Da Unternehmen zunehmend auf digitale Infrastruktur angewiesen sind, um den Betrieb zu betreiben, wurden die Sorgen um Storage-Kapazität durch Sorgen um die Performance und Zuverlässigkeit von Storage-Systemen ersetzt. Für IT-Administratoren ist es eine ständige Herausforderung, sicherzustellen, dass Anwendungen und Workloads die Storage-Performance erhalten, die sie benötigen, ohne umstritten oder Engpässe zu haben. Fehlverwaltete Storage-Ressourcen können zu einer Verschlechterung der Performance, frustrierten Benutzern und verpassten Geschäftschancen führen.
Hier kommt Storage Quality of Service (QoS) ins Spiel. Storage QoS hilft bei der Verwaltung und Priorisierung von Workloads und sorgt für eine optimale Performance und Zuverlässigkeit über verschiedene Anwendungen hinweg. In diesem Artikel behandeln wir die Prinzipien von Storage QoS, seine Funktionsweise, seine Vorteile, gängige Anwendungsfälle und Best Practices für die Implementierung in Ihrem Unternehmen.
Was ist Storage QoS?
Storage QoS oder Quality of Service bezieht sich auf eine Reihe von Richtlinien und Mechanismen, die die Performance von Storage-Systemen überwachen, verwalten und sicherstellen, um konsistente und vorhersehbare Ergebnisse zu gewährleisten. Es priorisiert kritische Workloads, verhindert Ressourcenkonflikte und weist Storage-Ressourcen basierend auf definierten Leistungszielen zu.
Um Storage QoS besser zu verstehen, betrachten Sie es als Verkehrsmanagement auf einer belebten Autobahn. Genauso wie dedizierte Fahrspuren für Rettungsfahrzeuge, Busse oder Fahrgemeinschaften zugewiesen werden, um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten, stellt Storage QoS sicher, dass Anwendungen mit hoher Priorität die erforderlichen Ressourcen erhalten und gleichzeitig die Anforderungen anderer Workloads ausgleichen.
Zu den Hauptzielen der Storage-QoS gehören:
- Performance Assurance: Garantie spezifischer Eingabe-/Ausgabevorgänge pro Sekunde (IOPS) oder Durchsatz für kritische Workloads
- Ressourcenoptimierung: Verhindern, dass Workloads mit niedriger Priorität Ressourcen beschlagnahmen und Anwendungen mit hoher Priorität beeinträchtigen
- Zuverlässigkeit: Sicherstellung vorhersehbarer Performance, selbst bei Spitzenauslastung
So funktioniert Storage QoS
Storage QoS funktioniert durch die kontinuierliche Überwachung von Storage-Ressourcen und die Anwendung vordefinierter Richtlinien zum Verwalten der Workload-Performance.
- Überwachung und Kennzahlenerfassung: Storage-QoS-Systeme sammeln Echtzeitdaten zu IOPS, Latenz und Durchsatz für jede Anwendung oder jeden Workload. Diese Informationen liefern Einblicke in die Ressourcennutzung und potenzielle Engpässe.
- Durchsetzung der Richtlinien: Administratoren definieren Performance-Schwellenwerte und -Prioritäten für unterschiedliche Workloads. Beispielsweise kann eine Finanzdatenbank auf mindestens 5.000 IOPS festgelegt werden, während ein weniger kritischer Datei-Backup-Prozess auf 500 IOPS begrenzt ist. Basierend auf diesen voreingestellten Zuweisungen stellt Storage QoS sicher, dass die Finanzdatenbank immer genügend Ressourcen erhält, um ihre minimale voreingestellte Kapazität zu erfüllen, unabhängig von der Storage-Nutzung anderer Anwendungen im System.
- Dynamische Zuweisung: Storage QoS passt die Ressourcen dynamisch an den Echtzeitbedarf an. Wenn eine Anwendung mit hoher Priorität eine erhöhte Last erfährt, ordnet das System Ressourcen neu zu, um seine Performance aufrechtzuerhalten, ohne andere Workloads zu stören.
