HPE Alletra Storage MP X10000 mit dem Data Protection Accelerator Node: Datensicherung ohne Flaschenhals

HPE stellte Ende November 2024 die Alletra Storage MP X10000-Plattform als erstes disaggregiertes All-Flash-Scale-Out-Speichersystem vor, das moderne Workloads in einer einzigen Architektur vereint. Das Design basiert auf einer gemeinsamen Hardware-Grundlage, die vollständig über die Cloud-Plattform GreenLake (ehemals HPE GreenLake) verwaltet wird und hochperformanten Objektspeicher, flexible Skalierung und integrierte Data-Intelligence-Services bietet. Im August 2025 erweiterte HPE die Plattform um den Data Protection Accelerator Node (DPAN). Diese Erweiterung schuf einen dedizierten Pfad für Hochgeschwindigkeits-Backups und schnelle Wiederherstellungsvorgänge durch die Kombination von StoreOnce Catalyst mit der nativen S3-Schnittstelle der X10000. Zusammen bilden diese Komponenten die Datensicherungslösung, die wir in diesem Bericht untersuchen.

Wichtige Erkenntnisse

• Flash-First NVMe-Architektur: X10000 bietet All-Flash-Objektspeicher mit Scale-Out-Funktion, der Backup- und Wiederherstellungsabläufen eine Leistung auf Primärspeicherniveau verleiht.
• Aufnahme bis zu 300 TB/Stunde pro DPAN: Im Test erreichte ein einzelner DPAN einen Durchsatz von bis zu 83.83 GB/s (über 300 TB/Stunde), wobei der Durchsatz mit zunehmender Anzahl an Knoten erwartungsgemäß anstieg.
• Engpässe verlagern sich stromaufwärts: DPAN beseitigt zielseitige Beschränkungen und deckt so die Grenzen bei der Orchestrierung von Backup-Software, der Netzwerktechnik und der Schreibleistung des Clients auf.
• Katalysatorgesteuerte Datenreduktionspipeline: Durch die Deduplizierung und Komprimierung auf Quellseite mit StoreOnce Catalyst wird die Netzwerklast reduziert und die effektive Speicherkapazität um bis zu 60:1 erhöht.
• Entwickelt für moderne Arbeitslasten: Die DPAN- und X10000-Architektur bereitet die Backup-Infrastruktur für Umgebungen mit hoher Parallelität, große Datenbanken und das Datenwachstum im KI-Maßstab vor.

Die Hauptaufgabe des Data Protection Accelerator Node (DPAN) ist einfach: Er führt Deduplizierung, Verschlüsselung und Datenverschiebung von der Backup-Software zum X10000 mit Geschwindigkeiten durch, die herkömmliche Backup-Hardware nicht erreichen kann. Catalyst spielt dabei eine Schlüsselrolle. Catalyst ist das Datenreduktions- und Datenverschiebungsprotokoll von HPE, das sich in verschiedene Backup-Plattformen für Unternehmen integrieren lässt. Es identifiziert doppelte Segmente direkt an der Quelle und sendet nur bereinigte, verschlüsselte Daten an den DPAN. Dies reduziert die Netzwerklast und ermöglicht dem X10000 die Verarbeitung von Backup-Streams mit sehr hoher Geschwindigkeit. HPE gibt öffentlich an, dass eine Verarbeitungsleistung von bis zu 1.2 PB pro Stunde in einer 4-Knoten-DPAN-Konfiguration, bis zu 22-mal schnellere Wiederherstellungen als bei älteren Systemen und eine Datenreduktion von bis zu 60:1 erreicht werden können. Diese Zahlen versprechen eine deutliche Entlastung für Unternehmen, die mit begrenzten Backup-Fenstern und langen Wiederherstellungszeiten zu kämpfen haben.

Die Besonderheit dieser Plattform liegt in ihrer radikalen Abkehr vom herkömmlichen Konzept für Datensicherungsinfrastrukturen. Traditionelle Backup-Hardware basierte lange Zeit auf HDD-basierten Systemen mit Controller-Engpässen und Rehydrationszyklen, die die Leistung einschränkten. Der DPAN- und X10000-Ansatz stellt dieses Modell auf den Kopf. Anstelle eines langsamen, kapazitätsorientierten Ziels bietet HPE eine vollständig auf Flash basierende, horizontal skalierbare und analysefähige Speicherplattform als Grundlage für die Datensicherung. Dadurch wird die Backup- und Wiederherstellungsleistung auf das gleiche Reaktionsniveau wie bei primären Speicherarchitekturen gehoben. Konkret verändert dies die Backup-Fenster und, noch wichtiger, die mit einer modernen Backup-Infrastruktur möglichen Wiederherstellungszeiten.

