EBS-Volume-Typen: gp3, io2, st1, sc1

Amazon Elastic Block Store (EBS) stellt persistente Blockspeicher-Volumes für EC2-Instances bereit. Anders als der Instance Store, der flüchtig ist und an den Lebenszyklus der Instance gebunden bleibt, existieren EBS-Volumes unabhängig von den Instances, denen sie zugeordnet sind. Die Daten bleiben beim Anhalten und Neustarten der Instance sowie – nach dem Trennen des Volumes – sogar beim Beenden der Instance erhalten. EBS-Volumes werden zur Gewährleistung der Dauerhaftigkeit innerhalb einer einzelnen Availability Zone repliziert. Das Verständnis der vier Volume-Typen ist für die SAA-C03-Prüfung unerlässlich.

gp3 ist ein SSD-Volume für allgemeine Zwecke der aktuellen Generation. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören: 3.000 IOPS als Basisleistung ohne zusätzliche Kosten, unabhängig von der Volume-Größe, bis zu 16.000 IOPS und ein Durchsatz von 1.000 MB/s (beides unabhängig konfigurierbar) sowie eine Größe von 1 GiB bis 16 TiB. gp3 ist 20 % günstiger als gp2 und sollte für die meisten Workloads die Standardwahl sein, etwa für Boot-Volumes, Entwicklungsumgebungen, kleine bis mittlere Datenbanken und interaktive Anwendungen mit niedriger Latenz.

gp2 ist ein SSD-Volume für allgemeine Zwecke der vorherigen Generation. Die wichtigsten Unterschiede zu gp3: Die IOPS sind an die Volume-Größe gebunden (3 IOPS pro GiB, mindestens 100 und höchstens 16.000), und Burst-Credits ermöglichen es kleinen Volumes, vorübergehend bis zu 3.000 IOPS zu erreichen. Der Durchsatz beträgt bis zu 250 MB/s, ist jedoch nicht unabhängig konfigurierbar. AWS empfiehlt die Migration von gp2 zu gp3, da Sie höhere IOPS als Basisleistung, eine unabhängige Abstimmung von IOPS und Durchsatz sowie geringere Kosten erhalten. Für die Prüfung sollten Sie wissen, dass die gp2-IOPS mit der Größe skalieren, während die gp3-IOPS unabhängig von der Größe festgelegt sind.

io2 Block Express ist das leistungsstärkste EBS-Volume und wurde für I/O-intensive Workloads entwickelt. Es bietet bis zu 256.000 IOPS und 4.000 MB/s Durchsatz pro Volume sowie eine SLA für eine Dauerhaftigkeit von 99,999 % (fünf Neunen) – mehr als jeder andere EBS-Typ. io2 ist die richtige Wahl für geschäftskritische Datenbanken wie Oracle, SAP HANA und Microsoft SQL Server, die dauerhaft hohe IOPS und eine niedrige, gleichmäßige Latenz im Submillisekundenbereich benötigen.

io1 ist die Vorgängergeneration der SSDs mit bereitgestellten IOPS. Es unterstützt bis zu 64.000 IOPS und einen Durchsatz von 1.000 MB/s bei einem maximalen Verhältnis von IOPS zu GiB von 50:1. io1 bietet eine Dauerhaftigkeit von 99,8–99,9 % und liegt damit unter den 99,999 % von io2. Für neue Workloads, die bereitgestellte IOPS erfordern, sollten Sie stets io2 Block Express io1 vorziehen. Es bietet bei vergleichbaren Kosten deutlich höhere IOPS, höheren Durchsatz und eine höhere Dauerhaftigkeit. In der SAA-C03-Prüfung kann io1 als Option aufgeführt sein. Bevorzugen Sie io2, wenn die Anforderung die „höchste Leistung“ oder eine „Dauerhaftigkeit von fünf Neunen“ nennt.

st1 ist ein Festplattenlaufwerk-Volume, das für sequenzielle Workloads mit hohem Durchsatz optimiert ist, bei denen große Datenmengen der Reihe nach verarbeitet werden. Es bietet bis zu 500 IOPS und einen Durchsatz von 500 MB/s für Volumes mit bis zu 16 TiB. Die Kosten pro GB sind deutlich niedriger als bei SSD-Volumes. st1 eignet sich ideal für Big-Data-Verarbeitung, Data Warehousing, Log-Verarbeitung und Streaming-Workloads, bei denen der Durchsatz (MB/s) wichtiger ist als die IOPS. st1 kann nicht als Boot-Volume verwendet werden.