- Integration mit Storage-Plattformen: Fortschrittliche Plattformen wie Pure Storage® FlashArray™ ermöglichen und verbessern Storage QoS, indem sie die Tools und die Technologie bereitstellen, um Richtlinien effizient durchzusetzen. Funktionen wie DirectFlash® verbessern diesen Prozess, indem sie die Latenzzeit reduzieren und eine konsistente Performance über Workloads hinweg sicherstellen.
Vorteile von Storage QoS
Die Implementierung von QoS (Storage Quality of Service) bietet zahlreiche Vorteile, die die Performance, Effizienz und Verwaltung von Storage-Systemen verbessern, insbesondere, wenn Unternehmen mit steigenden Datenanforderungen zu kämpfen haben. Dies sind einige der Vorteile:
Performance-Zuverlässigkeit
Einer der Hauptvorteile von Storage QoS besteht darin, eine zuverlässige und konsistente Performance für kritische Anwendungen sicherzustellen, selbst bei hoher Systemlast oder hoher Nachfrage. So kann beispielsweise bei hochfrequentierten Ereignissen wie dem Black Friday-Verkauf einer E-Commerce-Website die Performance beeinträchtigt werden, wenn alle Systeme um dieselben Ressourcen konkurrieren. Mit Storage QoS wird die Ressourcenzuweisung intelligent verwaltet, wodurch sichergestellt wird, dass Anwendungen mit hoher Priorität wie Online-Transaktionsverarbeitung oder kundenorientierte Services die Bandbreite und den Durchsatz erhalten, die für eine unterbrechungsfreie Ausführung erforderlich sind. Dieses Maß an Kontrolle trägt dazu bei, Performance-Einbußen zu verhindern und stellt die Benutzerzufriedenheit und Geschäftskontinuität sicher.
Verbesserte Ressourcenauslastung
Storage QoS ermöglicht eine effizientere Verteilung von Ressourcen, indem es die Storage-Performance dynamisch basierend auf den spezifischen Anforderungen verschiedener Workloads zuordnet. Indem sie sicherstellen, dass jede Anwendung genau das erhält, was sie benötigt – nicht zu wenig und nicht zu viel – können Unternehmen den Nutzen ihrer bestehenden Infrastruktur maximieren, ohne in kostspielige Hardware-Upgrades investieren zu müssen. So kann beispielsweise einem Backup-Prozess, der keine hohe Performance erfordert, während der Spitzennutzungszeiten nur minimale Ressourcen zugewiesen werden, während geschäftskritische Anwendungen Priorität erhalten. Diese granulare Kontrolle reduziert das Risiko einer Unterauslastung und Überversorgung und führt letztendlich zu einem besseren ROI.
Vermeidung von Ressourcenkonflikten
Ohne QoS können Storage-Systeme zu Engpässen werden, wenn mehrere Workloads, einige mit höheren Anforderungen, um dieselben Ressourcen konkurrieren. Dies führt häufig zu einer Performance-Verschlechterung von Aufgaben mit geringerer Priorität, was sich auf die Gesamteffizienz des Systems auswirken kann. Storage QoS verhindert solche Probleme, indem es Schwellenwerte für die Ressourcenzuweisung festlegt und verhindert, dass ein Workload Storage-Ressourcen auf Kosten anderer Ressourcen monopolisiert. So können beispielsweise im Gesundheitswesen Aufgaben wie die Archivierung von Batch-Daten eingeschränkt werden, um zu verhindern, dass sie die Performance kritischer medizinischer Anwendungen beeinträchtigen, während der Echtzeitzugriff auf elektronische Patientenakten (EHR) für Ärzte von entscheidender Bedeutung ist. Dadurch wird sichergestellt, dass selbst in Zeiten hoher Belastung wichtige Funktionen nicht gestört werden.
