So funktioniert Volume Gateway (Architektur)

Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die Architektur der Lösung für Volume Gateway.

Volume Gateways

Für Volume Gateways können Sie entweder zwischengespeicherte Volumes oder gespeicherte Volumes verwenden.

Architektur mit zwischengespeicherten Volumes

Mit zwischengespeicherten Volumes können Sie Amazon S3 als primären Datenspeicher verwenden und gleichzeitig regelmäßig verwendete Daten lokal im Storage Gateway aufbewahren. Zwischengespeicherte Volumes minimieren die erforderliche Skalierung Ihrer On-Premises-Speicherinfrastruktur, während Ihre Anwendungen weiterhin mit niedriger Latenz auf häufig aufgerufene Daten zugreifen können. Sie können Speicher-Volumes mit bis zu 32 TB erstellen und sie über Ihre lokalen Anwendungsserver als iSCSI-Geräte anfügen. Ihr Gateway speichert Daten, die Sie auf diese Volumes schreiben, in Amazon S3 und behält kürzlich gelesenen Daten im Cache des lokalen Storage Gateways und im Upload-Pufferspeicher.

Die Größe von zwischengespeicherten Volumes liegt im Bereich von 1 GB bis 32 TB. Der Wert muss auf den nächsten GB-Wert gerundet werden. Jedes für zwischengespeicherte Volumes konfigurierte Gateway kann bis zu 32 Volumes mit einem maximalen Speicher-Volume von insgesamt 1.024 TB (1 PB) unterstützen.

In der Lösung mit zwischengespeicherten Volumes speichert Storage Gateway alle lokalen Anwendungsdaten in einem Speicher-Volume in Amazon S3. In dieser Abbildung finden Sie eine Übersicht über die Bereitstellung von zwischengespeicherten Volumes.

Nachdem Sie die Storage Gateway-Software-Appliance – die VM – auf einem Host in Ihrem Rechenzentrum installiert und aktiviert haben, verwenden Sie die , AWS Management Console um Speicher-Volumes bereitzustellen, die von Amazon S3 unterstützt werden. Sie können Speicher-Volumes auch programmgesteuert mithilfe der Storage Gateway-API oder der AWS SDK-Bibliotheken bereitstellen. Anschließend können Sie diese Speicher-Volumes auf lokalen Anwendungsservern als iSCSI-Geräte mounten.

Sie können auch Datenträger lokal zur VM zuweisen. Diese lokalen Datenträger werden für die folgenden Zwecke verwendet:

• Datenträger zur Verwendung durch das Gateway als Cache-Speicher – Wenn Ihre Anwendungen Daten auf die Speicher-Volumes in schreiben AWS, speichert das Gateway die Daten zunächst auf den On-Premises-Festplatten, die für die Cache-Speicherung verwendet werden. Danach werden die Daten vom Gateway in Amazon S3 hochgeladen. Der Cache-Speicher fungiert wie der dauerhafte On-Premises-Speicher für Daten, die vom Upload-Puffer aus in Amazon S3 hochgeladen werden sollen.

  Dank der Cache-Speicherung kann das Gateway auch die Daten, auf die die Anwendung zuletzt zugegriffen hat, lokal speichern, sodass ein schneller Zugriff möglich ist. Wenn die Anwendung Daten anfordert, überprüft das Gateway zunächst den Cache-Speicher auf Daten, bevor Amazon S3 überprüft wird.

  Verwenden Sie die folgenden Richtlinien, um zu bestimmen, wie viel Speicherplatz für die Cache-Speicherung zugewiesen werden soll. Im Allgemeinen sollten Sie mindestens 20 Prozent der Größe des vorhandenen Dateispeichers als Cache-Speicher zuweisen. Der Cache-Speicher sollte ebenfalls größer als der Upload-Puffer sein. Mithilfe dieser Richtlinie können Sie sicherstellen, dass der Cache-Speicher groß genug ist, um alle Daten, die noch nicht in Amazon S3 hochgeladen wurden, dauerhaft im Upload-Puffer zu speichern.

• Datenträger, die vom Gateway als Upload-Puffer verwendet werden – Als Vorbereitung auf das Hochladen in Amazon S3 speichert das Gateway auch eingehende Daten in einem Staging-Bereich, der als Upload-Puffer bezeichnet wird. Ihr Gateway lädt diese Pufferdaten über eine verschlüsselte SSL-Verbindung (Secure Sockets Layer) zu hoch AWS, wo sie verschlüsselt in Amazon S3 gespeichert werden.

Sie können inkrementelle Sicherungen, sogenannte Snapshots Ihrer Speicher-Volumes, in Amazon S3 durchführen. Diese point-in-time Snapshots werden auch in Amazon S3 als Amazon-EBS-Snapshots gespeichert. Für jeden neuen Snapshot werden nur die Daten gespeichert, die seit dem letzten Snapshot geändert wurden. Wenn der Snapshot erstellt wurde, lädt das Gateway die Änderungen bis zum Snapshot-Punkt hoch und erstellt dann den neuen Snapshot mithilfe von Amazon EBS. Sie können Snapshots nach einem Zeitplan oder zu einem bestimmten Zeitpunkt starten. Ein einzelnes Volume unterstützt das schnelle Aneinanderreihen mehrerer Snapshots in einer Warteschlange, aber jeder Snapshot muss fertig erstellt sein, bevor der nächste erstellt werden kann. Wenn Sie einen Snapshot löschen, werden nur die Daten entfernt, die nicht für andere Snapshots benötigt werden. Weitere Informationen zu Amazon-EBS-Snapshots finden Sie unter Amazon-EBS-Snapshots.

