So verändert vSAN die Datenbankleistung in virtualisierten Umgebungen

vSAN ist eine Speichertechnologie, die Daten über mehrere Knoten verteilt, um Leistung, Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit in virtualisierten VMware-Umgebungen zu verbessern. Da die Datenbankleistung stark von Latenz und Durchsatz abhängt, verhält sich ein Datenbankserver auf verteiltem vSAN-Speicher anders als auf lokalem Speicher und muss entsprechend feinjustiert werden.

Dieser Leitfaden erklärt, welche Faktoren Sie berücksichtigen sollten, wenn Sie vSAN für Datenbank-Hosts einsetzen.

Was ist vSAN und wie funktioniert es?

VMware vSAN ist ein Produkt, das den Speicher mehrerer ESXi-Hosts in einem softwaredefinierten, verteilten Pool zusammenfasst. Damit entfallen teure und komplexe hardwarebasierte SANs (Storage Area Networks).

Besonders verbreitet ist vSAN in hyperkonvergenten Infrastrukturen (HCI), die Rechenleistung und Speicher in softwaredefinierten, verteilten Systemen zusammenführen. Wird zusätzliche Rechenleistung oder Speicherkapazität benötigt, lassen sich einfach weitere Knoten hinzufügen, statt einzelne Komponenten neu bereitstellen zu müssen. Die virtuelle Infrastruktur, die diese gebündelten Ressourcen nutzt, wird über Richtlinien definiert. So entsteht ein modularer Infrastrukturansatz, der äußerst ausfallsicher und skalierbar ist und die Flexibilität von Cloud-Plattformen bietet, bei denen Sie Komponenten nach Bedarf hoch- und wieder herunterfahren.

Traditionell kombinierten vSAN-Knoten SSDs (für Caching und Pufferung) mit klassischen rotierenden Festplatten (für Langzeitspeicherung und Redundanz). Inzwischen werden jedoch immer häufiger reine SSD-Systeme eingesetzt.

So verändert vSAN das Speicherverhalten

Neben der zugrunde liegenden Speicher-Hardware hängt die Leistung des verteilten Speicherpools von vSAN stark von der Netzwerkleistung und deren Konfiguration ab.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist das Verhalten Ihrer Datenbank. Die Datenbankleistung richtet sich danach, wie schnell Daten gelesen und geschrieben werden können, und Systeme lassen sich sowohl auf Lese-/Schreibleistung als auch auf Ausfallsicherheit optimieren.

Auswirkungen auf Latenz und Durchsatz der Datenbank

Der wichtigste Faktor sind Latenz und Durchsatz, also wie schnell und wie viele Daten Ihre Netzwerkinfrastruktur zwischen den Hosts im Speicherpool bewegen kann. Vorausgesetzt, Sie haben die Leistung der physischen Medien und Netzwerkverbindungen in Ihrem Speicherpool berücksichtigt, bestimmen die von Ihnen erstellten Speicherrichtlinien und das Verhalten Ihres Workloads die Leistung.

vSAN-Knoten, die sich im selben Rack befinden und über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk verbunden sind, erreichen beispielsweise niedrige Latenzen und einen höheren Durchsatz, weil sich die Last in Umgebungen mit viel Traffic auf mehrere Knoten verteilt. Mit denselben virtuellen Ressourcen könnten Sie Ihr vSAN aber auch so umkonfigurieren, dass Ausfallsicherheit und Fehlertoleranz im Vordergrund stehen und wichtige Daten durch mehrere Kopien geschützt werden (zu beachten: Das ist nicht dasselbe wie eine Datenbankreplikation).

Die Rolle von Speicherrichtlinien für die Leistung

Speicherrichtlinien legen fest, wie sich vSAN in seiner virtualisierten Umgebung verhält. Sie bestimmen damit das Speicherverhalten, von der Anzahl der Kopien bis hin zu Leistungsparametern wie der Anzahl der Disk-Stripes pro Objekt. Wie genau Sie diese konfigurieren, wirkt sich auf die Lese- und Schreibgeschwindigkeit, den Ressourcenverbrauch und die effiziente Nutzung des Speichervolumens aus.