Vereinfachtes Management
Mit Storage QoS wird die Komplexität der Ressourcenzuweisung erheblich reduziert. Automatisierte Richtlinien verwalten die Storage-Performance und minimieren die Notwendigkeit manueller Eingriffe durch IT-Teams. Dies optimiert nicht nur das Storage-Management, sondern reduziert auch das Risiko menschlicher Fehler und betrieblicher Ineffizienzen. Richtlinien können einfach angepasst werden, um sich ändernde Geschäftsprioritäten oder Anwendungsanforderungen widerzuspiegeln, sodass IT-Abteilungen Ressourcen effizient skalieren können, ohne die Performance ständig zu überwachen oder manuelle Anpassungen vorzunehmen. Darüber hinaus ermöglicht das automatisierte Management eine schnellere Identifizierung von Performance-Engpässen, die proaktiv behoben werden können, bevor sie sich auf kritische Anwendungen auswirken.
Skalierbarkeit und Flexibilität
Wenn Unternehmen wachsen und sich ihre Storage-Anforderungen weiterentwickeln, kann sich Storage QoS an neue Anforderungen anpassen. Anstatt ein gesamtes System zu überholen, um intensivere Anwendungen zu bewältigen, ermöglicht QoS eine Feinabstimmung der Storage-Performance und bietet flexible Skalierbarkeit. Beispielsweise kann ein Unternehmen, das ein neues CRM-System (Customer Relationship Management) hinzufügt, die erforderlichen Ressourcen zuweisen, ohne die Performance seiner bestehenden Services zu beeinträchtigen. Storage QoS stellt sicher, dass neu bereitgestellte Anwendungen mit Altsystemen koexistieren können, und sorgt gleichzeitig für eine optimale Performance auf breiter Front.
Häufige Anwendungsfälle für Storage-QoS
Storage Quality of Service (QoS) ist ein wichtiges Instrument zur Verbesserung der Performance in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen, um sicherzustellen, dass Workloads priorisiert und Storage-Ressourcen effektiv zugewiesen werden, um den Performance-Anforderungen gerecht zu werden. Nachfolgend finden Sie einige der wichtigsten Anwendungsfälle, in denen Storage QoS konkrete Vorteile bietet:
Virtualisierte Umgebungen
In virtualisierten Infrastrukturen teilen sich mehrere virtuelle Maschinen (VMs) denselben physischen Storage-Pool, was oft zu Ressourcenkonflikten führen kann, wenn die Storage-Anforderungen nicht ordnungsgemäß verwaltet werden. Mit Storage QoS können Unternehmen jeder VM bestimmte Performance-Schwellenwerte zuweisen und so sicherstellen, dass VMs mit hoher Priorität – z. B. solche, die kritische Geschäftsanwendungen ausführen – weiterhin die erforderliche Bandbreite und IOPS erhalten, selbst wenn andere weniger kritische VMs erhebliche Storage-Ressourcen verbrauchen. In einer Cloud-Hosting-Umgebung kann beispielsweise eine kundenorientierte Webanwendungs-VM gegenüber Hintergrundaufgaben wie Systemüberwachung priorisiert werden, wodurch eine reibungslose Benutzererfahrung während Spitzenladezeiten erhalten bleibt.
Datenbanken
In datenbankgesteuerten Umgebungen, insbesondere solchen, die leistungsstarke Transaktionssysteme wie SQL Server oder Oracle ausführen, ist eine konsistente und zuverlässige Storage-Performance entscheidend, um langsame Abfrageantworten oder Transaktionsverzögerungen zu vermeiden. Datenbanksysteme reagieren sehr empfindlich auf Storage-Latenz. Selbst kurze Performance-Probleme können erhebliche Probleme bei der Echtzeitdatenverarbeitung verursachen, was zu Kundenunzufriedenheit, Transaktionsfehlern oder Systemabstürzen führt.