sc1 ist der kostengünstigste EBS-Volume-Typ und wurde für selten abgerufene, kalte Daten entwickelt. Es bietet bis zu 250 IOPS und einen Durchsatz von 250 MB/s für Volumes mit bis zu 16 TiB. sc1 eignet sich für Archive, Backups und kalte Daten, die online verfügbar bleiben müssen, aber nur selten abgerufen werden (beispielsweise monatlich). Wie st1 kann sc1 nicht als Boot-Volume verwendet werden. Wenn Kostenoptimierung das zentrale Stichwort der Prüfungsfrage ist und nur selten auf den Workload zugegriffen wird, ist sc1 die richtige Antwort.

Verwenden Sie für die Prüfung SAA-C03 das folgende Entscheidungsschema: Boot-Volume oder allgemeine Anwendung → gp3. Datenbank mit hohen IOPS, Latenz im Submillisekundenbereich, Haltbarkeit von fünf Neunen → io2 Block Express. Big Data, Streaming, Data Warehouse – sequenzieller Zugriff, kostenbewusst → st1. Archiv mit kalten Daten, seltener Zugriff, niedrigste Kosten → sc1. Wenn in der Frage „höchste verfügbare IOPS“ erwähnt wird → io2. Wenn für häufig abgerufene Daten „kosteneffizienteste“ Lösung erwähnt wird → gp3. Wenn „günstigster Speicher pro GB“ erwähnt wird → sc1.

EBS Multi-Attach ermöglicht es, ein einzelnes io1- oder io2-Volume innerhalb derselben AZ gleichzeitig mit bis zu 16 Nitro-basierten EC2-Instances zu verbinden. Jede Instance verfügt über vollständigen Lese- und Schreibzugriff. Dies ist nützlich, um eine höhere Anwendungsverfügbarkeit in Cluster-Datenbanken wie Oracle RAC zu erreichen. Beachten Sie, dass Multi-Attach für gp2, gp3, st1 und sc1 NICHT unterstützt wird. Das Dateisystem muss ein clusterfähiges Dateisystem sein – ein standardmäßiges Linux-ext4- oder -xfs-Dateisystem würde beschädigt, wenn mehrere Instances gleichzeitig schreiben.

Wichtige Fakten zur EBS-Performance: Der EC2-Instance-Typ begrenzt die EBS-Bandbreite – selbst ein gp3-Volume mit 16.000 IOPS kann durch das EBS-optimierte Durchsatzlimit der Instance zum Engpass werden. EBS-optimierte Instances verfügen über dedizierte Bandbreite zwischen EC2 und EBS. Ein Vorwärmen ist für aus Snapshots erstellte Volumes nicht mehr erforderlich – AWS wärmt wiederhergestellte Volumes automatisch vor. Verwenden Sie io2 Block Express auf unterstützten Instance-Familien (R6i, X2iedn), um bis zu 256.000 IOPS zu ermöglichen. RAID 0 über mehrere Volumes kann IOPS und Durchsatz vervielfachen, verringert jedoch die Fehlertoleranz.

Sie können Typ, Größe, IOPS und Durchsatz eines EBS-Volumes ändern, während es verbunden und in Gebrauch ist – ohne erforderliche Ausfallzeit. Das Volume durchläuft die Zustände modifying, optimizing und completed. Die Größe kann nur erhöht werden (ein Verkleinern des Volumes ist nicht möglich). Nach dem Erhöhen der Volume-Größe müssen Sie das Dateisystem im Betriebssystem mit growpart und resize2fs (Linux) oder der Datenträgerverwaltung (Windows) erweitern. Diese Möglichkeit zur Änderung im laufenden Betrieb ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal von EBS gegenüber Instance Store.

Testen Sie Ihr Verständnis der AWS-Solutions-Architect-Konzepte (SAA-C03) aus dieser Lektion.

In dieser Lektion haben Sie gelernt: gp3 ist die standardmäßige SSD mit einer Basisleistung von 3.000 IOPS und unabhängig konfigurierbarem Durchsatz, io2 Block Express liefert bis zu 256.000 IOPS mit einer Haltbarkeit von fünf Neunen für geschäftskritische Datenbanken, st1 ist die durchsatzoptimierte HDD für sequenzielle Big-Data-Workloads und sc1 ist die kostengünstigste HDD für kalte, selten abgerufene Daten. Als Nächstes sehen wir uns EBS-Snapshots, Verschlüsselung und RAID-Konfigurationen an.