Ihre Datenbank und die Prioritäten Ihres Anwendungsfalls

Was „Effizienz“ bedeutet und ob Leistung oder Fehlertoleranz Vorrang hat, hängt von Ihrem Anwendungsfall und dem Verhalten Ihrer Datenbank ab. Einer der größten Vorteile von vSAN besteht darin, dass Sie die Speicherkonfiguration feinjustieren können, ohne die Hardware ändern zu müssen.

Bei der Feinabstimmung von Leistung und Ausfallsicherheit Ihrer Datenbank können Sie Tools wie SQL Server Distributed Replay nutzen, um verschiedene vSAN-Speicherrichtlinien zu benchmarken und diejenige zu finden, die für Sie am besten funktioniert.

So verbessert verteilter Speicher die Skalierbarkeit

vSAN bietet nicht nur hohen Durchsatz und eine hohe Flexibilität, sondern ist auch skalierbar: Wird mehr Kapazität benötigt, fügen Sie einfach weitere Knoten mit dem zusätzlich erforderlichen Speicher hinzu, und dieser wird in den Pool aufgenommen. vSAN kann die Kapazität optimieren und, je nach Konfiguration, Daten deduplizieren, komprimieren und per Erasure Coding schützen.

In wachsenden Umgebungen ist das kosteneffizient: Der Speicher wird effektiv genutzt, und Sie können entweder durch Parallelität die Leistung in den Vordergrund stellen oder durch die transparente Ablage der Daten auf getrennten physischen Geräten die Ausfallsicherheit und den Datenschutz.

Herausforderungen beim Betrieb von Datenbanken auf vSAN

vSAN löst zwar viele Probleme klassischer SAN-Installationen, bringt aber auch Herausforderungen mit sich: Es setzt stark auf eine anfängliche Investition in schnelle Netzwerkinfrastruktur und Server. In Unternehmensszenarien wird das jedoch dadurch ausgeglichen, dass sich das bestehende System später durch neue Knoten skalieren lässt.

Auch die Konfigurationskomplexität kann zu Problemen führen, wenn Techniker:innen mit vSAN-Richtlinien nicht vertraut sind. Fehlkonfigurationen können Leistung oder Datenschutz beeinträchtigen. Wichtig ist zum Beispiel zu wissen, wo die theoretische Maximalleistung Ihres vSAN-Systems liegt, um beurteilen zu können, ob tatsächlich das vSAN der Flaschenhals ist oder doch Latenz, Überlastung oder Schwächen im Datenbankdesign.

Ebenso müssen Sie die zentralen Metriken und Erfolgskriterien Ihrer Datenbank kennen. Leistungsfähiger Speicher ist in der Regel keine gute Dauerlösung für eine schlecht optimierte Datenbank (oder für Abfragen im zugreifenden Code).

Beachten Sie außerdem: Entfernte vSAN-Knoten im selben Pool ersetzen keine ordentlichen Backups. Ein Stretched vSAN kann als Teil einer umfassenderen Strategie aber die Verfügbarkeit verbessern.

Überwachung und Schutz von VMware ESXi, vSAN-Infrastruktur und den darauf liegenden Daten

NinjaOne bietet eine umfassende IT-Management-Plattform, einschließlich Tools zur Überwachung und Verwaltung von VMware-ESXi-Hosts und vSAN-Infrastruktur. NinjaOne kann außerdem die Leistung von SQL-Servern in Echtzeit überwachen und liefert Ihnen damit alles, was Sie zur Überwachung von Datenbank- und vSAN-Performance sowie deren Zustand brauchen.

Auch Backups sind abgedeckt: Sie können Datenbank-Hosts aus der Ferne lokal oder in der Cloud sichern.