Mit Storage QoS können Unternehmen sicherstellen, dass diese Transaktionsdatenbanken immer das optimale Maß an Storage-Durchsatz und Latenz erhalten, unabhängig von der Anforderung anderer Anwendungen oder Daten-Storage-Aufgaben, die auf derselben Infrastruktur ausgeführt werden. Beispielsweise muss ein Finanzdienstleistungsunternehmen möglicherweise garantieren, dass sein Echtzeit-Transaktionsverarbeitungssystem Vorrang vor weniger kritischen Vorgängen wie Datenbackups oder Batch-Berichten erhält, die auf Nebenzeiten oder niedrigere Performance-Schwellenwerte delegiert werden können.
Medien und Unterhaltung
Die Medien- und Unterhaltungsbranche, insbesondere in der Videoproduktion mit hoher Auflösung, benötigt oft riesige Mengen an Storage-Bandbreite und geringe Latenz, um die enormen Datendateien zu verarbeiten, die durch Videobearbeitungs-, Rendering- und Postproduktionsprozesse erzeugt werden. Diese Vorgänge erfordern Hochleistungs-Storage, um reibungslose Bearbeitungsworkflows zu gewährleisten und Verzögerungen bei der Wiedergabe oder Wiedergabe zu minimieren.
Mit Storage QoS können diesen ressourcenintensiven Anwendungen die erforderliche Performance garantiert und gleichzeitig Unterbrechungen vermieden werden. In einem Filmstudio, in dem Videoeditoren an mehreren hochauflösenden 4K-Videostreams arbeiten, kann Storage QoS den VMs, die VMs bearbeiten, dynamisch die erforderliche Bandbreite zuweisen und so eine ununterbrochene Performance sicherstellen. Unterdessen können Aufgaben mit geringerer Priorität, wie z. B. Medientranscodierung oder Archivierungsvorgänge, niedrigeren Ressourcen zugewiesen werden.
Cloud- und Hybrid Cloud-Implementierungen
In Cloud- und Hybrid-Cloud-Umgebungen kann die Integration lokale Infrastruktur mit Public-Cloud-Storage Herausforderungen im Zusammenhang mit Performance-Konsistenz und Workload-Priorisierung mit sich bringen. Storage QoS spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung einer einheitlichen Performance sowohl für lokale als auch für Cloud-basierte Storage-Systeme, sodass Unternehmen unabhängig davon, wo Daten gespeichert werden, konsistente Service Levels anbieten können.
Best Practices für die Implementierung von Storage QoS
Um die Vorteile von QoS (Storage Quality of Service) voll auszuschöpfen und die Storage-Infrastruktur zu optimieren, sollten Unternehmen eine Reihe von Best Practices befolgen, die eine effektive Implementierung, einen reibungslosen Betrieb und eine kontinuierliche Verbesserung sicherstellen. Einige dieser Best Practices sind:
- Workload-Anforderungen bewerten
Ein wichtiger erster Schritt bei der Implementierung von Storage QoS besteht darin, die spezifischen Performance-Anforderungen jeder Workload in der Umgebung zu verstehen. Nicht alle Anwendungen erfordern das gleiche Performance-Niveau. Manche können latenzempfindlich sein, während andere gelegentliche Verzögerungen tolerieren. Kritische Workloads wie Datenbanken, Echtzeitanalysen oder Transaktionssysteme sollten klar definiert und bestimmten IOPS- oder Durchsatzzielen zugewiesen werden. Beispielsweise kann eine Finanzhandelsanwendung, die auf Reaktionen mit niedriger Latenz beruht, hohe IOPS und niedrige Latenz erfordern. Gleichzeitig könnte ein Datenbackup-Prozess eine geringere Priorität und einen langsameren Durchsatz tolerieren.
Durch die Kategorisierung von Workloads nach Priorität und die Festlegung geeigneter Leistungsziele stellen Unternehmen sicher, dass geschäftskritische Systeme die Ressourcen erhalten, die sie benötigen, ohne Storage-Kapazität für nicht notwendige Anwendungen zu verschwenden.
