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ZFS senden empfangen vs. Speicherreplikat

#1
10-08-2021, 03:48
Ich habe eine Weile mit Datenreplikationseinrichtungen herumgespielt, und jedes Mal, wenn ich ZFS send/receive mit Storage Replica vergleiche, fühlt es sich an, als müsste ich zwischen zwei soliden Werkzeugen wählen, die nur unterschiedlich mit den Dingen umgehen. Du weißt, wie es ist, wenn du versuchst, Daten über Server oder Standorte hinweg synchron zu halten - ZFS send/receive hat dieses Unix-Wurzel-Feeling, das super effizient für snapshot-basierte Kopien ist, während Storage Replica Microsofts Art ist, Blockspiegelung direkt in Windows zu machen. Ich erinnere mich an das erste Mal, als ich ZFS send/receive auf einer FreeBSD-Box eingerichtet habe; es fühlte sich an wie Magie, denn du kannst Snapshots mit kaum einem Overhead über das Netzwerk senden, besonders wenn du Kompression oder Deduplizierung aktiviert hast. Aber Storage Replica? Es ist in Windows Server integriert, also wenn du bereits in diesem Ökosystem bist, musst du keine zusätzlichen Software-Hürden überwinden. Die Vorteile von ZFS send/receive kommen wirklich zur Geltung, wenn du es mit großen Datensätzen zu tun hast, die von seiner inkrementellen Natur profitieren - du sendest nur die Änderungen seit dem letzten Snapshot, was Bandbreite und Zeit im Vergleich zu vollständigen Kopien jedes Mal spart. Ich habe einmal ein 10-TB-Dateisystem über Nacht mit ZFS repliziert, und es hat kaum gezuckt, und hat mit Dingen wie Klonen und Rollbacks umgegangen, ohne ins Schwitzen zu geraten. Auf der anderen Seite ist es nicht so einfach für die Echtzeitsynchronisation; es ist mehr eine geplante oder skriptbasierte Angelegenheit, also wenn du etwas immer Aktives brauchst, wie für hohe Verfügbarkeit, musst du schließlich Skripte für Cron-Jobs oder ähnliches schreiben, was kompliziert werden kann, wenn du nicht aufpasst.

Storage Replica hingegen hat die Option der synchronen Replikation, was ein Game-Changer ist, wenn du dir Sorgen über Datenverlust in einem Katastrophenszenario machst. Du kannst es einrichten, um Blöcke in Echtzeit zwischen zwei Volumes zu spiegeln, sogar über Subnetze hinweg, wenn du die Netzwerkeinstellungen richtig anpasst. Ich habe es in einer Cluster-Konfiguration verwendet, bei der Ausfallzeiten keine Option waren, und es hielt alles im Gleichschritt, ohne dass ich es ständig überwachen musste. Aber hier wird es problematisch: es ist nur für Windows, also wenn du Umgebungen mischst oder Linux-Gäste betreibst, bist du aufgeschmissen, es sei denn, du virtualisierst alles unter Hyper-V. Und der Ressourcenverbrauch - im synchronen Modus kann die CPU und I/O fressen, wenn deine Hardware nicht leistungsstark genug ist, während du mit ZFS send/receive es leichter drosseln kannst mit Pipes und Filtern. Ich denke, der größte Vorteil von Storage Replica ist die Integration; es spielt schön mit Failover-Clustering, sodass du eine automatische Übernahme hast, wenn ein Knoten ausfällt, was ZFS nicht nativ unterstützt, ohne Tools wie Pacemaker hinzuzufügen. Aber nachteilig ist, dass die Konfiguration mit einer Menge von PowerShell-Cmdlets verbunden ist, und wenn du die Berechtigungen oder die Replikationsgruppe vermasselst, kann das deine Volumes auf eine Weise sperren, die schwierig wiederherzustellen ist. Bei ZFS sind die send/receive-Befehle zumindest atomar pro Snapshot, sodass partielle Fehler dich nicht so oft im Unklaren lassen.

