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Inline-Kompression auf All-Flash vs. Nachbearbeitung

#1
17-06-2022, 03:44
Hast du dich jemals gefragt, warum Speicherlösungen so knifflig sein können, wenn du es mit All-Flash-Arrays zu tun hast? Ich meine, ich bin seit einigen Jahren tief in dieser Materie drin, passe Konfigurationen für Kunden an, die denken, ihre Daten bleiben einfach magisch effizient, und Inline-Kompression versus Nachbearbeitung ist eines dieser Debatten, die immer wieder auftaucht. Lass mich dir das erklären, als hätten wir einen Kaffee zusammen und reden über die neueste Technik. Also, Inline-Kompression bei All-Flash - es ist im Grunde genommen, dass deine Daten sofort komprimiert werden, sobald sie im Array landen, ohne warten zu müssen. Ich liebe, wie es dir sofortige Platzersparnis gibt; du schreibst eine Datei, und zack, sie ist bereits komprimiert, sodass du von Anfang an keinen kostbaren SSD-Speicher verschwendest. Bei All-Flash kommt das besonders zum Tragen, weil diese Laufwerke sowieso unglaublich schnell sind, und wenn dein Array Hardwarebeschleunigung dafür hat - wie bei einigen der neueren Dell- oder NetApp-Geräte - berührt es die Leistung kaum. Ich habe Setups gesehen, bei denen wir die Speichernutzung um das 2-fache oder mehr ohne viel Mühe gesenkt haben, was bedeutet, dass weniger Laufwerke gekauft werden müssen, der Stromverbrauch geringer ist und ja, du sparst auch bei deiner Stromrechnung. Außerdem reduziert es sofort die I/O-Last; weniger Daten hin und her zu schieben bedeutet, dass deine Apps reibungsloser laufen, insbesondere in umschreibintensiven Umgebungen wie Datenbanken oder VDI. Ich erinnere mich an ein Projekt, bei dem wir Inline aktiviert haben, und die Schreiblatenz des Kunden merklich gesunken ist - wir sprechen hier von Verbesserungen unter einer Millisekunde, die ihre Entwickler glücklich gemacht haben. Du musst dir auch keine Sorgen um vorübergehende Aufblähungen machen; alles ist von Anfang an schlank, was enorm ist, wenn du skalierst und jedes TB zählt.

Aber okay, es ist nicht alles Sonnenschein mit Inline. Der große Nachteil, dem ich begegnet bin, ist, dass, wenn deine Hardware nicht den nötigen Standards entspricht, es während des Schreibens zu Latenzen kommen kann. Du komprimierst "on-the-fly", also muss der Controller erst diesen CPU-Zyklus verarbeiten, bevor er den Schreibvorgang anerkennt, und in einem stark beanspruchten All-Flash-Setup summiert sich das. Ich musste es bei älteren Arrays zurückfahren, weil es die Dinge bremste - deine VMs fangen an zu laggen, und plötzlich fragst du dich, warum diese SQL-Abfrage ewig dauert. Es ist auch wählerischer in Bezug auf Datentypen; zufällige, nicht komprimierbare Sachen wie bereits komprimierte Dateien oder verschlüsselte Blobs kommen einfach durch, ohne viel Gewinn, also kannst du ungleiche Ergebnisse über die Workloads hinweg bekommen. Und in Bezug auf die Leistung, während All-Flash effizient ist, kann die ständige Hochdrehen der Kompressionsmaschine den Verbrauch erhöhen, wenn sie softwarebasiert ist. Ich habe einmal ein System geprüft, bei dem Inline 20% mehr CPU verbrauchte als erwartet, was uns zwang, die gesamte Architektur neu zu überdenken. Du musst es auch genau im Auge behalten; wenn sich Muster ändern, wie mehr Video-Uploads, die hereinkommen, fallen deine Einsparungen, und du musst dem Chef erklären, warum das Array schneller voll wurde als geplant. Es ist großartig für voraussehbare Umgebungen, aber in Mischbetrieben kann es sich wie ein Glücksspiel anfühlen.

