Tintri VMstore - so schnell wie Flash, so günstig wie Disk

Die Speicherwelt erlebt gerade wieder einen Umbruch: Innovative Ansätze bei Back-end-Storage-Arrays werden durch immer günstigere Flash-Bausteine und eine immer weitere Verbreitung der Virtualisierung befeuert. Zu den neuen Storage-Unternehmen an vorderster Front dieser Revolution gehört Tintri, dessen Gründer von VMware und Data Domain stammen. Tintris "VMstore"-Appliances kombinieren Flash, Disk, Inline-Deduplizierung und andere Softwarefeinheiten zu einem leistungsstarken und kostengünstigen Speicher speziell für virtuelle Maschinen.

Ich habe Tintris VMstore in einer VMware-Umgebung getestet. Tintri OS 3.0 und 3.1 (herausgekommen im August beziehungsweise November) unterstützt aber auch Red Hat Enterprise Virtualization und Microsoft Windows Hyper-V. Zusätzlich verfügt die Version 3.1 durch eine enge Verknüpfung mit dem VMware Site Recovery Manager über Disaster Recovery-Funktionen und bietet Verschlüsselung für inaktive Daten sowie die Unterstützung von PowerShell-Scripting.

Die zwei Tintri-Funktionen ReplicateVM und CloneVM bieten Features, wie wir sie aus der VMware-Welt kennen. (ReplicateVM sichert einzelne oder alle virtuellen Maschinen durch die Replikation auf eine zweite Vmstore, ist aber nicht Bestandteil des Basisproduktes und muss unter einer gesonderten Lizenz geordert werden.) Sie nutzen die Tintri-Architektur, um Replikation und Cloning mit höchster Effizienz auszuführen. Mit CloneVM können Clones auf der Ebene der virtuellen Maschine auf Basis aktueller oder älterer Snapshots erstellt werden, auch von entfernten Standorten aus. In ähnlicher Weise funktioniert SnapVM, das bis zu 128 Snapshots pro VM beziehungsweise tausende Snapshots pro Datenspeicher erstellen kann. Der Snapshot kann aus dem Hypervisor erzeugt werden, bei VMware geschieht dies über die VMware APIs for Array Integration (VAAI).

Die Tintri-Architektur

Das Tintri-Design legt seinen Schwerpunkt mehr auf die virtuelle Maschine (VM) als auf Volumes oder LUNs (Logical Unit Numbers). Management-Funktionen werden direkt auf virtuellen Disks ausgeführt, das Monitoring passiert derweil auf der Ebene der VM. Dadurch lässt sich ein VMstore bemerkenswert einfach installieren und verwalten. Eine andere wesentliche Komponente ist das patentierte Design "Flash First", durch das praktisch alle Daten in den schnellen Flash-Speicher wandern und möglichst dort vorgehalten werden.

Auf höchster Ebene ist ein Protokoll-Manager installiert, der den gesamten Input/Output (I/O) des VMstore auf VM- und vDisk-Basis überwacht. Diese Informationen werden dazu genutzt, die Quality of Service der verschiedenen VMs zu gewährleisten. So können unterschiedlich leistungshungrige Workloads im selben Datenspeicher laufen - bei ausreichender Performance für alle. Tintri OS offeriert einige Erweiterungen, etwa um einer VM einen privilegierten Zugang zu einer VMware Swap Disk zu geben, sobald die Grenzen des virtuellen Speichers erreicht sind.

Tintri setzt auf kostengünstige MLC-Flash-Chips, um den besten Preis pro Gigabyte zu erzielen. Das setzt einen sehr robusten Schreibalgorithmus voraus, um typische Flash-inherente Probleme zu umgehen (die im Falle von MLC-Speicherzellen viel prägnanter sind als bei SLCs). Andere Flash-spezifische Verbesserungen sind etwa effizientes Wear Leveling und Garbage Collection, damit das Gleichgewicht zwischen verfügbarem Speicherplatz und den Lese-, Schreib- und Löschzyklen aufrecht erhalten werden kann. Alle Daten auf dem Flash werden inline komprimiert und dedupliziert, bevor sie auf die Festplatte wandern.