash? Und ist Flash nicht zu teuer für ein Backup? Es stellt sich heraus, dass diese Unternehmen Flash nicht wirklich für das Backup an sich verwendeten, sondern zur Wiederherstellung, um Backup-Daten für Disaster Recovery, Test/Entwicklung und Wiederverwendung in der Cloud bereitzustellen.

In den letzten zehn Jahren sind die Datenmengen von Terabyte- zu Petabyte-Größenordnungen und darüber hinaus gewachsen. Gleichzeitig stellt die Einführung von Flash neue Leistungserwartungen an Rechenzentren. Und schließlich werden Daten immer wichtiger und bilden die Grundlage für viele moderne Unternehmen. 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 Produktionsworkloads wurde.

Das Ergebnis war, dass die Backup- und, was noch wichtiger ist, die Recovery-SLAs nicht mehr erfüllt werden konnten. Die Erfolgsraten von Backups liegen 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 fortschrittlichen und konstanten Datenfluss, den sie heute zu sichern haben, nicht mehr Schritt halten. Die einfache Skalierung dieser alten Modelle ermöglichte vorübergehend, das Problem aufzuschieben, löste aber nicht die grundlegenden Herausforderungen.

Disk-to-Disk-to-Tape hat ausgedient

Die Backup-Architektur, die die meisten Unternehmen einsetzen, umfasst sowohl Festplatten als auch 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 die 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.

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 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, stellte aber neue Herausforderungen bei der Verwaltung und dem Umgang mit Backup-Appliances dar, die nicht so gut skalierbar sind. Wenn ein Gerät voll ist, muss immer wieder ein weiteres angeschafft werden. Jede Appliance, die hinzugefügt wird, schafft jedoch eine neue Deduplizierungs- und Verwaltungszone, was zu Ineffizienzen führt.

Obwohl sie schneller als Bandspeicher sind, sind die meisten Backup-Appliances zudem 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 schnellstmögliche Wiederherstellung zu ermöglichen, sollten Daten so schnell bereitgestellt werden, wie der Primärspeicher sie verbrauchen kann. Wenn sich die Festplatten der Appliance füllen, kann die Wiederherstellung noch langsamer werden, was es schwierig macht, ein effizientes System zu betreiben.

Warum Flash die Festplatte für Backup und Wiederherstellung ersetzt?

Flash 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 hervorragende Wiederherstellungsleistung 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 TB/h und eine 3x höhere Wiederherstellungsleistung im Vergleich zu konventionellen Lösungen bei 75 GB/s, 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/Recovery, und die Liste wächst ständig weiter.

Die Rapid Restore-Lösungen für Datenbanken sind vor allem schnell. Ein einzelnes Flash-Storage-System kann 15TB/h Backup-Rate und fast 50TB/h 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.

„Die Antwort ist, Bandspeicher endgültig durch kostengünstigen Cloud-Objektpeicher wie Amazon S3 zu ersetzen. Das neue Backup-Modell heißt Flash-to-Flash-to-Cloud (F2F2C)”, ist sich Markus Grau sicher.

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/Test, Analysen etc. 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 abschließend zusammen.