Definition

Hyperkonvergenter Speicher (Hyper-converged Storage)

Mitarbeiter: Brien Posey; Rodney Brown; Sarah Wilson

Hyperkonvergenter Speicher ist ein softwaredefinierter Ansatz zur Speicherverwaltung, der Speicher-, Rechen-, Virtualisierungs- und manchmal auch Netzwerktechnologien in einer physischen Einheit kombiniert, die als ein einziges System verwaltet wird.

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Hyperkonvergente Technologien bieten eine größere Kontrolle über die Speicherbereitstellung in einer virtuellen Serverumgebung. Neben der Bereitstellung von Single-Pane-of-Glass-Management-Funktionen für Administratorenkönnen hyperkonvergente Speicherknoten verbunden und horizontal skaliert (scale-out) werden. Auf diese Weise können Administratoren eine verteilte Speicherinfrastruktur erstellen, in der Direct Attached Storage (DAS)-Komponenten von jedem physischen Server zu einem logischen Pool von Festplattenkapazität kombiniert werden.

Hyperkonvergenter Speicher ist eine Art softwaredefinierter Speicher (Software-defined Storage, SDS), da jeder Knoten über eine Softwareschicht verfügt, auf der Virtualisierungssoftware ausgeführt wird, die mit allen anderen Knoten im Cluster identisch ist. Diese Softwareschicht virtualisiert die Ressourcen in den einzelnen Knoten und teilt sie mit den anderen Knoten im Cluster. Dies ermöglicht es Administratoren, Ressourcen als einen einzigen Speicher- oder Compute-Pool zu verwenden.

Hyperkonvergenter Speicher vs. konvergenter Speicher

In einem hyperkonvergenten Speicherinfrastruktursystem ist jede physische Box oder Appliance ein Knoten in einem größeren Cluster gemeinsam genutzter Ressourcen, einschließlich des Speichers. Der an den Knoten angeschlossene Speicher wird mit dem gesamten Speicherpool für das gesamte Cluster gemeinsam genutzt, und die Speicher-Controller-Funktion ist in die einzelnen Knoten integriert.

Abbildung 1: Die wichtigsten Funktionen von hyperkonvergentem Speicher im Überblick.
Abbildung 1: Die wichtigsten Funktionen von hyperkonvergentem Speicher im Überblick.

In konvergenten Infrastruktursystemen, die manchmal auch einfach als konvergente Systeme bezeichnet werden, werden die Rechen-, Netzwerk- und Speicherressourcen in einem physischen Server oder einer Anwendung kombiniert, aber der Speicher ist direkt angeschlossen und nur für diese physische Box verfügbar.

Die Vor- und Nachteile von hyperkonvergentem Speicher

Einer der Hauptvorteile des Einsatzes einer hyperkonvergenten Infrastruktur (HCI) besteht darin, dass der Virtualisierungsaspekt die Verwendung kommerzieller Standard-Hardware auf der Basis preiswerter x86-Prozessoren zur Zusammenstellung der einzelnen Knoten ermöglicht. Das bedeutet, dass HCI-Geräte kostengünstiger sein können, wenn IT-Administratoren ihre eigenen bauen, und dass Anbieter für die Komponenten einer kompletten Appliance weniger bezahlen können.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass einem Cluster weitere Knoten hinzugefügt werden können, um eine einfache Anwendung von Scale-Out-Speicher zu ermöglichen.

Abbildung 2: Mit hyperkonvergentem Speicher können Administratoren auf unterschiedliche Weise skalieren.
Abbildung 2: Mit hyperkonvergentem Speicher können Administratoren auf unterschiedliche Weise skalieren.

Ein potenzieller Nachteil ist, dass Basis-HCI-Knoten sowohl Speicher- als auch Rechenleistung umfassen, so dass ein Benutzer Rechenleistung hinzufügen muss, selbst wenn er nur mehr Kapazität benötigt, oder umgekehrt. Viele HCI-Plattformen verfügen jetzt jedoch über speicher- oder rechenzentrierte Knoten, um dieses Problem zu beheben.

Zu den Vorteilen der hyperkonvergenten Speichers gehören:

  • Appliances können aus handelsüblicher Hardware erstellt werden.
  • Hardware-Anbieter bieten schlüsselfertige Geräte an.
  • Hyperkonvergente Implementierungen können durch die Installation zusätzlicher Knoten einfach skaliert werden.

Zu den Nachteilen der hyperkonvergenten Speicher gehören:

  • Konventionelle hyperkonvergente Appliances bestehen aus eng integrierter Hardware, so dass es unmöglich ist, Berechnungen oder Speicher unabhängig voneinander zu aktualisieren.
  • Einige Anbieter erlauben die Skalierung von Implementierungen nur durch Hinzufügen von Knoten. Ein Scale-Up- die Aufrüstung der Komponenten innerhalb eines Knotens zur Erhöhung der Datenspeicherkapazität - wird möglicherweise nicht unterstützt.
  • Einige hyperkonvergente Systeme erlauben keine Konnektivität zu externen Speicher-Arrays oder zu einem Storage Area Network (SAN).

Anwendungsfälle für hyperkonvergenten Speicher

Hyperkonvergenter Speicher kann als Allzweck-Datenspeicherumgebung verwendet werden. Dennoch gibt es bestimmte Anwendungsfälle, für die sich hyperkonvergente Systeme besonders gut eignen. Einige der beliebteren Anwendungsfälle sind:

Anbieter und Produkte hyperkonvergenten Speichers

Hyperkonvergente Speichersysteme können als Appliances, die sowohl die Hardware als auch die Software bereitstellen, oder als reine Softwareprodukte geliefert werden. Zu den ersten Akteuren und Produkten auf dem Markt für hyperkonvergente Speichersysteme gehörten die Nutanix Virtual Computing Platform und SimpliVity OmniCube. Andere hyperkonvergente Speicheranbieter und -produkte umfassen die Maxta Storage Platform von Maxta, Nimboxx Atomic Unit-Hardware, Pivot3 vSTAC, Scale Computing HC3 und VMware Virtual SAN (vSAN).

Die hyperkonvergente Plattform Dell EMC VxRail kombiniert Dell PowerEdge-Server mit der VMware vSAN HCI-Software, die Teil der EMC-Übernahme im Jahr 2016 war. Die HCI-Appliances der Dell EMC XC-Serie verwenden Nutanix-Software über einen OEM-Vertrag zusammen mit PowerEdge-Servern.

HPE hat den Hyperkonvergenz-Pionier SimpliVity im Januar 2017 übernommen und verkauft SimpliVity-Software auf HPE ProLiant-Servern.

Die Cisco HyperFlex HCI-Appliance besteht aus Unified Computing System (UCS)-Hardware und HCI-Software von Springpath Inc., die Cisco im August 2017 übernommen hat.

Lenovo vertreibt auch mehrere hyperkonvergente Plattformen und arbeitet bei der Software mit Nutanix, VMware und anderen zusammen.

Diese Definition wurde zuletzt im September 2020 aktualisiert

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