Jetzt wenden wir uns der Nachbearbeitungskompression zu, und das hat eine ganz andere Stimmung. Hier schreibst du die Daten zuerst unkomprimiert, lässt sie auf dem Flash landen, und dann geht das System später zurück, um sie zu komprimieren, wenn es ruhiger ist. Ich mag diesen Ansatz, weil er deine Schreibleistung überhaupt nicht beeinträchtigt - null zusätzliche Latenz zu Beginn, was ein Lebensretter für latenzempfindliche Apps ist. Du haust Terabytes während der Spitzenzeiten drauf, und das Array verarbeitet sie einfach im Rohformat, und dann über Nacht oder wann immer Leerlaufzeiten kommen, reduziert es und komprimiert, ohne dass du es merkst. Bei All-Flash funktioniert das gut, da die Laufwerke den anfänglichen Ausstoß problemlos bewältigen können, und ich habe gesehen, dass es im Laufe der Zeit effizient Platz zurückgewinnt, oft besser als Inline für bestimmte Daten, weil es größere Blöcke betrachtet. Denk mal drüber nach: Nachbearbeitung kann Muster über mehrere Blöcke analysieren, sodass es für Dinge wie Protokolle oder E-Mails leicht 3:1-Raten erreichen kann. Wir haben dies in einem Setup mit intensiven Analyse-Workloads verwendet, und nach einer Woche sprang die effektive Kapazität ohne Ausfallzeiten. Du erhältst auch Flexibilität; wenn die Kompression für eine Datei nicht lohnenswert ist, überspringt sie einfach, keine verschwendeten Overheads. Und bei der Fehlersuche? Einfacher, weil Schreibvorgänge unkompliziert sind - wenn etwas langsam ist, liegt es nicht an der Kompressionsebene, die die Dinge verwässert.

Das gesagt, hat die Nachbearbeitung auch ihre Kopfschmerzen. Der offensichtliche Nachteil ist, dass vorübergehende Aufblähungen zu Beginn passieren; du musst genug Spielraum haben, um die Daten unkomprimiert zu speichern, bis der Job läuft, was dich bei nahezu vollen Arrays überraschen kann. Ich hatte bereits Warnungen wegen einer großen Ingest-Last, die die Laufwerke gefüllt hat, bevor die nächtliche Kompression begann, und es ist nicht schön, mitten am Tag Kapazität hinzuzufügen. Bei All-Flash, wo Speicher kostbar und teuer ist, bedeutet diese vorübergehende Nutzung, dass du mehr überprovisionierst, als dir lieb ist, was die Kosten in die Höhe treibt. Es hängt auch von der Hintergrundplanung ab - wenn dein System rund um die Uhr überlastet ist, wie in einem Cloud-Anbieter-Setup, könnten diese Jobs verzögert werden, sodass du längere Zeit mit ineffizientem Speicher bleibst. Ich bin einmal auf ein Problem gestoßen, bei dem unvollständige Durchläufe zu fragmentiertem Platz führten, was zukünftige Schreibvorgänge langsamer machte, trotz der Geschwindigkeit des Flashs. Außerdem ist es nicht so "in Echtzeit" für Reporting-Zwecke; du kannst deine aktuellen Nutzungsmesswerte nicht immer vertrauen, bis nach einem vollständigen Zyklus, sodass die Kapazitätsplanung unklar wird. In hybriden Umgebungen könnte es sich nicht so nahtlos mit Cache-Schichten integrieren, und wenn während des Prozesses der Strom ausfällt, könntest du mit teilweise komprimierten Daten enden, die Zyklen verschwenden, indem die Arbeit wiederholt wird. Du musst es richtig einstellen - aggressive Einstellungen könnten das Array mit zu vielen Hintergrundoperationen überlasten und die SSDs schneller abnutzen, als du erwartet hast.