Der X10000 nutzt eine logstrukturierte, flash-optimierte Key-Value-Engine, die auch bei steigender Parallelität eine vorhersehbare Latenz gewährleistet. Er verwendet NVMe-SSDs im gesamten Cluster und verbindet die Knoten über ein disaggregiertes Shared-Everything-Modell, wodurch die Leistung mit zunehmender Hardware linear steigt. Der Data-Protection-Accelerator-Knoten vervollständigt das System, indem er die Catalyst-Engine mit einem verschlüsselten Hochgeschwindigkeitsdatenpfad über 100 GbE zum X10000 kombiniert. Dieses Design vermeidet die Controller-Engpässe, die Rehydratisierungszeiten und die mechanischen Festplattenbeschränkungen, die herkömmliche Backup-Appliances kennzeichnen. Das Ergebnis ist ein Zielsystem, das sich eher wie eine leistungsstarke primäre Speicherplattform als wie eine einfache Speicherebene verhält.

Die Leistung in diesem Bereich bietet klare Geschäftsvorteile. Kürzere Backup-Fenster reduzieren das Betriebsrisiko und ermöglichen den Schutz größerer Datensätze ohne zusätzlichen Hardwarebedarf. Schnellere Wiederherstellung verringert Ausfallzeiten und verbessert die Ausfallsicherheit bei engen RTO-Anforderungen. Die Datenreduzierung senkt die effektiven Speicherkosten und verlängert die Nutzungsdauer des Clusters, bevor eine Erweiterung erforderlich wird. Die Cloud-basierte Verwaltung über GreenLake reduziert zudem den Verwaltungsaufwand für Administratoren, die andernfalls mehrere unabhängige Plattformen verwalten müssten. Zusammengenommen positionieren diese Stärken den X10000 mit DPAN als moderne und skalierbare Grundlage für Unternehmen, deren Datenmengen durch herkömmliche Backup-Lösungen nicht mehr ausreichen.

Für diese Analyse arbeiteten wir mit Commvault zusammen, einem führenden Softwarehersteller, der Catalyst-basierte Workflows unterstützt. Commvault integriert bereits quellseitige Deduplizierung und Hochgeschwindigkeits-Datenstreaming, was weitgehend der von HPE empfohlenen Konfiguration entspricht. HPE unterstützt auch andere Backup-Plattformen für Unternehmen, sodass die hier beschriebenen Architektur- und Leistungsmerkmale für ein breiteres Ökosystem von Datensicherungspartnern gelten.

Entwicklung einer Hochgeschwindigkeits-Engine für den Datenschutz

Nachdem wir die übergeordnete Plattform erläutert haben, können wir detaillierter untersuchen, wie die X10000 und der Beschleunigerknoten für den Datenschutz aufgebaut sind und wie sie zusammenarbeiten. Die X10000 bietet eine Flash-basierte, skalierbare Objektschicht, die für umfassende Parallelverarbeitung ausgelegt ist, während der Beschleunigerknoten den Rechenpfad für Deduplizierung, Verschlüsselung und Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung bereitstellt. Das Verständnis des Aufbaus dieser Komponenten, des Datenflusses zwischen ihnen und der Leistungssteigerung durch zusätzliche Knoten bildet die technische Grundlage für die Leistungsergebnisse.

Funktionen des Data Protection Accelerator Nodes in der Praxis

Im großen Maßstab verhält sich der Data Protection Accelerator Node (DPAN) weniger wie eine herkömmliche Backup-Appliance, sondern eher wie eine Datenübertragungs-Engine mit hohem Durchsatz. Ein einzelner Accelerator Node kann ca. 300 TB/Stunde an Backup-Daten verarbeiten. Mit zunehmender Anzahl an Nodes skaliert die Leistung linear. Eine DPAN-Konfiguration mit vier Nodes erreicht bis zu 1.2 PB pro Stunde und bietet damit einen klaren und vorhersehbaren Weg zu höherem Durchsatz bei wachsenden Backup-Umgebungen.

Die Skalierbarkeit des Datensicherungs-Beschleunigerknotens wird durch ein modulares Design auf Basis der HPE StoreOnce Gen5-Plattform erreicht. Jeder Datensicherungs-Beschleunigerknoten ist ein in sich geschlossenes System mit vier Dual-Port-25-GbE-Netzwerkkarten (insgesamt acht 25-GbE-Ports), die über LACP zu einem logischen 200-GbE-Netzwerkpfad zusammengefasst sind, sowie acht SSDs im RAID-6-Verbund. Dadurch stehen 92 TB nutzbarer Cache für Datenverwaltungsvorgänge zur Verfügung.

