Google Cloud NetApp Volumes-Funktionen

Auf dieser Seite finden Sie eine Übersicht über die Features und Funktionen von Google Cloud NetApp Volumes.

Network Attached Storage

NetApp Volumes stellt Dateisysteme oder Volumes für Network Attached Storage-Clients (NAS) bereit. NAS-Clients sind in der Regel virtuelle Maschinen (VMs), auf denen Windows- oder Linux-Betriebssysteme mit den Branchenstandardprotokollen Network File System (NFS) und Server Message Block (SMB) ausgeführt werden.

Client-Server-Modell

Sowohl NFS als auch SMB verwenden ein Client-Server-Modell, bei dem ein Client Anfragen an einen Server sendet, um Aktionen im Dateisystem auszuführen. Der Server führt Vorgänge wie das Erstellen oder Löschen von Dateien oder Ordnern, das Ändern von Dateien sowie das Durchsuchen und Lesen von Dateien aus.

Dateisysteme sind in Volumes eingebettet, die von vielen Clients gemeinsam genutzt werden können. In der Regel enthalten Windows-, Linux- und UNIX-Betriebssysteme integrierte SMB- und NFS-Clientsoftware.

Zugriffsberechtigungen

Alle Dateisystemobjekte müssen einen Inhaber haben. Sie können aber anderen Nutzern und Gruppen Zugriffsberechtigungen für Objekte gewähren.

Bei NFS gibt die Inhaberschaft Nutzer-IDs und Gruppen-IDs an, die standardmäßige Nutzer- und Gruppenberechtigungen im UNIX-Stil verwenden. NFSv4.1 kann Nutzer-IDs und Gruppen-IDs oder Sicherheitsprinzipale verwenden. Wenn Sie NFSv4.1 mit Kerberos verwenden, ersetzt die Verwendung von Kerberos-Prinzipale den Zugriff über die Nutzer-ID, wodurch Nutzeridentitäten authentifiziert werden. Neben den Standardberechtigungen von UNIX bietet NFSv4.1 auch NFSv4.1-Zugriffskontrolllisten als alternative Methode zur Zugriffsverwaltung.

Bei SMB geben Windows-Sicherheits-IDs die Inhaberschaft an und verwenden Zugriffskontrolllisten im NTFS-Stil, um den Zugriff auf Objekte zu verwalten.

Blockspeicher

Mit dem Service-Level „Flex Unified“ von NetApp Volumes können Sie Blockspeicher mit den Protokollen iSCSI und NVMe/TCP bereitstellen. Mit Blockspeicher können Sie Arbeitslasten ausführen, die direkten Laufwerkszugriff erfordern, z. B. Datenbanken, während die Nutzer weiterhin von einer vollständig verwalteten Umgebung profitieren. Die Integration von Blockspeicher mit den Protokollen iSCSI und NVMe/TCP erhöht die Flexibilität bei der Bereitstellung und erweitert die Palette der Anwendungen, die Sie auf Google Cloudhosten können.

NetApp Volumes stellt Hosts blockorientierte Geräte über ein TCP/IP-Netzwerk mit den Branchenstandardprotokollen iSCSI und NVMe/TCP zur Verfügung. Mit iSCSI können VMs, die unter Windows und Linux ausgeführt werden, auf NetApp Volumes als lokal angehängte Laufwerke zugreifen, obwohl sich der physische Speicher an einem anderen Standort befindet. Sie können NVMe/TCP nur mit Linux-Servern verwenden.

Initiator-Ziel-Modell

iSCSI verwendet ein Initiator-Ziel-Modell. Der Client, der als iSCSI-Initiator bezeichnet wird, sendet SCSI-Befehle über IP-Netzwerke an das Speichersystem, das als iSCSI-Ziel fungiert. Das Ziel empfängt diese Befehle und führt Vorgänge auf Blockebene aus, z. B. das Lesen und Schreiben von Daten, das Formatieren von Laufwerken und das Verwalten von Partitionen.

NetApp Volumes werden Initiatoren als blockorientierte Geräte in Form von iSCSI-Logical Unit Numbers (LUNs) präsentiert. Jede LUN wird dem Client als unformatiertes Laufwerk angezeigt, sodass das Betriebssystem eigene Dateisysteme wie NTFS, ext4 oder XFS erstellen und verwalten kann. Die meisten Windows- und Linux-Betriebssysteme haben integrierte iSCSI-Initiatorsoftware, die die Verbindung zu iSCSI-Zielen vereinfacht.

