NAS-Caching oder Tiering für VMs multiple Zugriffe?

In einer Lehrumgebung werden virtuellen Maschinen auf einem NAS mit 10GbE-Anbindung gespeichert. Nachdem eine Erweiterung mit NVMe-Flash ansteht, stellt sich die Frage, ob eine Caching- oder eine Tiering-Konfiguration die sinnvollere Wahl ist?

Leserfrage: Wir haben eine Lehrumgebung mit multiplen Zugriffen und zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf virtuelle Maschinen (Images). Diese VMs liegen auf einem Qnap-NAS mit 10GbE-Anbindung.

Das NAS-System werden wir zusätzlich mit NVMe-Flash-Speicher ausrüsten. Nun ist die Frage, ob eine Caching- oder eine Tiering-Konfiguration die sinnvollere Wahl ist?

Beim Tiering werden die Hot- und Cold-Daten wohl nach einem Zeitplan verteilt. Beim Caching dagegen wäre dieser immer aktiv.

Welche Fragen sollten wir dem Hersteller stellen, um die richtige Antwort zu bekommen?

Antwort Doc Storage:

Und auch hier mal wieder: Es kommt darauf an. Wie Sie schon anführen, ist bei den meisten Tiering-Systemen ein Zeitplan aktiv, nach dem die entsprechenden Daten in die dann sinnvollen Leistungsstufen verschoben werden. Das Caching-Modell hält die jeweils zu einem bestimmten Zeitpunkt genutzten Daten im schnellsten Speicher, um diese für einen eventuellen erneuten Zugriff schneller verfügbar zu machen. Wird innerhalb eines bestimmten Zeitraumes nicht mehr auf die Daten zugegriffen, entfernt das System die Daten aus dem Cache und macht diesen Speicherplatz somit wieder für andere Daten frei.

Die Qnap-Systeme bieten für das Tiering vier verschiedene Alternativen an, automatisches oder zeitabhängiges, I/O-abhängiges oder verzeichnisbasiertes Tiering. Zusätzlich können Sie die Systeme mit PCIe-SAS-Erweiterungskarten ausstatten, die noch einmal deutlich schneller als die Standard-SSD-Laufwerke sind.

Eine generelle Empfehlung, wie sie auch von Qnap getroffen wird: Es empfiehlt sich der Einsatz des Caches vor allem bei I/O-intensiven Anwendungen, die die Leistungsgrenzen selbst von Standard-SSDs erreichen. Hiermit soll die Leistung des Systems deutlich verbessert werden, ohne eine größere Anzahl von SSDs einsetzen zu müssen. Hersteller sprechen hier vom bis zu 10fachen der I/Os und 1/3 der Antwortzeiten. Diese Technik wird vor allem für Datenbanken und virtualisierte Umgebungen empfohlen. Durch den Cache lässt sich das System mit der größtmöglichen Speicherkapazität ausrüsten, während im Gegenzug, relativ kostengünstig, eine wesentliche Leistungssteigerung erreicht wird.

Das Tiering, egal welcher Art, optimiert kontinuierlich die Leistung im Zugriff auf die am meisten genutzten Daten. Hierbei werden die Zugriffe auf einzelne Datenblöcke analysiert und diese entsprechend ihrer benötigten Leistung den verschiedenen im System verbauten Speicher-Leistungsklassen zugeordnet. Hiermit werden vor allem die teuren, schnellen Speichertypen optimal und effizient ausgenutzt, die Systemleistung dauerhaft hochgehalten. Diese Technologie empfiehlt sich beispielsweise für komplexe virtualisierte Umgebungen mit vorhersehbaren I/O-Lasten wie Datei-, Web- oder E-Mail-Server sowie Video-Editing.

Hier finden Sie also schon einmal eine grobe Entscheidungshilfe für ein Tiering- oder ein Cache-System. Allerdings wird es Ihnen, wie eigentlich immer in der DV, nicht erspart bleiben, den Hersteller mit Ihrer speziellen Umgebung zu konfrontieren, ihm das I/O-Verhalten der anzuschließenden Rechner offenzulegen und aufgrund dieser Daten, zusammen mit Ihren Anforderungen an Kapazität und Leistung, ein entsprechend konfiguriertes System zum Test zu bekommen. Erst dann, und nach vielleicht im Test erfolgten Feinjustierungen, erhalten Sie ein System, welches Ihren Anforderungen tatsächlich entspricht.

Gruß
Doc Storage