Die Datensicherung erfolgt verteilt auf mehrere Knoten, wodurch Leistung und Kapazität horizontal skaliert werden können, sobald zusätzliche Beschleunigerknoten hinzugefügt werden. Mit Unterstützung für bis zu 10 aktive Beschleunigerknoten (plus bis zu zwei optionale Hochverfügbarkeitsknoten) erhöht die Plattform die gesamte Bandbreite für die Datensicherung und die effektive Backup-Kapazität linear. Dadurch werden zentrale Engpässe vermieden und eine vorhersehbare Skalierung bei steigendem Backup-Bedarf ermöglicht.

Normen	HPE Alletra Storage MP X10000 DPAN
Knotenkonfiguration
Formfaktor	2U
Minimale Knoten	0
Maximale Knoten	10 aktiv (+2 optional HA)
Speicherung & Zwischenspeicherung
SSDs	8
Nutzbarer Cache (Datenverwaltung)	92 TB
Maximal nutzbarer Backup-Speicher pro Knoten	2 PB
Maximaler effektiver Backup-Speicher pro Knoten	120 PB
Netzwerk – 25 GbE-Ports	8

Quellseitige Deduplizierungs- und Datenreduktionspipeline

Ein wesentliches Merkmal der Architektur ist die Nutzung der Inline-Datendeduplizierung auf Quellseite mit HPE StoreOnce Catalyst. Die Deduplizierung erfolgt vor der Datenübertragung zum Beschleunigerknoten in fein abgestuften 4-KB-Blöcken. Dieser Ansatz minimiert den Datentransfer im Netzwerk und maximiert die Speichereffizienz, insbesondere in Umgebungen mit hoher Redundanz der Backup-Datensätze.

Nachdem doppelte Segmente entfernt wurden, werden die verbleibenden Daten vor der Übertragung komprimiert. Dies reduziert die Netzwerkauslastung weiter und stellt sicher, dass nur optimierte Daten in die Beschleuniger-Pipeline gelangen. Der Beschleunigerknoten speichert keine Sicherungsdaten lokal. Stattdessen verwaltet er Metadaten und Kataloginformationen, die zur Nachverfolgung deduplizierter Objekte und zur Wiederherstellung von Beziehungen erforderlich sind. Alle Sicherungsdaten werden direkt und kontinuierlich über die native S3-Schnittstelle an den X10000 gestreamt.

Dieses Design macht Rehydratisierungsstufen, Zwischenspeicher oder sekundäre Landezonen überflüssig. Der X10000 empfängt deduplizierte, komprimierte und verschlüsselte Daten in einem Format, das effizient in seinen Flash-basierten Objektspeicher geschrieben werden kann.

Sicheres, natives S3-Speicherziel

Die Verwendung von nativem S3 als Speicherziel ist zentral für die Flexibilität des Systems. Da der Beschleunigerknoten direkt über S3 auf den X10000 schreibt, lässt sich die Plattform nahtlos in moderne Backup-Software integrieren – ohne proprietäre Speicherprotokolle oder Übersetzungsschichten. Die Daten kommen verschlüsselt und optimiert an, sodass sich der X10000 auf die dauerhafte, parallele Objektplatzierung im NVMe-Flash konzentrieren kann.

Die in der Praxis erzielten Datenreduktionsraten von bis zu 60:1 bei Catalyst erweitern die Speicherkapazität erheblich und reduzieren die Häufigkeit von Speichererweiterungen. Diese Reduzierung wirkt sich direkt auf die Gesamtbetriebskosten aus, insbesondere bei Backup-Datensätzen mit langer Aufbewahrungsdauer, die andernfalls eine erhebliche Rohkapazität erfordern würden. Bei Commvaults direktem S3-Backup auf dem X10000 liegt die Rate typischerweise zwischen 6:1 und 7:1.

Unterstützung von Best-Practice-Datenschutzmodellen

Neben der reinen Leistungsfähigkeit entspricht die Architektur den etablierten Best Practices für den Datenschutz. Das System unterstützt ein 3-2-1-1-0-Kopiermodell, bei dem die Primärdaten auf dem Produktionsspeicher liegen, die Sicherungsdaten auf dem X10000 gespeichert werden und eine zusätzliche Kopie mithilfe von HPE Cloud Bank Storage in einen öffentlichen Cloud-Speicher repliziert wird. Die 3-2-1-1-0-Unterstützung von HPE wird durch schnelles Backup auf Flash-Speicher, eine sichere externe Kopie und eine unveränderliche Kopie zur Wiederherstellung nach Ransomware-Angriffen realisiert. Dies gewährleistet Ausfallsicherheit sowohl bei lokalen Störungen als auch bei standortweiten Ausfällen.