NVMe/TCP verwendet ein Initiator-Ziel-Modell, das im Rahmen des umfassenderen Host-Subsystem-Architekturmodells für NVMe over Fabrics (NVMe-oF) funktioniert, um über IP-Netzwerke auf Blockspeicher zuzugreifen. Der Client fungiert als NVMe-Host und kommuniziert mit dem Speichersystem, das ein oder mehrere NVMe-Subsysteme bereitstellt, indem er das NVMe-Protokoll über TCP verwendet. Das Speichersystem präsentiert NVMe-Blockspeicher als NVMe-Namespaces für Linux-Clients.

Weitere Informationen zum Erstellen und Verwalten von Hostgruppen finden Sie unter Hostgruppen.

Speicherpools

Speicherpools bieten Kapazität für Volumes. Sie können die Kapazität eines Pools auf die Volumes in diesem Pool aufteilen. Logische Kapazität bezieht sich auf die Kapazität, die Sie für Volumes im Speicherpool bereitstellen. Dazu gehören Nutzerdaten (Dateien und LUNs), Snapshots und Metadaten.

Alle Volumes in einem Speicherpool haben die folgenden Informationen gemeinsam:

  • Standort

  • Service-Level

  • VPC-Netzwerk (Virtual Private Cloud)

  • Active Directory-Richtlinie

  • LDAP-Verwendung für NFS-Volumes, falls zutreffend

  • Richtlinie für kundenverwaltete Verschlüsselungsschlüssel (CMEK)

  • Zonale oder regionale Poolverfügbarkeit

  • Funktion für automatisches Tiering

Speicherpools bieten auch Leistungsfunktionen für Volumes:

  • Volumes in Speicherpools für die Service-Levels „Standard“, „Premium“ und „Extrem“ bieten einen Durchsatz von 16, 64 bzw. 128 MiB/s pro TiB bereitgestellter Volume-Kapazität.

  • Volumes in Speicherpools für das Standard-Service-Level „Flex File“ teilen sich die Leistung des Pools, die 16 MiB/s pro TiB bereitgestellter Poolkapazität beträgt.

  • Volumes in Speicherpools für die Service-Levels „Flex Unified“ oder „Flex File“ mit benutzerdefinierter Leistung teilen sich die Leistung des Pools. Sie können die Leistung des Pools unabhängig von der Kapazität konfigurieren.

Abrechnung

Ihnen wird die logische Kapazität in Rechnung gestellt, die Sie einem Speicherpool zuweisen, und nicht der tatsächliche physische Speicherplatz oder die individuelle Volume-Nutzung. Die Abrechnung hängt vom Standort, Service-Level und der insgesamt zugewiesenen Größe des Pools ab, unabhängig davon, wie viel Kapazität die Volumes physisch verbrauchen.

Weitere Informationen zur Abrechnung finden Sie unter NetApp Volumes – Preise.

Wenn Sie das automatische Tiering für einen Speicherpool aktivieren, hängt die Abrechnung vom Service-Level des Pools ab. Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Abschnitten:

Speicherpools vom Typ „Flex Unified“ mit automatischem Tiering

Bei Speicherpools vom Typ „Flex Unified“ mit aktiviertem automatischem Tiering werden selten genutzte Daten automatisch in einen kostengünstigeren Speicher verschoben. Kapazität und Abrechnung für diese Pools hängen von den folgenden Werten ab:

  • Größe der Hot-Tier-Speicherstufe: Die für aktive Daten zugewiesene Kapazität, die zum Preis der Hot-Tier-Speicherstufe abgerechnet wird.

  • Poolgröße: Die Gesamtkapazität des Pools, die sowohl die Größe der Hot- Tier-Speicherstufe als auch die tatsächliche Nutzung der Cold-Tier-Speicherstufe umfasst.

Mit diesem Abrechnungsmodell können Sie die Kosten basierend auf Ihrer Arbeitslast optimieren:

  • Ihnen wird die gesamte zugewiesene Größe der Hot-Tier-Speicherstufe zum Preis von „Flex Unified“ in Rechnung gestellt.

