FSx: Windows-Dateiserver und Lustre

Amazon FSx ist eine Familie vollständig verwalteter Dateisysteme auf AWS, die auf branchenüblichen Technologien basieren. Während EFS ein POSIX-NFS-Dateisystem für Linux bereitstellt, bietet FSx zweckgebundene Dateisysteme für bestimmte Workloads, die native Protokollunterstützung oder spezielle Performance-Eigenschaften benötigen. Die vier FSx-Varianten sind: FSx for Windows File Server (SMB), FSx for Lustre (HPC), FSx for NetApp ONTAP und FSx for OpenZFS. In der SAA-C03-Prüfung werden hauptsächlich Windows und Lustre behandelt.

Amazon FSx for Windows File Server ist ein vollständig verwaltetes, natives Windows-SMB-Dateisystem auf Basis von Windows Server. Es unterstützt alle Windows-spezifischen Funktionen: SMB-Protokoll (Versionen 2.0–3.1.1), Active-Directory-Integration, Distributed File System (DFS)-Namespaces, Windows-ACLs, NTFS, Benutzerkontingente und Schattenkopien. Es ist der AWS-native Ersatz für lokale Windows-Dateiserver und wurde speziell für Windows-Anwendungen entwickelt, die SMB-Zugriff benötigen – darunter Microsoft SharePoint, SQL Server, Home-Verzeichnisse und benutzerdefinierte Windows-.NET-Anwendungen.

FSx for Windows lässt sich in das AWS Managed Microsoft Active Directory oder Ihr selbst verwaltetes AD (lokal oder auf EC2) integrieren. Alle Benutzer authentifizieren sich mit ihren AD-Anmeldedaten, und Sie verwalten Dateiberechtigungen mithilfe von Windows-ACLs – genau wie bei einem lokalen Windows-Dateiserver. Dadurch ist FSx for Windows das unkomplizierteste Ziel für eine Lift-and-Shift-Migration von Windows-Dateifreigaben. Bei der Verbindung mit einem selbst verwalteten AD benötigt FSx über Direct Connect oder VPN eine Netzwerkverbindung zu den Domain Controllern.

FSx for Windows bietet zwei Bereitstellungstypen: Single-AZ (ein Dateiserver in einer AZ – SLA mit 99,9 % Verfügbarkeit, günstiger) und Multi-AZ (synchrone Replikation auf einen Standby-Dateiserver in einer zweiten AZ mit automatischem Failover – SLA mit 99,99 % Verfügbarkeit). Multi-AZ erfordert zwei Subnetze in unterschiedlichen AZs und verwendet eine Floating-IP, die während eines Failovers automatisch auf den Standby-Server migriert wird. Für produktive Windows-Workloads mit hoher Verfügbarkeit wählen Sie immer Multi-AZ. Single-AZ eignet sich für Entwicklungs- und Testumgebungen.

FSx for Windows unterstützt automatische tägliche Backups (Aufbewahrung 0–90 Tage) und manuelle Backups auf Anfrage, die in S3 gespeichert werden. Backups sind inkrementell und anwendungskonsistent, da FSx VSS (Volume Shadow Copy Service) verwendet. Schattenkopien ermöglichen den Zugriff auf frühere Dateiversionen: Endbenutzer können im Windows Explorer mit der rechten Maustaste auf eine Datei klicken und eine frühere Version wiederherstellen, ohne die IT zu kontaktieren. Schattenkopien werden auf dem Dateisystem selbst gespeichert und sind von FSx-Backups unabhängig.

Amazon FSx for Lustre ist ein vollständig verwaltetes, hochperformantes paralleles Dateisystem auf Basis des Open-Source-Dateisystems Lustre. Lustre ist das Dateisystem der Wahl für Supercomputer und HPC-Cluster. FSx for Lustre bietet eine Latenz im Submillisekundenbereich, einen Durchsatz von Hunderten GB/s und Millionen von IOPS – ideal für das Training von Machine-Learning-Modellen, Genomik, Finanzsimulationen, seismische Analysen und Videorendering. Es lässt sich nativ in Amazon S3 als zugrunde liegendes Daten-Repository integrieren.