Das Design unterstützt auf natürliche Weise das Prinzip der „zwei verschiedenen Medientypen“, indem es den primären Speicher vom Flash-basierten Objektspeicher für Backups trennt, wobei die öffentliche Cloud als zusätzliches Medium dient. Die Speicherung einer Kopie extern in der Cloud sorgt für geografische Isolation und stärkt Strategien zur Notfallwiederherstellung und zum Schutz vor Ransomware, ohne die Betriebsabläufe zu verkomplizieren.

Unterstützung des Backup-Software-Ökosystems

Der Data Protection Accelerator Node integriert sich in verschiedene Backup-Plattformen für Unternehmen, die Catalyst-basierte Workflows unterstützen. Commvault und Cohesity NetBackup werden vollständig unterstützt, und die Unterstützung für Veeam erweitert die Einsatzmöglichkeiten der Plattform in einer Vielzahl von Unternehmensumgebungen. Da Deduplizierung und Datenverschiebung vom Accelerator Node und nicht von der Backup-Anwendung allein übernommen werden, gewährleisten diese Integrationen eine konsistente Leistung unabhängig von der verwendeten Softwareebene.

Skalierung der Backup-Performance durch Design

Zusammengenommen erklären diese Elemente, warum das Hinzufügen von Datensicherungsbeschleunigerknoten die Backup-Performance direkt steigert. Jeder Knoten trägt zusätzliche Rechenkapazität, Netzwerkbandbreite und Deduplizierungsdurchsatz zu einem spezifischen X10000-Cluster bei. Es gibt keinen gemeinsam genutzten globalen Beschleunigerpool und keine versteckten Konflikte zwischen Clustern. Die Skalierung erfolgt explizit, lokal und vorhersehbar.

Einsatz des DPAN in der Praxis (Validierung von Backup und Wiederherstellung auf 3 Servern)

Der Data-Protection-Accelerator-Node verändert das Leistungsprofil von Backup- und Wiederherstellungs-Workflows grundlegend. Anstatt durch das Zielspeichersubsystem eingeschränkt zu sein, stellen Unternehmen, die den Accelerator-Node implementieren, häufig fest, dass der Durchsatz nun durch vorgelagerte Komponenten begrenzt wird: den Orchestrierungsaufwand der Backup-Anwendung, die Kapazität des Quellservers oder die Netzwerkinfrastruktur. Dies ähnelt der Art und Weise, wie der Übergang zu NVMe-Flash im primären Speicher Engpässe in bestehenden Netzwerkstrukturen offengelegt hat.

Bei diesem Validierungsversuch lag der Fokus auf der Charakterisierung des DPAN-Verhaltens in der Praxis unter Unternehmenslasten, wobei besonderes Augenmerk darauf gelegt wurde, zu verstehen, wo sich die Leistungsgrenzen verschieben, wenn das Backup-Ziel nicht mehr die Einschränkung darstellt.

Testkonfiguration

Für die Konfiguration mit drei Servern verwendeten wir ein fokussiertes Testdesign, um die Leistungsmerkmale eines einzelnen DPAN unter paralleler Last zu isolieren und zu validieren. In unserem Backup- und Wiederherstellungstest setzten wir auf jedem Host acht Commvault Media Gateway VMs ein. Der Backup-Durchsatz wurde durch die zusätzlichen Gateways aufgrund der Speicherbegrenzung von ESXi leicht beeinträchtigt. Die Wiederherstellungsleistung verbesserte sich jedoch deutlich.

Komponente	Konfiguration
Backup-Hosts	3 (HPE DL380 Gen11, ESXi-Hosts mit NVMe-Speicher, jeweils mit 48 VMs und 8 Commvault Media Gateways)
Commvault-Host	1 (HPE DL380 Gen 11) Dual Xeon Gold 6430 (insgesamt 64 Kerne), 512 GB RAM, 8 TB Speicher (Commvault 11.40.26)
Datenschutzbeschleuniger	1 (HPE 7720 DPA) Dual Xeon Gold 6538Y+ (insgesamt 64 Kerne) 1.5 TB RAM, 92 TB NVMe gebondet 200GbE
VMs	Insgesamt 144 VMs auf den 3 Backup-Hosts (je 190 GB, Gesamtdatensatz 27.36 TB)
Lagerung	4 Server 8-Node HPE Alletra Storage MP X10000 + (4x JBOF-Konfiguration), jeweils mit 2x Festplattencontrollern pro JBOF
Netzwerkarchitektur	200-GbE-Netzwerk-Fabric (2x NVIDIA SN4600c Mellanox, gebündelt 8x 25GbE pro DPA) + 2x Backend-Switches (NVMeoF) (Aruba CX 8325)

Diese Konfiguration mit nur einem DPAN ermöglichte eine eindeutige Charakterisierung des Durchsatzes und des Systemverhaltens und demonstrierte den Beitrag jedes einzelnen DPAN zur Gesamtarchitektur.