  • Ihnen wird nur die tatsächliche Nutzung der Cold-Tier-Speicherstufe in Rechnung gestellt.

  • Ihnen wird keine ungenutzte Poolkapazität in Rechnung gestellt.

Angenommen, Sie erstellen einen Pool mit 12 TiB, von denen 1 TiB der Hot-Tier-Speicherstufe zugewiesen sind, und schreiben im Laufe der Zeit 5 TiB Daten in den Pool. Nachdem 4,5 TiB an selten genutzten Daten in die Cold-Tier-Speicherstufe verschoben wurden, verbleiben 0,5 TiB in der Hot-Tier-Speicherstufe. In diesem Szenario erfolgt die Abrechnung so:

  • Hot-Tier-Speicherstufe: Ihnen wird die gesamte Zuweisung von 1 TiB für die Hot-Tier-Speicherstufe zum Preis von „Flex Unified“ in Rechnung gestellt, obwohl sich nur 0,5 TiB in der Hot-Tier-Speicherstufe befinden.

  • Cold-Tier-Speicherstufe: Ihnen werden die 4,5 TiB in Rechnung gestellt, die in der Cold-Tier-Speicherstufe gespeichert sind, sowie alle anfallenden Betriebskosten für Netzwerkoperationen für das Verschieben der Daten.

  • Nicht verwendete Kapazität: Ihnen werden die verbleibenden 6,5 TiB ungenutzter Poolkapazität nicht in Rechnung gestellt.

Speicherpools vom Typ „Premium“ und „Extrem“ mit automatischem Tiering

Bei Speicherpools vom Typ „Premium“ und „Extrem“ mit aktiviertem automatischem Tiering werden selten genutzte Daten automatisch in einen kostengünstigeren Speicher verschoben. Kapazität und Abrechnung für diese Pools hängen von den folgenden Werten ab:

  • Poolgröße: Die insgesamt zugewiesene Kapazität des Pools.

  • Größe der Cold-Tier-Speicherstufe: Die von Daten im kalten Speicher verwendete Kapazität.

  • Größe der Hot-Tier-Speicherstufe: Die verbleibende Poolkapazität, die automatisch als Poolgröße minus Größe der Cold-Tier-Speicherstufe berechnet wird. Die Hot-Tier-Speicherstufe umfasst sowohl aktive Daten als auch ungenutzte Poolkapazität. Ihnen werden mindestens 2 TiB Hot-Tier-Kapazität für jeden Pool in Rechnung gestellt.

Ihnen wird die gesamte zugewiesene Poolkapazität für die Hot- und Cold-Tier-Speicherstufen in Rechnung gestellt:

  • Ihnen wird die Größe der Hot-Tier-Speicherstufe (aktive Daten und ungenutzte Poolkapazität) zum Preis von „Premium“ oder „Extrem“ in Rechnung gestellt.

  • Ihnen wird die Größe der Cold-Tier-Speicherstufe zum niedrigeren Preis der Cold-Tier-Speicherstufe in Rechnung gestellt.

Angenommen, Sie erstellen einen Pool mit 12 TiB und schreiben 5 TiB Daten in den Pool. Nachdem 4,5 TiB an selten genutzten Daten in die Cold-Tier-Speicherstufe verschoben wurden, verbleiben 0,5 TiB an aktiven Daten und 7 TiB an ungenutzter Kapazität in der Hot-Tier-Speicherstufe. In diesem Szenario erfolgt die Abrechnung so:

  • Hot-Tier-Speicherstufe: Ihnen werden 7,5 TiB Hot-Tier-Kapazität (12 TiB Poolgröße minus 4,5 TiB Größe der Cold-Tier-Speicherstufe) zum Preis von „Premium“ oder „Extrem“ in Rechnung gestellt.

  • Cold-Tier-Speicherstufe: Ihnen werden die 4,5 TiB in Rechnung gestellt, die in der Cold-Tier-Speicherstufe gespeichert sind, zum niedrigeren Preis der Cold-Tier-Speicherstufe sowie alle anfallenden Gebühren für Netzwerkoperationen für das Verschieben der Daten.

