Azure Storage-Replikation erklärt: LRS, ZRS, GRS, RA-GRS

Was ist Azure Storage-Replikation?

Um die Datenverfügbarkeit und -beständigkeit zu gewährleisten, erstellt und speichert Azure Storage Datenkopien an mehreren Standorten. Dieser Vorgang wird als Speicherreplikation bezeichnet. Ziel ist die Bereitstellung von Redundanz zum Schutz der Daten vor Hardwarefehlern, Strom- oder Netzwerkausfällen. 

Es stehen verschiedene Redundanz Optionen zur Auswahl. Sie können Daten innerhalb einer Region oder in eine geografisch entfernte sekundäre Region replizieren. Darüber hinaus können Sie Lesezugriff auf replizierte Daten in einer sekundären Region aktivieren, um die Verfügbarkeit im Notfall sicherzustellen.

Arten der Azure-Speicherreplikation

Standardmäßig repliziert Azure Storage Daten dreimal innerhalb einer primären Region. Darüber hinaus bietet Azure die folgenden Optionen, die Sie für die Replikation innerhalb der primären Region konfigurieren können:

• Lokal redundanter Speicher (LRS) – repliziert Daten synchron auf drei Festplatten innerhalb eines Rechenzentrums in der primären Region und bietet ein moderates Maß an Verfügbarkeit zu geringeren Kosten.
• Zonenredundanter Speicher (ZRS) – repliziert Daten synchron zwischen drei Azure-Verfügbarkeitszonen in der primären Region und bietet ein höheres Maß an Ausfallsicherheit bei höheren Kosten.

Über diese beiden grundlegenden Replikationstypen hinaus sind in Azure Storage drei weitere Typen verfügbar:

• Georedundanter Speicher (GRS) – speichert drei weitere Datenkopien in einer gepaarten Azure-Region.
• Read-Access Geo-Redundant (RA-GRS) – dasselbe wie GRS, ermöglicht jedoch das Lesen von Daten aus beiden Azure-Regionen.
• Objektreplikation für Blockblob-Speicher – ein spezieller Replikationstyp, der nur für Block-Blobs verwendet wird und diese zwischen einem Quell- und einem Zielspeicherkonto repliziert. 

Lokal redundanter Speicher (LRS)

LRS repliziert Daten dreimal innerhalb eines Rechenzentrums in einer primären Region. Wenn LRS aktiviert ist, registriert Azure Storage Schreibanforderungen erst dann als erfolgreich, wenn Daten in drei Replikate geschrieben wurden. LRS bietet eine Haltbarkeit von mindestens 99,999999999 % für Objekte während eines bestimmten Jahres.

LRS ist kostengünstig und schützt Daten vor Laufwerks- und Server-Rack-Ausfällen. LRS deckt jedoch nicht alle Datenverlustszenarien ab. Verwenden Sie LRS, wenn ein geringeres Risiko für Datenverlust akzeptabel ist oder Ihre Daten aufgrund von Compliance-Anforderungen an einen Speicherort gebunden sind.

Zonenredundanter Speicher (ZRS)

ZRS repliziert Daten synchron über drei Azure-Verfügbarkeitszonen hinweg. Jede Zone ist ein eigener physischer Standort mit eigener Stromversorgung, Kühlung und eigenem Netzwerk. ZRS bietet eine Objektlebensdauer von mindestens 99,9999999999 % pro Jahr.

ZRS stellt sicher, dass Daten auch bei Ausfall einer Verfügbarkeitszone zugänglich bleiben. Das gilt sowohl für Lese- als auch für Schreibvorgänge. Azure Storage registriert einen Schreibvorgang erst dann als erfolgreich, wenn sichergestellt ist, dass die Daten sicher in alle drei Verfügbarkeitszonen geschrieben werden. Sie können ZRS in einer primären Region verwenden, um Konsistenz, Hochverfügbarkeit und Dauerhaftigkeit sicherzustellen.