Backup-Leistung

Mit drei Backup-Servern, die ein einzelnes DPAN speisen, demonstrierte das System, wie der Beschleunigerknoten das Ziel als Leistungsengpass eliminiert.

In diesem Test erreichte die Umgebung einen Gesamt-Backup-Durchsatz von 17.54 GB/s bei gleichzeitigem Schutz von 144 virtuellen Maschinen. Der vollständige Datensatz von 27.36 TB wurde in nur 26 Minuten gesichert, was einer effektiven Backup-Rate von ca. 63.1 TB pro Stunde bzw. 0.063 PB/h entspricht. Ab diesem Zeitpunkt wurde der Durchsatz nicht mehr durch die HPE Alletra MP X10000-Objektspeicherschicht, sondern durch die Fähigkeit der Backup-Server und des Netzwerk-Fabrics zur Generierung und Aufrechterhaltung paralleler Datenströme begrenzt.

Bei einer größeren Konfiguration mit 30 Backup-Servern, die an ein einziges DPAN angeschlossen sind, erreicht der prognostizierte Gesamtdurchsatz 175.38 GB/s, was einem theoretischen Maximum von etwa 0.63 PB pro Stunde entspricht.

Metrisch	Lösung
Dauerhafter Durchsatz	17.54 GB / s
Effektiver Durchsatz	63.1 TB/Stunde
VMs gleichzeitig gesichert	144
Gesamtdatensatz	27.36 TB
Gesamtes Sicherungsfenster	26 Мinuten
Hochgerechnete Kapazität (30 Server, 1 DPA)
Gesamtdurchsatz	175.38 GB / s
Theoretisches Maximum	0.63 PB/Stunde

*Die hochgerechneten Werte basieren auf einer Skalierungsschätzung für eine Konfiguration mit 3 x 10 ESXi-Servern und 1 DPAN.

Leistung wiederherstellen

Die Wiederherstellungsvorgänge zeigten ebenfalls, dass DPAN die Einschränkungen auf der Zielseite beseitigt, wobei die Leistung nun durch die Client-Infrastruktur begrenzt wird.

Während der Tests erreichte die Umgebung einen Gesamtdurchsatz von 4.90 GB/s bei der Wiederherstellung von 144 virtuellen Maschinen gleichzeitig. Insgesamt wurden 27.36 TB in nur 93 Minuten wiederhergestellt, was einer effektiven Wiederherstellungsrate von ca. 17.64 TB pro Stunde entspricht. Dies belegt die Fähigkeit des DPAN, Lesevorgänge in großem Umfang zu parallelisieren und dabei einen konstanten Durchsatz auch bei hoher paralleler Arbeitslast zu gewährleisten.

Es ist außerdem wichtig zu beachten, dass Commvault vor der Datenverschiebung etwa eine Stunde Vorbereitungszeit für die Wiederherstellung benötigte. Dieser zusätzliche Aufwand wirkt sich erheblich auf die gesamte Wiederherstellungsdauer aus und spiegelt sich in den gemeldeten Kennzahlen wider.

Bei einem größeren Einsatz von 30 Servern, die durch 1 DPAN geschützt sind, beträgt der prognostizierte Gesamtdurchsatz etwa 49.03 GB/s, was einer anhaltenden Lesekapazität von rund 0.18 PB/h pro Beschleunigerknoten entspricht.

Metrisch	Lösung
Dauerhafter Durchsatz	4.90 GB / s
Effektiver Durchsatz	17.64 TB/Stunde
VMs gleichzeitig wiederhergestellt	144
Gesamtdatensatz	27.36 TB
Fenster für vollständige Wiederherstellung	93 Мinuten
Hochgerechnete Kapazität (30 Server, 1 DPA)
Gesamtdurchsatz	49.03 GB / s
Gemäß DPAN-Lesefähigkeit	0.18 PB/Stunde

*Die hochgerechneten Werte basieren auf einer Skalierungsschätzung für eine Konfiguration mit 3 x 10 ESXi-Servern und 1 DPAN.