Wenn Sie eine Sicherung Ihrer Daten wiederherstellen müssen, können Sie einen Amazon-EBS-Snapshot auf einem Gateway-Speicher-Volume wiederherstellen. Alternativ können Sie für Snapshots mit einer Größe von bis zu 16 TiB den Snapshot als Ausgangspunkt für ein neues Amazon-EBS-Volume verwenden. Sie können dann das neue Amazon-EBS-Volume an eine Amazon-EC2-Instance anfügen.

Alle Gateway- und Snapshot-Daten für zwischengespeicherte Volumes werden in Amazon S3 gespeichert und mit serverseitiger Verschlüsselung (SSE) verschlüsselt. Sie können jedoch nicht über die Amazon S3 API oder mit anderen Tools wie der Amazon-S3-Managementkonsole auf diese Daten zugreifen.

Architektur mit Stored Volumes

Durch die Verwendung von gespeicherten Volumes können Sie Ihre primären Daten lokal speichern und diese Daten gleichzeitig asynchron in sichern AWS. Gespeicherte Volumes bieten Ihren On-Premises-Anwendungen Zugriff mit niedriger Latenz auf ihre gesamten Datensätze. Zugleich ermöglichen sie zuverlässige, externe Sicherungen. Sie können Speicher-Volumes erstellen und diese als iSCSI-Geräte von lokalen Anwendungsservern mounten. Daten, die auf die Stored Volumes geschrieben werden, werden auf lokaler Speicherhardware gespeichert. Diese Daten werden asynchron als Amazon-Elastic-Block-Store (Amazon-EBS)-Snapshots auf Amazon S3 gesichert.

Die Größe von Stored Volumes liegt im Bereich von 1 GB bis 16 TB. Der Wert muss auf den nächsten GB-Wert gerundet werden. Jedes für Stored Volumes konfigurierte Gateway kann bis zu 32 Volumes mit einem maximalen Volume-Speicher von insgesamt 512 TB (0,5 PB) unterstützen.

Mit Stored Volumes bleibt der Volume-Speicher lokal im Rechenzentrum. Das heißt, dass Sie alle Anwendungsdaten auf der lokalen Speicherhardware speichern. Anschließend lädt das Gateway Daten mithilfe von Funktionen für die Datensicherheit in Amazon Web Services Cloud hoch, um eine kostengünstige Datensicherung und schnelle Notfallwiederherstellung sicherzustellen. Diese Lösung ist ideal, wenn Sie Daten lokal speichern möchten, weil Sie Zugriff mit geringer Latenz auf alle Ihre Daten benötigen, und wenn Sie Sicherungen in AWS durchführen möchten.

In dieser Abbildung finden Sie eine Übersicht über die Bereitstellung von Stored Volumes.

Nachdem Sie die Software-Appliance für Storage Gateway – die VM – auf einem Host in Ihrem Rechenzentrum installiert und aktiviert haben, können Sie Gateway-Speicher-Volumes erstellen. Sie können sie Direct Attached Storage (DAS)- oder Storage Area Network (SAN)-Festplatten zuweisen. Dabei können sowohl mit einem neuen Datenträger beginnen oder Datenträger verwenden, auf denen bereits Daten gespeichert sind. Sie können diese Speicher-Volumes auf lokalen Anwendungsservern als iSCSI-Geräte mounten. Wenn Ihre lokalen Anwendungen Daten auf ein Gateway-Speicher-Volume schreiben oder aus dem Speicher-Volume des Gateways lesen, werden diese Daten auf den den Volumes zugeordneten Datenträgern gespeichert und abgerufen.

Als Vorbereitung auf das Hochladen in Amazon S3 speichert das Gateway auch eingehende Daten in einem Staging-Bereich, der als Upload-Puffer bezeichnet wird. Als Arbeitsspeicher können Sie lokale DAS- oder SAN-Datenträger verwenden. Ihr Gateway lädt Daten aus dem Upload-Puffer über eine verschlüsselte Secure Sockets Layer (SSL)-Verbindung in den Storage-Gateway-Service hoch, der in der Amazon Web Services Cloud ausgeführt wird. Anschließend speichert der Service die verschlüsselten Daten in Amazon S3.

Sie können inkrementelle Sicherungen, sogenannte Snapshots, der Speicher-Volumes durchführen. Das Gateway speichert diese Snapshots in Amazon S3 als Amazon-EBS-Snapshots. Für jeden neuen Snapshot werden nur die Daten gespeichert, die seit dem letzten Snapshot geändert wurden. Wenn der Snapshot erstellt wurde, lädt das Gateway die Änderungen bis zum Snapshot-Punkt hoch und erstellt dann den neuen Snapshot mithilfe von Amazon EBS. Sie können Snapshots nach einem Zeitplan oder zu einem bestimmten Zeitpunkt starten. Ein einzelnes Volume unterstützt das schnelle Aneinanderreihen mehrerer Snapshots in einer Warteschlange, aber jeder Snapshot muss fertig erstellt sein, bevor der nächste erstellt werden kann. Wenn Sie einen Snapshot löschen, werden nur die Daten entfernt, die nicht für einen anderen Snapshot benötigt werden.

Wenn Sie eine Sicherung Ihrer Daten wiederherstellen müssen, können Sie einen Amazon-EBS-Snapshot auf einem lokalen Gateway-Speicher-Volume wiederherstellen. Außerdem können Sie den Snapshot als Ausgangspunkt für ein neues Amazon-EBS-Volume verwenden, das Sie anschließend an eine Amazon-EC2-Instance anfügen können.