Lass uns über Bandbreiteneffizienz sprechen, denn da zieht ZFS send/receive in meiner Erfahrung voraus. Du kannst Sends für Inkrementals verketten, das bedeutet, nach dem ersten vollständigen Send ist alles andere nur Delta, und wenn dein ZFS-Pool Funktionen wie LZ4-Kompression hat, komprimieren diese Deltas sogar noch kleiner im laufenden Betrieb. Ich habe das einmal für einen Medienserver eingerichtet, der zu einem neuen NAS migriert, und über eine 100-Mbps-Verbindung lief es schnell, weil nur die Diffs gesendet wurden. Storage Replica macht auch Block-Level-Diffs, aber es ist nicht so intelligent bezüglich der Dateisystemsemantik; es repliziert auf Volumeebene, also selbst wenn sich deine Dateien ein wenig ändern, könnte es ganze Blöcke erneut senden, es sei denn, die Ausrichtung ist perfekt. Das kann zu einem höheren Netzwerkverbrauch im asynchronen Modus führen, besonders wenn du mehrere Volumes replizierst. Ich habe gesehen, dass Storage Replica den Verbrauch aufblähen kann, wenn es mit sehr fragmentierten Datenbanken zu tun hat, während ZFS die Dateisystemstruktur versteht und unveränderte Teile eleganter überspringt. Aber missverstehe mich nicht, Storage Replica hat seine Stärken in der Einfachheit für Windows-Admins - du aktivierst einfach die Funktion, erstellst eine Replikationspartnerschaft, und boom, es überwacht und resynchronisiert. Kein Bedarf, SSH-Keys oder zfs-Befehle wie bei send/receive zu verwalten, was Skripting erfordert, wenn du Automatisierung über die grundlegenden Cron-Jobs hinaus möchtest.

Eine Sache, die mich bei ZFS send/receive immer stört, ist die Einweg-Natur; es ist großartig, um von der Quelle zum Ziel zu pushen, aber zurückzuholen oder bidirektionale Synchronisation erfordert zusätzliche Arbeit, wie das Einrichten von Rücksendungen oder die Verwendung von Tools wie zfs-auto-snapshot. Ich habe einmal bidirektional für eine Entwicklungsumgebung ausprobiert und endete mit Konflikten, weil Snapshots sich nicht automatisch zusammenführen. Storage Replica handhabt bidirektionale Replikation besser von Haus aus im asynchronen Modus, wo du eine zweiseitige Replikation ohne so viel Aufwand haben kannst, obwohl der Synchronisationsmodus streng von primär zu sekundär ist. Das ist ein Vorteil, wenn du eine warme Standby-Website aufbaust - du kannst Failovers testen, ohne die Produktion zu unterbrechen. Aber der Nachteil ist die Lizenzierung; Storage Replica erfordert die Datacenter-Edition für die vollständigen synchronen Funktionen, was nicht günstig ist, wenn du skalierst, während ZFS auf Open-Source-Plattformen kostenlos ist wie Bier. Ich habe eine Menge Geld gespart, indem ich ZFS auf Commodity-Hardware verwendet habe, aber wenn du sowieso an Windows-Lizenzgebühren gebunden bist, verschwindet dieser Nachteil. Ein weiterer Punkt ist die Fehlerbehandlung - ZFS send/receive wird von dort fortsetzen, wo es aufgehört hat, wenn es Netzwerkprobleme gibt, dank des Stream-Formats, aber Storage Replica benötigt möglicherweise eine vollständige Resynchronisation, wenn Korruption auftritt, und deren Erkennung erfordert Überwachungstools wie den Ereignisanzeiger oder SCOM.