Georedundanter Speicher (GRS)

GRS bietet im Vergleich zu LRS oder ZRS zusätzliche Redundanz für die Datenspeicherung. Zusätzlich zu den drei Kopien in der primären Region werden drei weitere Kopien in einer gepaarten Azure-Region gespeichert. GRS umfasst somit alle Funktionen des LRS in der primären Region, ergänzt um einen sekundären LRS-Datenspeicher in einer anderen Region.

Da alle Lese- und Schreibvorgänge weiterhin über ein Azure-Rechenzentrum verwaltet werden, sind die von Microsoft bereitgestellten SLAs für Lese- und Schreibvorgänge dieselben wie für die ZRS- und LRS-Datenspeicherung.

Die GRS-Redundanz hat zwei Nachteile:

• Die Replikation zwischen Regionen erfolgt asynchron, sodass eine kleine Verzögerung bei der Datenverteilung entsteht.
• Auf die sekundäre Region kann erst nach einem Failover des Speicherkontos zugegriffen werden.

Georedundanter Lesezugriff (RA-GRS)

RA-GRS bietet die gleiche Redundanz wie die Standard-GRS-Replikation und bietet einen zusätzlichen Vorteil: Die in gepaarten Azure-Regionen gespeicherten sekundären Kopien sind lesbar. Das bedeutet, dass Sie bei korrekter Konfiguration Ihrer Anwendung mehrere lesbare Endpunkte verwenden können. Dadurch erhöht sich das SLA für Lesevorgänge auf 99,99 %.

Das SLA für Schreibvorgänge bleibt jedoch bei 99,9 %, da ein einzelner Bereich weiterhin die Schreib- und Aktualisierungsvorgänge steuert.

Aufgrund der asynchronen Replikation kommt es bei beiden GRS-Replikationstypen zu einer gewissen Replikationsverzögerung. Mit dem Parameter LastSyncTime können Sie sicherstellen, dass Sie die neueste Kopie der Daten lesen.

Objektreplikation für Blockblob-Speicher

Die zuvor beschriebenen Replikationsmethoden gelten für alle Azure-Speicherdienste. Die Objektreplikation ist dagegen eine spezielle Methode, die nur für Blockblob-Speicher verfügbar ist.

Die Objektreplikation ist asynchron. Sie können damit Daten automatisch in eine Archiv-Ebene verschieben, um die Datenverteilung zu optimieren und Kosten zu senken. Oder Sie können damit Daten mit einer Speicherressource synchronisieren, die näher bei Ihren Benutzern läuft, um die Latenz zu reduzieren.

Blockblobs werden gemäß Ihrer Replikationsrichtlinie repliziert. Diese definiert Quell- und Zielspeicherkonto, Container sowie die zu replizierenden Blockblobs. Repliziert werden:

• Blob-Inhalte
• Blob-Versionen
• Blob-Metadaten

FAQs zur Azure Storage-Replikation

Wie überprüfe ich den Azure-Replikationsstatus für Block-Blob-Speicher?

Sie können den Status der Blockblobreplikation überprüfen, indem Sie sich das Quellspeicherkonto ansehen. Wenn der Blobreplikationsstatus des Quellkontos einen Fehler anzeigt, untersuchen Sie Folgendes:

• Überprüfen Sie, ob für das Zielspeicherkonto eine Objektreplikationsrichtlinie vorhanden ist.
• Stellen Sie sicher, dass der Zielcontainer vorhanden ist.
• Wenn der ursprüngliche Blob während des Schreibvorgangs mit einem vom Benutzer bereitgestellten Schlüssel verschlüsselt wird, schlägt die Replikation fehl.

Welche Replikationstypen sind für mein Speicherkonto verfügbar?

Je nach Speicherkontotyp stehen unterschiedliche Replikationstypen zur Verfügung:

• General Purpose v1 – unterstützt LRS und GRS/RA-GRS
• General Purpose v2 – unterstützt LRS, ZRS, GRS/RA-GRS und GZRS/RA-GZRS
• Blockblob-Speicher – unterstützt nur LRS
• Blob-Speicher – unterstützt LRS und GRS/RA-GRS
• Dateispeicher – unterstützt LRS und ZRS

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