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 es, Redundanz bereitzustellen und Daten vor Hardwarefehlern, Strom- oder Netzwerkausfällen zu schützen.

Sie können wählen, ob Daten nur innerhalb einer Region oder zusätzlich in eine geografisch entfernte sekundäre Region repliziert werden. Darüber hinaus lässt sich optional Lesezugriff auf replizierte Daten in der sekundären Region aktivieren, um die Verfügbarkeit im Notfall sicherzustellen.

Arten der Azure-Speicherreplikation

Standardmäßig repliziert Azure Storage Daten dreimal innerhalb einer primären Region. Zusätzlich können Sie folgende Optionen für die Replikation in der primären Region konfigurieren:

• 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.

Darüber hinaus sind in Azure Storage drei weitere Replikationstypen verfügbar:

• Georedundanter Speicher (GRS) – speichert drei zusätzliche Kopien der Daten in einer gepaarten Azure-Region.
• Read-Access Geo-Redundant (RA-GRS) – wie GRS, ermöglicht aber zusätzlich das Lesen von Daten aus beiden Azure-Regionen.
• Objektreplikation für Blockblob-Speicher – spezieller Replikationstyp für Block-Blobs, der Objekte zwischen einem Quell- und einem Zielspeicherkonto repliziert.

Lokal redundanter Speicher (LRS)

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

LRS ist kostengünstig und schützt Daten vor Laufwerks- und Rack-Ausfällen. Es deckt jedoch nicht alle Datenverlustszenarien ab. Verwenden Sie LRS, wenn ein geringeres Risiko für Datenverlust akzeptabel ist oder wenn Ihre Daten aus Compliance-Gründen an einen bestimmten 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, sowohl für Lese- als auch für Schreibvorgänge. Azure Storage registriert einen Schreibvorgang erst als erfolgreich, wenn die Daten sicher in alle drei Verfügbarkeitszonen geschrieben wurden. ZRS eignet sich für Szenarien, in denen Konsistenz, Hochverfügbarkeit und Dauerhaftigkeit innerhalb einer Region besonders wichtig sind.

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 das primäre Azure-Rechenzentrum laufen, entsprechen die von Microsoft bereitgestellten SLAs für Lese- und Schreibvorgänge denen von LRS bzw. ZRS.

GRS hat zwei wesentliche 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 GRS, ergänzt um einen wichtigen Vorteil: Die in der gepaarten Azure-Region gespeicherten sekundären Kopien sind lesbar. Bei geeigneter Konfiguration Ihrer Anwendung können Sie mehrere lesbare Endpunkte nutzen und so die Verfügbarkeit von Lesezugriffen erhöhen.

Dadurch steigt das SLA für Lesevorgänge auf 99,99 %, während das SLA für Schreibvorgänge bei 99,9 % bleibt, da weiterhin nur eine Region für Schreib- und Aktualisierungsvorgänge zuständig ist.

Aufgrund der asynchronen Replikation kann es zu Replikationsverzögerungen kommen. Mit dem Parameter LastSyncTime können Sie sicherstellen, dass Sie die aktuellste Datenkopie 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. Alternativ lässt sie sich nutzen, um Daten mit einem näher zum Endnutzer betriebenen Speicherressourcen-Standort zu synchronisieren und so 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?

Den Status der Blockblobreplikation können Sie im Quellspeicherkonto einsehen. Wenn der Blobreplikationsstatus des Quellkontos einen Fehler anzeigt, prüfen Sie insbesondere:

• Ob für das Zielspeicherkonto eine Objektreplikationsrichtlinie vorhanden ist.
• Ob der Zielcontainer tatsächlich existiert.
• Ob der ursprüngliche Blob beim Schreiben mit einem vom Benutzer bereitgestellten Schlüssel verschlüsselt wurde – in diesem Fall 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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