- Beginnen Sie mit einfachen Richtlinien
Bei der Implementierung von Storage QoS ist es ratsam, mit einfachen, umfassenden Richtlinien zu beginnen, um eine Basis für das Performance-Management zu schaffen. Wenn das System frühzeitig mit granularen, komplizierten Regeln überkompliziert wird, kann das Risiko von Fehlkonfigurationen und Verwirrung erhöht werden, was sich negativ auf die Performance auswirken oder unnötige Unterbrechungen verursachen kann. Anstatt beispielsweise einzelne QoS-Regeln für jede einzelne Anwendung oder VM sofort festzulegen, sollten Unternehmen zunächst allgemeine Richtlinien für Kategorien von Workloads (z. B. „hohe Priorität“ und „niedrige Priorität“) definieren und sich im Laufe der Zeit basierend auf der beobachteten Performance anpassen.
Sobald diese grundlegenden Richtlinien festgelegt sind, können sie feinabgestimmt werden, wenn mehr Erkenntnisse aus Überwachungstools gewonnen werden und sich die Geschäftsanforderungen weiterentwickeln. Dieser iterative Ansatz stellt sicher, dass Administratoren auf sich ändernde Anforderungen reagieren können, ohne sich von Anfang an mit zu komplexen Konfigurationen zu überfordern. Außerdem ermöglicht es eine kontinuierliche Optimierung der QoS-Richtlinien, wenn neue Workloads oder Anwendungen eingeführt werden.
- Nutzen Sie erweiterte Plattformen
Fortschrittliche Storage-Plattformen wie Pure Storage FlashArray bieten leistungsstarke, benutzerfreundliche Tools zur Vereinfachung der Implementierung und Durchsetzung von Storage QoS. Diese Plattformen sind so konzipiert, dass sie sich nahtlos in bestehende IT-Umgebungen integrieren lassen und ein richtliniengesteuertes Storage-Management ermöglichen, ohne dass eine manuelle Konfiguration jeder einzelnen Ressource erforderlich ist. Funktionen wie die automatisierte Durchsetzung von QoS-Richtlinien und die intelligente Ressourcenzuweisung machen das Storage-Performance-Management zum Kinderspiel, sodass sich IT-Teams auf übergeordnete Aufgaben konzentrieren können, anstatt Storage-Ressourcen mikromanagieren zu müssen.
- Regelmäßige Überwachung und Anpassung
Da sich die Workload-Anforderungen im Laufe der Zeit aufgrund von Geschäftswachstum, sich ändernden Anwendungsanforderungen oder saisonalen Spitzen weiterentwickeln können, ist es wichtig, die Storage-Performance kontinuierlich zu überwachen und die QoS-Richtlinien entsprechend anzupassen. Tools wie Pure1® bieten Echtzeiteinblicke in Storage-Umgebungen und umfassende Analysen zu Performance-Metriken, Auslastungsraten und potenziellen Engpässen. Diese proaktive Überwachung ermöglicht es Administratoren, Performance-Einbußen frühzeitig zu erkennen und Korrekturmaßnahmen zu ergreifen, bevor sie sich auf geschäftskritische Anwendungen auswirken.
Fazit
Storage QoS ist eine wichtige Komponente moderner IT-Infrastruktur, die es Unternehmen ermöglicht, eine konsistente Performance zu liefern, die Ressourcenauslastung zu optimieren und Ressourcenkonflikte zu vermeiden. Durch die Priorisierung von Workloads und die dynamische Zuweisung von Ressourcen verwandelt Storage QoS Storage-Systeme in agile und effiziente Plattformen.
Die Integration von Lösungen wie Pure Storage FlashArray steigert den Wert von Storage QoS und bietet unübertroffene Performance mit Funktionen wie DirectFlash und richtliniengesteuertem Storage-Management. Mit seinem nahtlosen Support für Hybrid-Cloud-Umgebungen und seiner skalierbaren Architektur stellt Pure Storage sicher, dass Unternehmen die heutigen Anforderungen erfüllen und sich auf das Wachstum von morgen vorbereiten können.