Die Wiederherstellungsleistung zeigt, dass die Wiederherstellungsgeschwindigkeit nach der Bereitstellung von DPAN stark von clientseitigen Faktoren abhängt: Netzwerkkapazität, Schreibgeschwindigkeit des Speichers und die Fähigkeit der Wiederherstellungsziele, Daten aufzunehmen. DPA kann einen deutlich höheren Durchsatz liefern, als die meisten Clientumgebungen derzeit benötigen.

Die Grenzen von Single-DPAN ausloten: Die „Hero-Konfiguration“

Um die obere Leistungsgrenze eines einzelnen DPA-Knotens zu ermitteln, skalierte HPE über die Basiskonfiguration mit drei Servern hinaus zu der sogenannten „Hero-Konfiguration“: sieben Backup-Server, die 336 VMs mit einem Gesamtvolumen von ca. 65 TB schützen.

 

Ergebnisse der Hero-Konfiguration mit sieben Servern:
Das System erreichte auf sieben Backup-Servern einen Gesamtdurchsatz von 83.83 GB/s und sicherte gleichzeitig 336 virtuelle Maschinen. Der gesamte Datensatz von 65.38 TB wurde in nur 13 Minuten gesichert, was einer effektiven Backup-Rate von ca. 301.7 TB/h bzw. 0.301 PB/h entspricht. Bei dieser hohen Parallelität fungierte die Umgebung als hochgradig parallelisierte Datenaufnahme-Pipeline. Die Leistung wurde dabei primär durch die verfügbare Client-Rechenleistung, die Medienverarbeitungskapazität und die Fabric-Bandbreite bestimmt und weniger durch Einschränkungen auf Zielseite.

Metrisch	Lösung
Dauerhafter Durchsatz	83.83 GB / s
Effektiver Durchsatz	0.301 PB/Stunde
VMs gleichzeitig gesichert	336
Gesamtdatensatz	65.38 TB
Gesamtes Sicherungsfenster	13 Мinuten

Diese Konfiguration zeigte, dass selbst mit mehr als doppelt so vielen Backup-Servern die maximale Leistungsfähigkeit des einzelnen DPAN noch nicht erreicht war. HPE konnte die maximale Durchsatzgrenze eines einzelnen DPA nicht ermitteln, da die Backup-Anwendung zuerst ihre Orchestrierungskapazität erreichte. Die Einschränkung lag nicht mehr im Zielspeichersystem oder im DPA selbst, sondern in der Fähigkeit der Backup-Anwendung, die Jobplanung, die Koordination der Datenverschiebung und die Metadatenoperationen in diesem Umfang zu verwalten.

Validierte Tests mit vier Knoten ergaben einen Gesamtdurchsatz von ca. 1.2 PB/h und bestätigten gleichzeitig die lineare Skalierung über alle aktiven Knoten hinweg. Mit Unterstützung für bis zu 10 Beschleunigerknoten pro Cluster arbeitet die Architektur im Multi-Petabyte-pro-Stunde-Bereich und ist für eine Skalierung auf über 2.5 PB/h bei erweiterten Konfigurationen ausgelegt. In unseren Tests erwiesen sich die vorgelagerte Orchestrierung und die Netzwerkinfrastruktur als limitierende Faktoren, bevor die Beschleunigerknoten ihre Kapazitätsgrenze erreichten. Dies unterstreicht das architektonische Potenzial des Designs.

Oracle RMAN-Datenbanksicherung: Direkte Speicherung auf dem Speicher vs. DPAN

Um die Auswirkungen der DPAN-Architektur auf umfangreiche Datenbank-Backup-Workflows zu demonstrieren, führte HPE zudem einen Vergleichstest mit einer 100-TB-Oracle-Datenbank durch. In diesem Test wurde die Backup-Performance beim Schreiben auf das X10000-Speicherarray allein mit der Performance unter Nutzung der DPAN-Architektur direkt verglichen.

Testkonfiguration:

Die folgende Tabelle beschreibt die detaillierte Testkonfiguration der Oracle-Backup-Validierungsumgebung. Dieses Setup wurde entwickelt, um den Schutz von Oracle RAC-Systemen im großen Maßstab mithilfe von NetBackup 11 auf HPE Alletra-Speicherplattformen und einem DPAN zu evaluieren.