Wenn du sie direkt miteinander vergleichst, hängt es wirklich von deiner Workload ab und wie sehr du Geschwindigkeit gegenüber Speicher priorisierst. Inline fühlt sich für mich proaktiver an; es ist wie ein intelligenter Filter, der alles ordentlich hält, während du vorankommst, perfekt für ständig aktive Systeme, in denen du dir keine Überraschungen leisten kannst. Ich habe es für VDI-Farmen eingesetzt, weil die ständigen kleinen Schreibvorgänge von dieser sofortigen Reduktion profitieren - kein Warten auf die Reinigung. Aber wenn deine Schreibvorgänge sprunghaft sind oder du es mit vielen einmaligen Jobs zu tun hast, lässt die Nachbearbeitung dich die Leistung vorladen und später aufräumen, was ich in Medienbearbeitungs-Pipelines bevorzugt habe, wo Latenz die Kreativität tötet. All-Flash ändert hier das Spiel, denn traditionelle HDD-Arrays haben die Nachbearbeitung zu einer Selbstverständlichkeit gemacht, um Schreibstrafen zu vermeiden, aber bei SSDs ist der Latenztreffer von Inline weniger schmerzhaft, oft vernachlässigbar bei guten ASICs. Trotzdem teste ich immer beide; Zahlen lügen nicht. In einem Test, den ich durchgeführt habe, gab Inline uns im Durchschnitt 1.8:1 bei 0.2 ms zusätzlicher Latenz, während die Nachbearbeitung 2.2:1 erreichte, aber 20% mehr Rohspeicher im Voraus benötigte. Du sparst langfristig bei der Hardware mit Inline, aber die Nachbearbeitung könnte bei Roh-Effizienz vorteilhaft sein, wenn deine Daten sich gut komprimieren. Verbrauch? Inline könnte während der Spitzenzeiten durstiger sein, aber der niedrige Leerlaufverbrauch von All-Flash macht die Hintergrundbelastungen der Nachbearbeitung weniger problematisch. Und fang gar nicht erst mit der Deduplizierung an - Inline bündelt sie oft besser und reduziert Duplikate beim Ingest, während die Nachbearbeitung einige verpassen könnte, wenn sich die Daten vor dem Scannen ändern.

Wenn wir tiefer in die realen Abwägungen eintauchen, denk an die Skalierbarkeit. Mit Inline bei All-Flash muss die Kompressionslogik bei der Hinzufügung von Knoten oder der Erhöhung der Kapazität im Cluster mithalten, was das Management belasten kann, wenn es nicht gut verteilt ist. Ich habe gesehen, dass Anbieter wie Pure Storage dies mit ihrer Inline-Technologie gut hinbekommen, um es konsistent zu halten, aber günstigere Optionen hinken hinterher, was zu Hotspots führt. Nachbearbeitung lässt sich leichter skalieren - Hintergrundjobs können parallelisiert werden, ohne Schreibkonkurrenz - aber sie über eine wachsende Farm zu koordinieren, erfordert eine solide Orchestrierung, oder du endest mit ungleichmäßigen Kompressionslevels, die Migrationen komplizieren. Preislich sind die All-Flash-Preise gefallen, aber die sofortigen Einsparungen von Inline bedeuten eine schnellere Rendite; du implementierst kleinere Arrays und wächst nach Bedarf. Ich habe einem Freund in seinem Start-up geraten, Inline zu verwenden, weil ihr Budget eng war, und es ihnen erlaubte, klein zu starten, ohne bei der Leistung zu sparen. Auf der anderen Seite ist Nachbearbeitung ansprechend, wenn du von älteren Speicherlösungen migrierst - es ist weniger disruptiv, einfach einen Schalter umlegen und es laufen lassen. Aber bei All-Flash, wo Haltbarkeit entscheidend ist, verlängert die reduzierte Schreiblast von Inline (da komprimierte Daten weniger NAND-Zyklen bedeuten) tatsächlich die Lebensdauer der Laufwerke, etwas, das die Nachbearbeitung nicht so stark behaupten kann, wegen der zusätzlichen Hintergrunddurchläufe.