FSx for Lustre kann als mit einem S3-Bucket verknüpftes Daten-Repository verwendet werden. Dateien in S3 erscheinen sofort im Lustre-Namespace (Lazy Loading – die eigentlichen Daten werden beim ersten Zugriff nach Lustre kopiert). Nach Abschluss Ihres HPC-Jobs können Sie die Ergebnisse mit einer Data-Repository-Task zurück nach S3 exportieren. Dieses Muster ermöglicht es Ihnen, große Datensätze kostengünstig in S3 zu speichern, für die Dauer eines Rechenjobs ein Lustre-Dateisystem bereitzustellen und es anschließend wieder zu löschen – Sie zahlen nur für die Rechenzeit.

FSx for Lustre bietet zwei wesentliche Bereitstellungstypen: Scratch (temporär, nicht repliziert, höchster Durchsatz pro Preis – für kurz laufende Batch-Jobs, bei denen Datenverlust akzeptabel ist, weil alle Daten aus S3 stammen) und Persistent (Replikation innerhalb einer AZ, für lang laufende HPC-Workloads mit erforderlicher Ausfallsicherheit). Persistent 2 ist die aktuelle Generation und bietet PerUnitStorageThroughput von 125, 250 oder 500 MB/s/TiB. Für die SAA-C03-Prüfung gilt: Scratch = kostenoptimierte temporäre Jobs, Persistent = lang laufende Jobs oder sensible Daten.

FSx for Lustre wird auf Linux-Instances mithilfe des Lustre-Clients gemountet. Amazon Linux 2 und Amazon Linux 2023 enthalten das Lustre-Kernelmodul. Erstellen Sie zunächst Mount Targets und konfigurieren Sie die Security Group so, dass Datenverkehr über das Lustre-Protokoll (Port 988 und Portbereich 1018–1023) zulässig ist. Anschließend mounten Sie das Dateisystem mit dem Typ lustre. Der Mount Point bietet vollständige POSIX-Semantik. Mounten Sie das Dateisystem für ML-Training auf allen Trainings-Instances, damit alle denselben Datensatz sehen, ohne Daten kopieren zu müssen.

FSx for NetApp ONTAP bietet Zugriff über mehrere Protokolle (NFS, SMB und iSCSI) sowie fortgeschrittene ONTAP-Funktionen wie Thin Provisioning, Datendeduplizierung, Komprimierung und SnapMirror-Replikation – ideal für Unternehmen, die NetApp-Speicher nach AWS migrieren möchten, ohne ihre Architektur neu zu gestalten. FSx for OpenZFS bietet über NFS zugänglichen Speicher mit der integrierten Datenintegritätsprüfung, Komprimierung und den Snapshots von ZFS. Beide unterstützen Linux- und Windows-Clients. Für die SAA-C03-Prüfung ist ONTAP die richtige Antwort, wenn im Szenario „vorhandener NetApp-Speicher“ oder „Dateizugriff über mehrere Protokolle“ erwähnt wird.

Wichtige Auswahlkriterien: EFS – Linux/POSIX-NFS, elastische Kapazität, gemeinsame Nutzung durch mehrere Instances, Lambda-Unterstützung. FSx for Windows – Windows-Clients mit SMB-Anforderung, Active-Directory-Integration, Windows-ACLs und NTFS; die einzige Option für Windows-Anwendungen, die native Funktionen eines Windows-Dateiservers benötigen. FSx for Lustre – HPC, ML-Training, Genomik und Videorendering, wenn Sie Hunderte GB/s Durchsatz und Millionen von IOPS mit S3-Integration benötigen. Die SAA-C03-Prüfung testet diese Unterschiede anhand von Fragen zu Workload-Szenarien.

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

In dieser Lektion haben Sie gelernt: FSx for Windows File Server bietet natives SMB mit Active-Directory-Integration für Windows-Workloads, die NTFS, ACLs und Schattenkopien erfordern, FSx for Lustre liefert Millionen von IOPS und Hunderte von GB/s für HPC und ML-Training mit direkter Integration in ein S3-Daten-Repository, und Scratch-Bereitstellungen sind für temporäre Jobs kostenoptimiert, während Persistent-Bereitstellungen für langlebige, ausfallsichere Workloads geeignet sind. Als Nächstes beschäftigen wir uns mit dem Caching mit ElastiCache.