„Flex Unified“: Standardmodus im Vergleich zum ONTAP-Modus

Das Service-Level „Flex Unified“ bietet zwei Möglichkeiten zum Bereitstellen von Speicherpools:

  • Standardmodus

  • ONTAP-Modus

Sofern nicht anders angegeben, gelten alle Informationen in dieser Dokumentation für beide Modi.

Standardmodus

  • Der Standardmodus wird vollständig von Google verwaltet. Alle Ressourcen werden über Google Cloud die Console, die Google Cloud CLI und den Google Terraform-Provider verwaltet, die alle über Google APIs funktionieren, ähnlich wie bei den Service-Levels „Standard“, „Premium“ und „Extrem“.

  • Für Nutzer, die eine vereinfachte Verwaltung bevorzugen und möglicherweise nur über begrenzte Speicherkenntnisse verfügen.

  • Basierend auf Google Cloud NetApp ONTAP. Es sind jedoch nur ONTAP-Funktionen verfügbar, die über Google APIs bereitgestellt werden. Sie können nicht auf ONTAP-Funktionen zugreifen oder diese ändern, die von Google APIs nicht unterstützt werden.

ONTAP-Modus

  • Bietet erweiterte Kontrolle über das ONTAP-Speicherbetriebssystem, mit dem Sie die meisten ONTAP-Funktionen und ‑Einstellungen für SVMs, Volumes und Protokolle verwenden können.

  • Für Nutzer mit Erfahrung in der Konfiguration und dem Betrieb von ONTAP-Speichersystemen.

  • Google verwaltet nur Speicherpools, Netzwerke und CMEK. Alle anderen Ressourcen wie Volumes, Protokolle und Snapshots werden über ONTAP-APIs gesteuert.

  • Sie können den Terraform-Provider für Google Cloud verwenden, um den Pool zu verwalten, und den NetApp ONTAP Provider, um Ressourcen im Pool zu verwalten. Weitere Informationen finden Sie unter ONTAP-Modus mit Terraform verwalten.

  • Sie sind für die Überwachung aller Ressourcen außer Speicherpools verantwortlich, z. B. Volumes.

Volumes

Ein Volume ist ein Datei systemcontainer in einem Speicherpool, in dem Anwendungs-, Datenbank- und Nutzer daten gespeichert werden.

Sie können die Kapazität eines Volumes mit der verfügbaren Kapazität im Speicherpool erstellen und die Kapazität ohne Unterbrechung von Prozessen definieren und ändern.

Die Einstellungen für Speicherpools werden automatisch auf die darin enthaltenen Volumes angewendet.

Snapshots und Snapshot-basierte Datenverwaltung

Mit NetApp Volumes können Sie Ihre Datennutzung mithilfe von Snapshot Funktionen verwalten. So können Sie in Sekundenschnelle Snapshots Ihrer Daten erstellen, ohne zusätzlichen Speicherplatz zu benötigen.

NetApp Volumes-Snapshots sind keine separate physische Kopie Ihrer Daten. Stattdessen werden in NetApp Volumes-Snapshots nur die Daten erfasst, die seit dem letzten Snapshot geändert wurden. Wenn Sie alle Ihre Daten überschreiben, können Snapshots erhebliche Volume-Kapazität verbrauchen.

Volume-Replikation

Sie können Ihre Daten durch standortübergreifende Volume-Replikation, bei der ein Quell-Volume an einem Standort asynchron in ein Ziel Volume an einem anderen Standort repliziert wird, schützen. Mit dieser Funktion können Sie das andere Volume bei einem standortweiten Ausfall oder Notfall für kritische Anwendungsaktivitäten verwenden.

Bei der ersten Übertragung werden bei der Volume-Replikation nur verwendete Datenblöcke verschoben. Bei nachfolgenden inkrementellen Übertragungen werden nur geänderte Blöcke übertragen. Es fallen nur Gebühren für die übertragenen Byte an, wodurch die Übertragungszeiten optimiert und die Kosten gesenkt werden.

Sicherungen

Eine Sicherung ist eine Kopie eines Volumes, die unabhängig vom Volume in einem Backup Vault gespeichert wird. Wenn ein Volume nicht verfügbar ist oder gelöscht wurde, können Sie mit Sicherungen Ihre Daten auf einem neuen Volume wiederherstellen. NetApp Volumes unterstützt manuelle und geplante Volume-Sicherungen.