Komponente	Konfiguration
NetBackup-Medienserver	3x HPE DL380 Gen10+ NetBackup (Version 11.0.0.1)
Oracle RAC 19c Cluster	2x HPE DL380 Gen10+ (4x 32x Gb FC pro Host)
Quellenanordnung	Einzelner Alletra 6050 (Hosting einer Oracle-Datenbank) (4x 32x Gb FC pro Host)
Sicherungsziel	2x Alletra Storage MP X10000 (3-Knoten-Konfiguration, 2+1-Knoten-Konfiguration) + (2x JBOF-Konfiguration) jeweils mit 2x Festplattencontrollern pro JBOF
Datenschutzbeschleuniger	Einzelknoten (DPAN nur für die Konfiguration)
Netzwerk	Single 100GbE (HPE Aruba CX8325)
Arbeitsbelastung	100 TB Oracle-Datenbank

Testergebnisse:
Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse der gleichen 100 TB großen vollständigen Oracle-Datenbanksicherung, die unter zwei Bedingungen durchgeführt wurde:

• Direkt-zu-X10000 (S3-Ziel ohne DPAN)
• Beschleunigte Datensicherung mit einem einzigen DPAN im Datenpfad

In beiden Szenarien wurden die identische Oracle-Workload und der identische Datensatz geschützt. Die einzige architektonische Änderung bestand in der Integration des Data Protection Accelerator Node (DPAN) mit gebündelter 200-GbE-Verbindung in das Netzwerk, wodurch ein direkter Leistungsvergleich ermöglicht wurde.

Metrisch	Direktanschluss an X10K (ohne DPAN)	Beschleunigt mit Single-DPAN
Dauerhafter Durchsatz	6.46 GB / s	11.57 GB / s
Effektiver Durchsatz	23.3 TB/Stunde	41.7 TB/Stunde
Gesamtes Sicherungsfenster	4.3 Stunden	2.4 Stunden
Datenbank gesichert	100TB	100TB

Auswirkungen auf die Leistung:

• 1.79-fache Durchsatzverbesserung (11.57 GB/s gegenüber 6.46 GB/s)
• 44 % Reduzierung des Backup-Fensters (2.4 Stunden gegenüber 4.3 Stunden)

Dieser Test bestätigt, dass DPAN auch bei strukturierten Datenbank-Workloads eine messbare Beschleunigung ermöglicht, den Durchsatz nahezu verdoppelt und die Backup-Fenster halbiert. Die Verbesserung zeigt, wie die Deduplizierungs- und Komprimierungsverarbeitung des Beschleunigerknotens in der Quellumgebung und im Zielspeicherarray ausgelagert wird, wodurch schnellere Datensicherungszyklen für unternehmenskritische Datenbanksysteme ermöglicht werden.

Leistung in reale Ergebnisse umsetzen

Die wichtigste Erkenntnis aus diesen Tests sind nicht nur die Durchsatzwerte, sondern vor allem die Verlagerung der Engpässe. In allen Validierungsszenarien beseitigten der X10000 und der Data Protection Accelerator Node (DPAN) die traditionelle, zielseitige Leistungsgrenze, die die Backup-Infrastruktur jahrzehntelang definiert hatte. Bei der Validierung mit drei Servern verlagerte sich die Leistung bei der Datenerfassung schnell in die vorgelagerten Bereiche der Medienserver-Orchestrierung und der Client-Datengenerierung. Selbst bei mehr als 0.30 PB pro Stunde erreichte der DPAN in der Konfiguration mit sieben Servern nicht seine maximale Kapazität. Die Einschränkung lag nun in der Fähigkeit der Backup-Anwendung, Aufträge in großem Umfang zu koordinieren.

Die Wiederherstellungstests verliefen nach demselben Muster. Nachdem DPAN die Reibungsverluste auf der Zielseite beseitigt hatte, wurde die Wiederherstellungsleistung von den Schreibgeschwindigkeiten auf Clientseite, der Netzwerkbandbreite und dem Orchestrierungsaufwand bestimmt. In der Praxis war nicht mehr die Backup-Appliance der Flaschenhals, sondern die umgebende Infrastruktur – und diese Veränderung ist bedeutsam.

Herkömmliche HDD-basierte Backup-Systeme wurden um Landing Zones, Controller-Engpässe und Rehydratisierungs-Workflows herum konzipiert. Die Leistung wurde an diese Einschränkungen angepasst. Im Gegensatz dazu integriert die Kombination aus DPAN und X10000 das Ingest- und Restore-Verhalten von Primärspeichern in Backup-Workflows. Dadurch ändert sich der Fokus der Designanforderungen im Rechenzentrum.