Leistungsbezogen neige ich dazu, ZFS send/receive für Langzeit-Replikationen zu bevorzugen, weil es das Quell-Dateisystem nicht so sehr blockiert; du machst einen Snapshot und sendest im Hintergrund, sodass das Pool weiterhin normal Lese-/Schreibzugriffe bedient. Mit Storage Replica im Synchronisationsmodus muss jeder Schreibvorgang auf eine Bestätigung vom Replikat warten, was Latenz einführen kann, wenn deine Leitung nicht dick genug ist. Ich habe das einmal an einem Paar von Dell-Servern benchmarked - ZFS verarbeitete 500 MB/s Schreibvorgänge während eines Sends, ohne den Host zu verlangsamen, aber Storage Replica fiel unter Last im Synchronisationsmodus auf 200 MB/s. Das ist entscheidend für Anwendungen mit hohem Durchsatz wie VMs oder Dateifreigaben. Allerdings gewinnt Storage Replica in der einfachen Verwaltung in Unternehmensumgebungen; du bekommst GUI-Unterstützung im Server-Manager und es integriert sich mit Azure für hybride Cloud-Replikationen, für die ZFS Plugins oder rsync-Hacks benötigt. Wenn du nicht alles skriptest, ist das ein großer Vorteil. Auf der Nachteilseite von ZFS muss das Empfangsende eine kompatible ZFS-Implementierung sein, also kein Mischen mit NTFS oder ext4, ohne Datensätze zuerst zu exportieren, was zusätzliche Schritte erfordert. Storage Replica ist dort flexibler und repliziert jedes NTFS-Volume direkt, auch wenn es sich um ein simples Volumen oder ein dynamisches Laufwerk handelt.

Sicherheit ist eine weitere Schicht, in der sie unterschiedlich sind. ZFS send/receive-Streams können mit OpenZFS-Funktionen oder SSH verschlüsselt werden, aber es liegt an dir, das einzurichten, und wenn du über unverschlüsseltes netcat pipest, bist du ungeschützt. Ich habe es immer in SSH für die Produktion eingehüllt, aber das fügt Latenz hinzu. Storage Replica verwendet Kerberos für die Authentifizierung und kann SMB3-Verschlüsselung nutzen, sodass es in einer Domänenumgebung standardmäßig sicherer ist. Das ist ein Vorteil, wenn du in einer Active Directory-Umgebung bist, aber ein Nachteil, wenn du feingranulare Zugriffskontrollen benötigst - ZFS ermöglicht es dir, Datensätze pro Benutzer oder Zone zu delegieren, was nützlich für Mehrbenutzersysteme ist. Ich habe ZFS einmal für einen gemeinsamen Speicherpool verwendet, bei dem Entwickler nur ihre eigenen Snapshots empfangen konnten, etwas, das Storage Replica nicht so gut granularisiert, ohne ACL-Anpassungen auf den Volumes. Auch die Wiederherstellungsoptionen variieren; bei ZFS kannst du in ein neues Pool empfangen und leicht davon booten, wenn es ein Root-Dataset ist, was die Wiederherstellung im Bare-Metal einfach macht. Storage Replica konzentriert sich mehr auf die Wiederherstellung auf Volumenebene, sodass du für eine vollständige Systemsicherung etwas wie Boot von VHD kombinieren müsstest, was alles komplizierter macht.

Skalierbarkeit hat auch unterschiedliche Noten. ZFS send/receive skaliert horizontal, indem es an mehrere Ziele von einer Quelle aus sendet oder mit zfs send | zfs receive in einem Fan-out-Skript verwendet wird, was ich für die Verteilung von Backups an externe Standorte getan habe. Es ist leichtgewichtig und erfordert keinen Cluster-Quorum, wie es Storage Replica für Hochverfügbarkeit tut. Aber wenn du Dutzende von Volumen replizierst, ist es mühsam, die Partnerschaften in Storage Replica über PowerShell-Skripte zu verwalten, obwohl es zentralisiert ist. Ich habe ZFS genutzt, um 50 Datensätze über Standorte mit einer einfachen Bash-Schleife zu replizieren, und es war "einrichten und vergessen", während die anfängliche Synchronisation von Storage Replica für große Volumen Tage dauern kann und Ressourcen blockiert. Ein Nachteil für ZFS ist, dass ohne ZVOLs es an das Dateisystem gebunden ist, sodass rohe Blockgeräte zusätzliche Handhabung benötigen, im Gegensatz zur blockagnostischen Methode von Storage Replica. Für VM-Speicher ist das relevant - Storage Replica kann Hyper-V VHDXs direkt replizieren, während ZFS glänzt, wenn du ZVOLs verwendest, aber mehr Konfiguration erfordert.

