Was ist Tiered Storage?

Tiered Storage ist eine Datenverwaltungsarchitektur, die Daten auf der Grundlage von Leistung, Kosten und Zugriffshäufigkeit organisiert und auf mehrere Speichertypen verteilt. Mit diesem Ansatz wird die Ressourcennutzung optimiert, indem Daten, auf die häufig zugegriffen wird, Hochgeschwindigkeitsspeichern wie NVMe oder SSDs zugewiesen werden, während weniger kritische Daten oder Daten, auf die nur selten zugegriffen wird, auf kostengünstige Speicher mit hoher Kapazität wie HDDs oder Bandarchive verschoben werden.

Speicherebenen werden in der Regel in folgende Kategorien unterteilt:

1. Hot Storage (Hochleistungsebene): Dieser Tier wurde für häufig abgerufene und unternehmenskritische Daten entwickelt und verwendet Hochgeschwindigkeits-SSDs oder NVMe-Laufwerke für minimale Latenz und maximalen Durchsatz. Er ist ideal für Echtzeitanwendungen, Datenbanken und Hochleistungs-Computing-Workloads.
2. Warmspeicher (Mid-Tier Storage): Sorgt für ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten und nutzt SATA-SSDs oder Hochleistungs-HDDs für Daten, auf die nur selten zugegriffen wird. Er wird häufig für Nearline-Speicher, Backup-Lösungen und sekundäre Datenbanken verwendet.
3. Cold Storage (Archivierungsebene): Diese Ebene ist für die langfristige Speicherung von Daten gedacht, auf die nur selten zugegriffen wird, und stützt sich auf herkömmliche Festplatten, Bandspeicher oder cloudbasierte Archivierungslösungen. Er eignet sich für Compliance-Daten, historische Aufzeichnungen und Backups.

Moderne Tiered-Storage-Systeme enthalten häufig automatisierte Datenmigrationsrichtlinien, die auf künstlicher IntelligenzKI) oder maschinellem Lernen (ML) basieren, um Daten auf der Grundlage von Nutzungsmustern dynamisch zwischen den Tiers zu verschieben. Dies gewährleistet eine optimale Leistung bei gleichzeitiger Minimierung der Speicherkosten.

Wie funktioniert Tiered Storage?

Tiered Storage funktioniert durch die systematische Analyse von Daten und deren Verteilung auf verschiedene Speichermedien auf der Grundlage von Leistungsanforderungen, Zugriffshäufigkeit und Kostenüberlegungen. Der Prozess beginnt mit der Datenklassifizierung, bei der Speichersysteme bewerten, wie oft auf Dateien oder Datensätze zugegriffen wird, und sie entsprechend kategorisieren. Häufig genutzte Daten oder solche mit hoher Priorität werden als "heiß" bezeichnet, während weniger häufig aufgerufene Informationen als "warm" oder "kalt" eingestuft werden. Diese Klassifizierung ermöglicht eine effiziente Datenplatzierung und stellt sicher, dass geschäftskritische Arbeitslasten auf Hochgeschwindigkeitsspeicher abgelegt werden, während Archivierungsdaten in kostengünstigen Lösungen mit hoher Kapazität gespeichert werden.

Sobald die Daten klassifiziert sind, werden sie entweder manuell von IT-Administratoren platziert oder automatisch mit KI Analysen verwaltet. Viele moderne Speicherlösungen enthalten Algorithmen für maschinelles Lernen, um Zugriffsmuster zu verfolgen und die Datenplatzierung dynamisch und in Echtzeit anzupassen. Richtlinien für Tiered Storage bestimmen, wann und wie Daten zwischen den Tiers übergehen. So kann ein Unternehmen sein Speichersystem beispielsweise so konfigurieren, dass Dateien, auf die 30 Tage lang nicht zugegriffen wurde, von SSDs auf HDDs migriert werden und nach einem Jahr auf Bandspeicher oder einen Cloud-basierten Archivierungsdienst verschoben werden. Diese Richtlinien tragen zu einem ausgewogenen Verhältnis zwischen Leistung und Kosten bei, da nur die wichtigsten Daten auf teuren Hochleistungsmedien gespeichert werden.

Um die Effizienz zu gewährleisten, werden bei Tiered-Storage-Lösungen Optimierungstechniken wie Caching, Replikation und Deduplizierung eingesetzt. Daten, auf die häufig zugegriffen wird, können vorübergehend in schnelleren Speicherebenen zwischengespeichert werden, um die Reaktionsfähigkeit zu verbessern, während redundante Kopien weniger wichtiger Daten konsolidiert werden, um den Speicher-Overhead zu reduzieren. Darüber hinaus wird Tiered Storage häufig in hybride und Cloud-basierte Umgebungen integriert, so dass Unternehmen ihre Speicherarchitektur nahtlos erweitern können. Viele Unternehmen nutzen Cloud-Plattformen, um kalte Daten auszulagern und so die Kosten für die Infrastruktur vor Ort zu senken, während die langfristige Zugänglichkeit erhalten bleibt.