Netzwerkstrukturen müssen höhere Parallelität bewältigen. Medienserver müssen mehr Datenströme koordinieren. Clientsysteme müssen den Wiederherstellungsverkehr mit Geschwindigkeiten verarbeiten, für die sie möglicherweise nicht ausgelegt sind. Selbst die SSD-Schreibleistung auf geschützten Servern spielt bei umfangreichen Wiederherstellungen eine Rolle.

Am wichtigsten ist vielleicht, dass Backup-Anwendungen ursprünglich nicht für diesen Durchsatz ausgelegt waren. Wie Tests gezeigt haben, kann der Orchestrierungsaufwand zum limitierenden Faktor werden, bevor DPAN oder X10000 ihre Kapazitätsgrenze erreichen. Diese Tatsache verdeutlicht eine branchenweite Herausforderung: Backup-Software-Stacks müssen sich weiterentwickeln, um die Leistung moderner Speichersysteme voll auszuschöpfen.

HPE positioniert DPAN jedoch als speziell entwickelte Beschleunigungsschicht, die diese Lücke heute schließt. Durch die Auslagerung von Deduplizierung, Verschlüsselung und Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung auf einen dedizierten Rechenknoten und die Kombination mit einem Flash-nativen Objekt-Backend hat HPE eine Plattform geschaffen, die die Backup- und Wiederherstellungsleistung auf ein Niveau hebt, das bisher primären Speichersystemen vorbehalten war.

Das Ergebnis ist keine schrittweise Verbesserung, sondern eine Umverteilung der Belastung innerhalb der Infrastruktur für den Datenschutz. Und genau diese Umverteilung ist für moderne Backup-Umgebungen erforderlich, da die Datenmengen wachsen und die Anforderungen an die Wiederherstellung steigen.

Ein neuer Standard für Backup-Infrastruktur

Der HPE Data Protection Accelerator Node (DPAN) markiert einen grundlegenden Wandel im Design von Backup-Infrastrukturen. Durch die Kombination der quellseitigen Deduplizierung von StoreOnce Catalyst mit einem verschlüsselten Hochgeschwindigkeitsdatenpfad zur Flash-nativen X10000-Objektplattform schafft DPAN eine dedizierte Beschleunigungsschicht, die Datenbewegung und -reduzierung von der Speicherbeständigkeit trennt. Diese architektonische Klarheit ermöglicht die herausragenden Leistungsmerkmale.

Catalyst stellt sicher, dass nur optimierte Daten das Netzwerk durchlaufen und in die Objektschicht gelangen. X10000 konzentriert sich auf die dauerhafte, parallele Objektplatzierung im NVMe-Flashspeicher. DPAN fokussiert sich auf rechenintensive Aufgaben wie Deduplizierung und Verschlüsselung. Jede Schicht erfüllt ihre Funktion kompromisslos. Das Ergebnis ist eine Backup-Architektur, die auf Durchsatz und Parallelverarbeitung statt auf Datenkapselung ausgelegt ist. Besonders relevant ist dabei nicht nur die aktuelle Leistungsfähigkeit, sondern auch die Möglichkeiten, die sie für die Zukunft bietet.

Moderne Infrastrukturen entwickeln sich hin zu höherer Parallelverarbeitung, dichterer Virtualisierung, KI-gestützten Analyse-Pipelines und immer anspruchsvolleren Wiederherstellungszielen. Diese Umgebungen generieren größere Datensätze in kürzerer Zeit und erfordern eine schnellere Wiederherstellung bei Problemen. Backup-Systeme dürfen nicht länger als langsame, sekundäre Ebenen fungieren, die der Produktionsleistung unbemerkt hinterherhinken. Sie müssen mithalten.

HPEs Alletra Storage MP X10000 mit DPAN rüstet für zukünftige Backup- und Wiederherstellungsprozesse. Es bietet ein skalierbares Beschleunigungsmodell, das den Trends zu Flash-nativer Infrastruktur und objektbasierten Speicherstrategien entspricht. Während Unternehmen ihre primären Speicher- und Rechenarchitekturen modernisieren, stellt DPAN sicher, dass die Datensicherung nicht zum schwächsten Glied wird.

HPE hat in diesem Bereich eine klare Position bezogen. Mit der X10000 und DPAN bietet das Unternehmen eine Plattform, die Backup und Recovery auf das gleiche Leistungsniveau wie primären Speicher hebt. Für Unternehmen, die mit immer kürzeren Backup-Fenstern, wachsenden Datenmengen und anspruchsvolleren Recovery-Anforderungen konfrontiert sind, bietet diese Architektur sowohl sofortige Vorteile als auch langfristige Anpassungsfähigkeit an die aktuellen Trends der Unternehmensinfrastruktur.

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