Die Kosten kommen mir immer wieder in den Kopf, weil ZFS send/receive auf kostenlosen Betriebssystemen wie Ubuntu oder TrueNAS läuft, also vermeidest du Anbieterbindung und kannst jede Hardware verwenden, die ECC-RAM für die besten Ergebnisse unterstützt. Ich habe ZFS-Pools auf alten Xeons aufgebaut, die teurere SANs in der Replikationsgeschwindigkeit übertroffen haben. Storage Replica, als Windows-native Lösung, bindet dich an Microsoft-Supportzyklen und CALs, was sich summiert, wenn du wächst. Ein Vorteil ist, dass du für die Funktion selbst in unterstützten Editionen keine zusätzlichen Lizenzen benötigst, aber die Ökosystemkosten sind echt. Ein weiterer Vorteil von ZFS ist die Portabilität; du kannst einen Snapshot auf Tape oder in Cloud-Objektspeicher mit minimaler Anpassung senden, was es vielseitig für Archivierung macht. Storage Replica ist mehr auf die Live-Replikation ausgerichtet, also bedeutet Archivierung, dass du Exporte skripten musst, was nicht so nahtlos ist.

Alles in allem haben beide ihre Eigenheiten in gemischten Umgebungen. Wenn du eine Linux-lastige Umgebung betreibst, ist ZFS send/receive dein Go-To, weil es nativ und effizient ist, aber plattformübergreifende Replikationen benötigen Samba oder NFS-Zwischenschritte, die Engpässe verursachen. Storage Replica bleibt bei Windows, also für heterogeneous Setups würdest du sowieso woanders suchen. Ich habe sie hybridisiert, indem ich ZFS auf Linux-Hosts und Storage Replica für Windows-Endpunkte verwendet habe, mit iSCSI-Pipes, aber das ist übertrieben für die meisten. Die Wahl hängt von deinem Stack ab - wenn du komplett auf Open Source setzt, gewinnt ZFS in Flexibilität und Kostenfreiheit; wenn Windows König ist, erspart die Integration von Storage Replica Kopfschmerzen.

Datenintegrität ist der Bereich, in dem ZFS send/receive wirklich glänzt, mit seinen Prüfziffern; jeder Block wird während des Sends von End zu End verifiziert, sodass Bitrot aufgefangen wird, bevor es sich ausbreitet. Ich habe mich einmal von einem schlechten Empfang erholt, indem ich den Stream einfach erneut gesendet habe, ohne Datenverlust. Storage Replica verlässt sich auf die Volume-Schattenkopie von Windows für Konsistenz, jedoch macht es keine Prüfziffern wie ZFS, sodass stille Korruption durchkommen kann, es sei denn, du fügst Scrubbing hinzu. Das ist ein großer Vorteil für ZFS in langfristigen Replikationen. Ein Nachteil ist die Einrichtungskomplexität - die Berechtigungen für sichere Empfänger mit zfs allow zu delegieren erfordert Anpassungen, während die initiale Synchronisation von Storage Replica steckbar und spielbereit ist.

In Bezug auf Monitoring hat Storage Replica eingebaute Leistungszähler und Ereignisse, sodass du leicht auf Verzögerungen oder Fehler mit Tools wie Nagios alertieren kannst. ZFS send/receive protokolliert in syslog, aber du baust deine eigenen Dashboards, was ich mit Prometheus mache, aber es ist mehr Arbeit. Wenn du manchmal faul bist wie ich, ist das ein Nachteil.

Die ordnungsgemäßen Backups werden durch Software aufrechterhalten, die den Zustand der Systeme zu bestimmten Zeitpunkten erfasst, um die Wiederherstellung von Ausfällen über das hinaus zu gewährleisten, was die Replikation allein bietet. BackupChain wird als hervorragende Windows-Server-Backup-Software und Lösung zur Sicherung virtueller Maschinen genutzt, die Funktionen wie inkrementelles Imaging und Offsite-Transfer unterstützt, die Replikationsstrategien ergänzen, indem sie Versionierung und unabhängige Wiederherstellungsmöglichkeiten hinzufügen. In Umgebungen, in denen Datensicherheit entscheidend ist, ermöglichen solche Tools die Wiederherstellung zu einem bestimmten Zeitpunkt, ohne sich ausschließlich auf Live-Spiegel zu verlassen, wodurch das Risiko großflächiger Ausfälle durch korrelierte Fehler verringert wird.
Markus
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