Tiered Storage im Vergleich zu anderen Speicherlösungen

Tiered Storage unterscheidet sich von anderen Speicherarchitekturen durch die dynamische Verteilung von Daten auf mehrere Speichertypen auf der Grundlage von Zugriffshäufigkeit und Kosteneffizienz. Im Gegensatz dazu stützt sich All-Flash-Storage ausschließlich auf Hochleistungs-SSDs und ist daher ideal für Echtzeitanwendungen, die einen schnellen Datenzugriff erfordern, aber für die Speicherung großer Datenmengen zu teuer sind. Während All-Flash-Lösungen die Geschwindigkeit maximieren, fehlt ihnen die Kostenoptimierung, die Tiered Storage bietet, indem Daten, auf die nur selten zugegriffen wird, auf kostengünstigere Medien ausgelagert werden.

Hybrid-Storage kombiniert Flash und HDDs in einem einzigen System, verfügt aber in der Regel nicht über die automatisierte, richtliniengesteuerte Datenverschiebung von Tiered Storage. Er bietet eine gewisse Leistungsoptimierung, passt sich aber nicht dynamisch an sich ändernde Datenzugriffsmuster an. Ähnlich virtualisiert softwaredefinierter Speicher (SDS) die Speicherverwaltung und ermöglicht eine zentrale Steuerung über mehrere Geräte hinweg, klassifiziert oder migriert aber nicht von sich aus Daten zwischen Tiers, es sei denn, er wird mit Tiered-Storage-Strategien kombiniert.

Cloud-Speicherlösungen umfassen auch Tiering, wie z. B. die automatische Migration von Amazon S3 zu Archivspeicher auf der Grundlage der Nutzung. Cloud-basiertes Tiering senkt zwar die Kosten vor Ort, kann aber Latenz- und Datenübertragungsgebühren mit sich bringen, weshalb es für Unternehmen wichtig ist, ihre spezifischen Anforderungen zu ermitteln.

Im Gegensatz zu statischem Hybrid-Storage oder All-Flash-Arrays passt sich Tiered-Storage kontinuierlich an die sich ändernden Datenanforderungen an und gewährleistet so eine hohe Leistung bei überschaubaren Kosten. In Verbindung mit SDS oder Cloud-basiertem Speicher bietet er eine skalierbare, kostengünstige Lösung für die langfristige Datenverwaltung.

Anwendungsfälle für Tiered Storage

Tiered Storage wird häufig in IT-Umgebungen von Unternehmen eingesetzt, in denen ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Kosten entscheidend ist. In großen Rechenzentren nutzen Unternehmen Tiered Storage zur Optimierung von Datenbanken, indem sie sicherstellen, dass häufig abgefragte Daten auf Hochgeschwindigkeits-SSDs gespeichert werden, während ältere Datensätze auf kostengünstigeren HDDs oder Cloud-Archiven abgelegt werden. In ähnlicher Weise nutzen Content Delivery Networks (CDNs) Tiered Storage, um beliebte Mediendateien auf einem schnell zugänglichen Speicher zwischenzuspeichern, während weniger nachgefragte Inhalte auf einem niedrigeren Speicher abgelegt werden, um die Latenzzeit zu verringern und die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern.

Ein weiterer wichtiger Anwendungsfall ist das Backup- und Archivierungsmanagement, bei dem Unternehmen abgestufte Speicher implementieren, um die Richtlinien zur Datenaufbewahrung zu optimieren. Kritische Systemsicherungen und aktuelle Snapshots verbleiben für eine schnelle Wiederherstellung auf einem leistungsoptimierten Speicher, während ältere Sicherungen in einen kalten Speicher wie Band- oder Cloud-Archive migriert werden, um die Infrastrukturkosten zu senken. Branchen mit strengen Compliance-Anforderungen, wie z. B. das Gesundheitswesen und das Finanzwesen, profitieren ebenfalls von Tiered Storage, indem sie eine langfristige Datenaufbewahrung bei gleichzeitiger Minimierung der Storage-Ausgaben gewährleisten.

FAQs

1. Was sind einige der kommerziellen Vorteile von Tiered Storage?
   Tiered Storage hilft Unternehmen bei der Kostenreduzierung, indem sichergestellt wird, dass Hochleistungsspeicher für Daten reserviert wird, auf die häufig zugegriffen wird, während kostengünstigerer Speicher für seltenere Arbeitslasten verwendet wird. Diese Optimierung senkt die Infrastrukturkosten, verlängert die Lebensdauer der Hardware und steigert die betriebliche Effizienz, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.
2. Was sind die Herausforderungen bei der Bereitstellung eines Tiered-Storage-Systems?
   Die Bereitstellung von Tiered-Storage kann komplex sein und erfordert eine sorgfältige Planung der Datenklassifizierungsrichtlinien und der Integration in die bestehende Infrastruktur. Unternehmen stehen möglicherweise auch vor der Herausforderung, die Datenverschiebung zu automatisieren, die Kompatibilität zwischen verschiedenen Speichertypen zu gewährleisten und die Zugriffslatenz beim Abrufen von Daten aus kostengünstigeren Tiers zu verwalten.
3. Wie verbessert Tiered Storage die Disaster Recovery?
   Durch die Kategorisierung von Daten nach Priorität ermöglicht Tiered Storage Unternehmen, unternehmenskritische Daten auf Hochleistungsspeicher bereitzuhalten, während Backups und Archive in kostengünstigeren, robusten Speicherebenen gespeichert werden. Dies gewährleistet schnellere Wiederherstellungszeiten für wichtige Daten, während die langfristigen Speicherkosten überschaubar bleiben.