Die erste Sicherung eines Volumes enthält alle Daten des Volumes. Bei nachfolgenden Sicherungen werden nur inkrementelle Änderungen erfasst, was schnelle inkrementelle Sicherungen ermöglicht und die erforderliche Kapazität im Backup Vault reduziert.

Integration in Active Directory

Dateifreigabeprotokolle wie SMB (CIFS), NFSv3 mit erweiterten Gruppen und NFSv4.1 verwenden externe Verzeichnisdienste, um Nutzeridentitätsinformationen mithilfe von Sicherheitsprinzipale bereitzustellen. NetApp Volumes verwendet Active Directory für Verzeichnisdienste. Active Directory bietet Dienste wie LDAP-Server zum Suchen der folgenden Objekte:

  • Nutzer

  • Gruppen

  • Maschinenkonten

  • DNS-Server (für die Hostnamenauflösung)

  • Kerberos-Server (für Authentifizierungszwecke)

Datenverschlüsselung

NetApp Volumes verschlüsselt Ihre ruhenden Daten immer mit Volume-spezifischen Schlüsseln.

Bei kundenverwalteten Verschlüsselungsschlüsseln (CMEK) werden Volume-spezifische Schlüssel mit Ihren Schlüsseln verschlüsselt, die in Cloud Key Management Service gespeichert sind. Mit dieser Funktion haben Sie mehr Kontrolle über die verwendeten Verschlüsselungsschlüssel und fügen eine zusätzliche Sicherheitsebene hinzu, indem Sie die Schlüssel auf einem System oder an einem Standort speichern, der sich von den Daten unterscheidet. NetApp Volumes unterstützt Cloud Key Management Service-Funktionen wie Hardware-Sicherheitsmodule, Verschlüsselungsschlüsselverwaltung und den vollständigen Lebenszyklus der Schlüsselverwaltung (Generieren, Verwenden, Rotieren und Zerstören).

Automatisches Tiering

Nutzer mit großen Mengen an inaktiven Daten können ihre Gesamtspeicherkosten durch automatisches Tiering senken. Beim automatischen Tiering werden inaktive Daten in eine kostengünstigere Speicherstufe verschoben. Dieser Vorgang ist für NFS- und SMB-Clients transparent und die Nutzer haben vollständigen Einblick in die Daten und Zugriff darauf. Der Zugriff auf selten genutzte Daten ist langsamer als der Zugriff auf aktive Daten. Weitere Informationen finden Sie unter Automatisches Tiering verwalten.

SnapMirror

SnapMirror kopiert Daten von einem primären Quell-Volume in ein sekundäres Ziel-Volume. Das Ziel kann sich am selben Standort oder an einem Remote-Standort befinden. Diese Kopie wird für die Sicherung und Notfallwiederherstellung verwendet, um Daten wiederherzustellen, wenn das primäre System nicht verfügbar ist.

SnapMirror unterstützt die asynchrone Replikation zwischen einem ONTAP-basierten Quellsystem und NetApp Volumes-Ziel-Volumes. Volumes in Speicherpools vom Typ „Flex Unified“ können auch als Quell-Volumes dienen. Synchrones SnapMirror wird nicht unterstützt.

Nach der ersten vollständigen Kopie überträgt SnapMirror nur geänderte Daten, wodurch die Bandbreite reduziert und die Aktualisierungen beschleunigt werden. Es unterstützt auch Speicherfunktionen wie Deduplizierung und Komprimierung.

Mit SnapMirror können Sie die Replikation vorübergehend pausieren, um die Notfallwiederherstellung zu testen. Nach einem Notfall kann SnapMirror auch die Replikationsrichtung umkehren, um Systeme schnell neu zu synchronisieren.

Weitere Informationen finden Sie unter SnapMirror zwischen ONTAP und Google Cloud NetApp Volumes.

Unterstützte Migrations- und Replikationsmethoden

In der folgenden Tabelle werden die Migrations- und Replikationsmethoden beschrieben, die Quell- und Ziel-Volume-Typen unterstützen.