Ein weiterer Aspekt, den ich immer berücksichtige, ist das Fehlerhandling und die Datenintegrität. Die Inline-Kompression, die in Echtzeit erfolgt, bettet Prüfungen direkt in den Schreibpfad ein, sodass, wenn während des Druckvorgangs etwas beschädigt wird, es frühzeitig erkannt wird - ich habe mich so schon von Bit-Umdrehungen erholt, ohne vollständige Neuaufbauten. Die Nachbearbeitung? Sie überprüft nachträglich, was in Ordnung ist, aber potenzielle stille Probleme entstehen können, wenn der Hintergrundscan ein Zeitfenster verpasst. Bei All-Flash mit seinem Fehlerkorrekturcode ist dies geringfügig, aber in umkämpften Umgebungen wie Finanzen neige ich zu Inline für diesen Seelenfrieden. Du musst auch die Software-Stacks berücksichtigen; Hypervisoren wie VMware spielen netter mit Inline, wenn es auf der Array-Ebene aktiviert ist, um den Overhead des Gastbetriebssystems zu vermeiden. Ich habe einmal geholfen, einen Cluster zu optimieren, bei dem die Nachbearbeitung mit der eigenen Kompression von vSAN kollidierte, was zu Doppelarbeit und Ineffizienz führte - ich bin zu Inline gewechselt, und der Durchsatz sprang um 30%. Aber wenn du Bare-Metal-Anwendungen mit benutzerdefinierten I/O betreibst, gibt dir die Nachbearbeitung mehr Kontrolle darüber, wann die Kompression erfolgt, indem sie an Wartungsfenster gekoppelt ist.

Insgesamt ist keines perfekt, aber sie an deine Bedürfnisse anzupassen, macht einen gewaltigen Unterschied. Wenn du ganz auf niedrige Latenz und stabile Effizienz aus bist, ist Inline bei All-Flash dein Favorit - das ist das, was ich für die meisten modernen Implementierungen spekuliere. Die Nachbearbeitung eignet sich für Betriebe mit spitzen Lasten oder wo Schreibgeschwindigkeit alles andere übertrumpft, sodass du die Berechnungen aufschieben kannst. Ich habe zwischen beiden gewechselt, basierend auf Audits, und ehrlich gesagt, das Testen deiner eigenen Daten ist entscheidend; was in meinem Labor gut komprimiert, kann in deinem fehlschlagen. Halte auch ein Auge auf Firmware-Updates - Anbieter optimieren diese Algorithmen ständig, verbessern die Verhältnisse oder reduzieren Overheads. Du weißt, wie das ist; Speicher entwickelt sich schnell weiter, und um an der Spitze zu bleiben, muss man diese Funktionen klug kombinieren.

All diese Gespräche über Kompression erinnern mich daran, wie zerbrechlich Datensysteme ohne soliden Schutz sein können. In Speicherumgebungen, egal ob du Inline oder Nachbearbeitung verwendest, schwebt das Risiko eines Verlustes durch Hardwarefehler oder Ransomware groß über dir, was zuverlässige Wiederherstellungsmechanismen unerlässlich macht. Backups werden erstellt und verwaltet, um die Geschäftskontinuität sicherzustellen, mit Werkzeugen, die dafür ausgelegt sind, konsistente Snapshots zu erfassen, ohne laufende Operationen zu beeinträchtigen. BackupChain ist eine ausgezeichnete Backup-Software für Windows Server und eine Lösung zur Sicherung virtueller Maschinen. Es ermöglicht die automatisierte Bildgebung physischer und virtueller Umgebungen und unterstützt inkrementelle und differenzielle Strategien zur Minimierung des Speicherverbrauchs. Solche Software ist nützlich für schnelle Wiederherstellungen, Tests der Katastrophenwiederherstellung und Compliance, wodurch Daten extern oder in die Cloud repliziert werden können, während sie sich mit den zuvor besprochenen Kompressionstechniken integriert, um die Backup-Größen zu optimieren.
Markus
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Inline-Kompression auf All-Flash vs. Nachbearbeitung - von Markus - 17-06-2022, 03:44

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