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Was ist Cloud-defined Storage von Nebulon?

Start-up Nebulon adressiert den Markt des Software-defined Storage neu und setzt auf lokalen Storage mit Controller-Funktionen aus der Cloud: eine Scale-Out-SAN-Cloud-Kombi.

Das Start-up Nebulon wurde von ehemaligen ranghohen Mitarbeitern von HPE und 3Par gegründet und will mit seiner Lösung eine neue Generation an Software-defined Storage (SDS) anbieten, was wiederum einen neuen Markt eröffnen soll.

Dabei soll der Anwender Daten vor Ort am lokalen Standort speichern und die Controller- und Verwaltungsfunktionen aus der Cloud nutzen, um somit die CPU des Servers nicht zu belasten. Dafür werden die Server mit einer PCIe-basierten Storage Processing Unit (SPU) ausgestattet.

Diese Karten können auch zu einem Pool an Block Storage zusammengefasst und über einen Cloud-Schnittstelle verwaltet werden. Die SPU ersetzt den RAID- oder FC-Adapter. Die Anwender beziehen dabei ganz normal ihre Serverhardware mit günstigen Flash-Laufwerken von Nebulon-Partnern wie HPE, Supermicro und anderen Serverherstellern.

Die Storage Processing Unit (SPU)

Die Storage Processing Unit (SPU) ist eine PCIe-Karte in voller Höhe und Länge, die in den GPU-Steckplatz des 2 U-hohen Servers mit 24 Laufwerken passt, und erhält dort die benötigte Leistung und Kühlung. Auf der Karte ist kein Speicherplatz vorhanden, und die Karte erscheint den Hosts als eine SAS-HBA-Speichernetzwerkkarte.

Die Nebulon-SPU umfasst verschiedene Eigenschaften und nutzt nicht die Server-CPU.
Abbildung 1: Die Nebulon-SPU umfasst verschiedene Eigenschaften und nutzt nicht die Server-CPU.

Die SPU enthält 32 GByte NVRAM, um Schreibvorgänge zu beschleunigen, und Lesevorgänge kommen direkt von den SSDs. NVRAM-Schreib-Caching bedeutet, dass die SPU zufällige Schreibvorgänge in sequentielle Schreibvorgänge auf die SSDs umwandeln kann, wodurch die Lebensdauer der Laufwerke verlängert wird.

Die Daten werden nicht über SPUs gestript. Bis zu 32 SPUs können über 10/25 Gbps-Ethernet verbunden werden, um einen Speicherpool (einen Npod) zu bilden, der über die Nebulon On-Cloud-Steuerungsebene in provisionierte Volumes aufgeteilt werden kann. Im Gegensatz zu bestehenden hyperkonvergenten Produkten kann die Lösung Volumes in virtualisierten oder Bare-Metal-Umgebungen darstellen.

Nebulon definiert die Funktionsweise seiner Lösung als Cloud-definiertes Storage.
Abbildung 2: Nebulon definiert die Funktionsweise seiner Lösung als Cloud-definiertes Storage.

Die SPU ist ein Gateway zum Speicher für seine Host-CPU. Wenn sie ausfällt, verliert der Host-Server den Zugriff auf seinen Speicher. Ein Server kann andere Speicher installiert haben, auf die nicht über die SPU zugegriffen wird. Die SPU funktioniert auch dann noch, sollte die Internet-Konnektivität ausfallen. Die SPU-Karte ist ein Beispiel für einen dedizierten Speicher- oder Netzwerkprozessor, der dazu dient, Speicher- und/oder Netzwerkverarbeitung von der CPU eines Host-Servers auszulagern, damit dieser sich auf die Anwendungsverarbeitung konzentrieren kann.

Die Karte bietet darüber hinaus Deduplizierung, Komprimierung, Verschlüsselung, Erasure Coding, Snapshots und Spiegelung. Es befindet sich keine GPU auf der Karte.

Das Management

Die SPU führt die NebOS-Software aus und wird über einen Nebulon ON SaaS-Service verwaltet, der in einer Nebulon-Cloud gehostet wird, die mehrere CSPs und mehrere Regionen für Hochverfügbarkeit verwendet. Sie wird über den ON-Dienst aktualisiert.