Quell-Volume Ziel-Volume Replikationsmethode
Alle ONTAP Standard, Premium, Extrem oder Flex Unified-Standardmodus Volume-Migration oder externe Replikation
Alle ONTAP Flex Unified-ONTAP-Modus SnapMirror
Flex Unified-ONTAP-Modus Standard, Premium, Extrem oder Flex Unified-Standardmodus Volume-Migration oder externe Replikation
Flex Unified-ONTAP-Modus Alle ONTAP SnapMirror
Standard, Premium oder Extrem Standard, Premium oder Extrem Volume-Replikation
Flex Unified-Standardmodus Flex Unified-Standardmodus Volume-Replikation
Flex File Flex File Volume-Replikation

Volume-Migration

Mit der Volume-Migrations funktion können Sie ONTAP-basierte Flex-Volumes mithilfe einer SnapMirror-basierten Migration zu NetApp Volumes migrieren. SnapMirror verwendet Baseline- und asynchrone inkrementelle Übertragungen, um die Ausfallzeit zu minimieren, die für die Umstellung Ihrer Arbeitslasten auf NetApp Volumes erforderlich ist.

Diese Funktion ist für zeitlich begrenzte Migrationen vorgesehen. Informationen zu laufenden Replikationen zwischen ONTAP-Systemen und NetApp Volumes finden Sie unter Externe Replikation.

Externe Replikation

Mit der externen Replikation können Sie Volume-Replikationen zwischen ONTAP-basierten Quellsystemen und NetApp Volumes mit SnapMirror einrichten. SnapMirror verwendet Baseline- und asynchrone inkrementelle Übertragungen, um Quell- und Ziel-Volumes synchron zu halten. Wie bei der Volume-Replikation können externe Replikationen angehalten, fortgesetzt und ihre Replikationsrichtung umgekehrt werden. Mit dieser Funktion können Sie NetApp Volumes als Notfallwiederherstellungsziele für lokale ONTAP-Systeme verwenden.

FlexCache

FlexCache ist eine NetApp-Technologie, die den Datenzugriff optimiert, indem sie beschreibbare, dünnbesetzte und nichtflüchtige Kopien von Volumes an Remote-Standorten erstellt und Daten so näher an die Nutzer bringt. Diese Funktion verbessert die Leistung für leseintensive Arbeitslasten, indem sie die Latenz reduziert und den Durchsatz erhöht. FlexCache vereinfacht auch die Datenverwaltung in Hybrid-Cloud-Umgebungen und ermöglicht das Daten-Caching in der Cloud, ohne dass eine vollständige Datenmigration erforderlich ist.

Außerdem können Sie mit NetApp Volumes Cache-Volumes aus Quell-Volumes erstellen, die auf ONTAP-basierten Quellsystemen gehostet werden, einschließlich Flex Unified-Volumes im ONTAP-Modus.

ONTAP-Modus: Unterstützung für S3-Multiprotokoll

Im ONTAP-Modus können Sie Cluster so konfigurieren, dass sie neben NAS-Protokollen wie NFS und SMB auch S3-Zugriff für Anwendungen bieten, die über S3- und NAS-Protokolle auf Daten zugreifen müssen. Obwohl Datei- (NAS) und Block-Volumes (iSCSI) in Speicherpools mit aktiviertem ONTAP-Modus koexistieren können, ist die Unterstützung für S3-Multiprotokoll nur für Datei-Volumes in diesen Pools verfügbar.

Eigenständige S3-Buckets werden nicht unterstützt. Der S3-Zugriff ist nur im Rahmen einer ONTAP-Modus-Konfiguration verfügbar, die auch NAS-Protokolle unterstützt.

Weitere Informationen zum S3-Multiprotokoll im ONTAP-Modus finden Sie unter Unterstützung für ONTAP-S3-Multiprotokoll.

NetApp Volumes-Integration in die NetApp Console

NetApp Volumes ist in den NetApp Console-Agenten integriert. Diese Integration soll die Speicherverwaltung vereinfachen und Ihnen eine einheitliche Plattform bieten, die die Verwaltung aller Ihrer Cloud Storage-Anforderungen vereinfacht. Weitere Informationen zum NetApp Console-Agenten finden Sie unter NetApp Console.

Nächste Schritte

Informationen zu den Service-Levels von Google Cloud NetApp Volumes