Laut Anbieter verwaltet der ON-Dienst große Pools von Nebulon-Systemen in großem Maßstab. Diese Systeme senden Telemetrie-Nachrichten an die ON-Cloud: Zehntausende von Speicher-, Server- und Anwendungsmetriken pro Stunde kommen hier zusammen. Diese werden in einer verteilten Zeitreihendatenbank gespeichert.

Nebulon sieht seine Chancen in verschiedenen Bereichen.
Abbildung 3: Nebulon sieht seine Chancen in verschiedenen Bereichen.

ON umfasst eine AIOps-Funktion, die die Telemetrie betrachtet, sie in Echtzeit analysiert und auf unerwünschte Ereignisse in Sekundenschnelle reagiert, indem sie ein Nebulon-System so umrüstet, dass es auf veränderte Betriebsmuster reagiert. Sie bietet außerdem Metriken zur Speichernutzung im Zeitverlauf und vorausschauende Analysen.

Anwender können den Speicher über ein ON-Dashboard selbst bereitstellen, und ON kann automatisierte Updates über eine Nebulon-Flotte hinweg bereitstellen.

Die Replikation wird als zukünftiges Upgrade geliefert, möglicherweise in der nächsten Softwareversion. Wir erwarten auch in einer zukünftigen Version Unterstützung für Stretch-Cluster.

Nebulon ON definiert also die Topologie, stellt den Speicher bereit, erfasst die Telemetriedaten und führt Verwaltungsfunktionen wie zum Beispiel Updates durch. Wie bereits erwähnt, sollte die Cloud-Konnektivität verloren gehen, funktioniert der Speicher weiterhin wie konfiguriert, wobei die lokalen SPUs als Controller-Cache fungieren, in den die Konfigurationseinstellungen bereits enthalten sind.

Der Speicher kann mit anwendungsbezogenen Vorlagen (Templates) bereitgestellt werden, die voreingestellte Parameter für Dinge wie Anzahl und Größe der Volumes, Redundanz- und Schutzebenen sowie Snapshot-Planung empfehlen. Dadurch lässt sich das System für Workloads von VMware, MongoDB und Kubernetes optimieren. Die Lösung unterstützt jedes Betriebssystem und jeden Hypervisor am Markt. Upgrades erfolgen unterbrechungsfrei.

Vorerst (Stand Juli 2020) läuft Nebulon ON in Amazon Web Services (AWS) und Google Cloud Platform (GCP).

Laut Anbieter bringt diese Lösung ein verbessertes Speichermanagement und soll die Ausgaben für teure Controller-basierte Hardware im Rechenzentrum bis zu 50 Prozent verringern. Anvisierte Kunden sind Unternehmen, die geschäftskritische Anwendungen mit geringen Latenzen lokal betreiben sowie Firmen, die SDS und HCI ausprobiert haben, aber durch SLAs oder Workload-spezifische Restriktionen diese Pläne aufgeben mussten.

Auch große Serverfarmen oder multiple Standorte oder Edge-Lokationen sieht Nebulon als Zielgruppe. Damit sind Cloud Service Provider sowie mittelgroße bis sehr große Unternehmen im Visier des Herstellers.

Nebulon wird zunächst auf einer Pro-Site-Basis ausgeführt, kommende Produktversionen sollen auch Stretched Cluster erlauben.

Vertrieb und Markt

Das Unternehmen vertreibt seine Lösung über OEM-Partner, wobei derzeit HPE und Supermicro sowie ein dritter – nicht genannter Partner – derzeit unter Vertrag stehen. Dieses Ökosystem wird der Hersteller weiter ausbauen. Momentan basiert die Lösung entweder auf ProLiant-Servern (HPE) oder auf Ultra-Geräten (Supermirco).

Obwohl Nebulon eher einen neues Marktsegment eröffnen will, werden Vergleiche mit SAN-Systemen oder HCI-Lösungen nicht ausbleiben. Damit konkurriert die Firma mit Lösungen wie VxRail von Dell EMC oder Nutanix ebenso wie mit SimpliVity HCI (vom Partner HPE), Primera-, 3Par oder Nimble-Arrays.

Sollten Anwender aber tatsächlich die Nebulon-Lösung als eine andere Klasse von Server-SAN ansehen, dann läge hier einiges an Differenzierungspotential für den Hersteller vor. Dafür muss aber dem Anwender die Abgrenzung zu anderen HCI- und SDS-Lösungen klar werden.

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