Amazon Elastic Block Store (EBS)

Amazon Elastic Block Store (EBS) bietet Volumes für die Speicherung auf Blockebene zur Verwendung mit Amazon EC2-Instances. Amazon EBS-Volumes sind mit dem Netzwerk verbunden und bleiben unabhängig von der Nutzungsdauer einer Instance bestehen. Amazon EBS bietet äußerst verfügbare, zuverlässige und berechenbare Speicher-Volumes, die mit einer ausgeführten Amazon EC2-Instance verbunden und als Gerät zur Verfügung gestellt werden können. Amazon EBS ist insbesondere für Anwendungen geeignet, die eine Datenbank, ein Dateisystem oder Zugriff auf unformatierten Speicher auf Blockebene erfordern.

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Das kostenlose Kontingent für AWS umfasst für Amazon Elastic Block Store (EBS) 30 GB Speicher, 2 Mio. E/A-Vorgänge und 1 GB Snapshot-Speicher.

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Merkmale von Amazon EBS-Volumes

  • Amazon EBS ermöglicht Ihnen die Erstellung von Volumes mit einer Speicherkapazität von 1 GB bis 1 TB, die Amazon EC2-Instances als Geräte bereitgestellt werden können. Einer Instance können mehrere Volumes bereitgestellt werden.
  • Mit Amazon EBS können Sie nach Wunsch einen bestimmten Grad an E/A-Leistung bereitstellen, indem Sie ein bereitgestelltes E/A\Sek.-Volume wählen. Dadurch ist pro Amazon EC2-Instance eine berechenbare Skalierung auf Tausende von E/A-Vorgängen pro Sekunde möglich.
  • Speicher-Volumes verhalten sich wie unformatierte Block-Geräte und haben einen benutzerdefinierten Namen und eine Block-Geräteschnittstelle. Basierend auf Amazon EBS-Volumes kann ein Dateisystem erstellt werden. Sie können die Volumes aber auch wie jedes andere Block-Gerät (z. B. eine Festplatte) verwenden.
  • Amazon EBS-Volumes befinden sich in einer bestimmten Availability Zone und können Instances zugewiesen werden, die sich in derselben Availability Zone befinden.
  • Jedes Speicher-Volume wird automatisch innerhalb derselben Availability Zone repliziert. Dadurch werden Datenverluste verhindert, die sich durch den Ausfall einer einzelnen Hardwarekomponente ergeben können.
  • Mithilfe von Amazon EBS können außerdem zeitpunktbezogene Snapshots von Volumes erstellt werden, die in Amazon S3 persistent gespeichert werden. Diese Snapshots können als Ausgangspunkt für neue Amazon EBS-Volumes und zum Schutz Ihrer Daten für eine lang währende Beständigkeit verwendet werden. Mit einem einzigen Snapshot können beliebig viele Volumes instanziiert werden. Diese Snapshots können AWS-Regionen übergreifend kopiert werden, wodurch das Nutzen mehrerer AWS-Regionen für geografische Ausdehnungen, Rechenzentrumsmigrationen und Notfallwiederherstellung vereinfacht wird.
  • AWS ermöglicht auch die Erstellung neuer Volumes aus von AWS gehosteten öffentlichen Datensätzen.
  • Amazon CloudWatch stellt Leistungsmetriken für EBS-Volumes bereit und gibt Ihnen einen detaillierten Überblick über Bandbreite, Durchsatz, Latenz und Warteschlangetiefe. Die Metriken sind über die AWS CloudWatch-API oder AWS Management Console zugänglich. Weitere Informationen finden Sie unter Amazon CloudWatch.

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Amazon EBS-Volumes

Amazon EBS-Volumes werden in einer bestimmten Availability Zone erstellt und können eine Größe von 1 GB und 1 TB haben. Nachdem ein Volume erstellt wurde, kann es jeder beliebigen Amazon EC2-Instance in derselben Availability Zone zugewiesen werden. Anschließend wird das Volume ähnlich wie eine Festplatte oder ein anderes Block-Gerät als bereitgestelltes Gerät angezeigt. Danach kann die Instance mit dem Volume wie mit einem lokalen Laufwerk interagieren, es mit einem Dateisystem formatieren oder Anwendungen darauf direkt installieren.

Ein Volume kann jeweils nur einer Instance zugewiesen werden. Es ist jedoch möglich, einer einzigen Instance mehrere Volumes zuzuweisen. Das bedeutet, dass für eine Erhöhung der E/A- und Durchsatzleistung mehrere Volumes zugewiesen und die Daten darauf per Striping-Verfahren verteilt werden können. Dies ist insbesondere bei Datenbankanwendungen nützlich, bei denen häufig zahlreiche zufällige Lese- und Schreibvorgänge in der gesamten Datenmenge erfolgen. Falls eine Instance ausfällt oder vom Amazon EBS-Volume getrennt wird, kann das betreffende Volume einer beliebigen anderen Instance in der Availability Zone zugewiesen werden.

Amazon EBS-Volumes können außerdem als Startpartitionen für Amazon EC2-Instancess verwendet werden. Dies ermöglicht die Ausweitung der Größe einer Startpartition auf bis zu 1 TB, die Beibehaltung einer Startpartition über die Nutzungsdauer der Instance hinaus sowie die Bündelung Ihres AMI in One-Click. Es ist auch möglich, von Amazon EBS-Volumes gestartete Instances anzuhalten und unter Beibehaltung des Status mit sehr schnellen Anlaufzeiten neu zu starten.

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Leistung von Amazon EBS-Volumes

Amazon EBS bietet zwei Volume-Typen: Standard-Volumes und bereitgestellte E/A\Sek.-Volumes. Diese unterscheiden sich bei den Leistungsmerkmalen und im Preis, sodass Sie die Speicherleistung und -kosten an die Anforderungen Ihrer Anwendungen anpassen können. Sie können mehrere Volumes beider Typen per Stripe-Verfahren zusammenbringen und so die verfügbare E/A-Leistung für Ihre Amazon EC2-Anwendungen erhöhen.

Standard-Volumes bieten kostengünstigen Speicher für Anwendungen mit mittleren oder stoßweise hohen E/A-Anforderungen. Standard-Volumes bieten durchschnittlich ca. 100 E/A-Vorgänge pro Sekunde und eine Höchstleistung von Hunderten von E/A-Vorgängen pro Sekunde. Standard-Volumes eignen sich auch als Start-Volumes, da ihre Höchstleistungsfähigkeit schnelle Instance-Startzeiten ermöglicht.

Bereitgestellte E/A\Sek.-Volumes sind darauf ausgelegt, eine berechenbar hohe Leistung für E/A-intensive Arbeitslasten wie die von Datenbanken zu bieten. Bei bereitgestellten E/A\Sek.-Volumes geben Sie beim Erstellen eines Volumes eine E/A\Sek.-Rate an und Amazon EBS stellt diese Rate dann für die Nutzungsdauer des Volumes bereit. Amazon EBS unterstützt derzeit bis zu 2000 E/A\Sek. pro bereitgestelltem E/A\Sek.-Volume. Sie können mehrere Volumes per Stripe-Verfahren zusammenbringen, um Ihrer Anwendung Tausende von E/A-Vorgängen pro Sekunde pro Amazon EC2-Instance zu bieten.

Damit Ihre Amazon EC2-Instances die auf Ihrem EBS-Volume bereitgestellten E/A\Sek.-Kapazität in vollem Umfang ausnutzen, können Sie bestimmte Amazon EC2-Instance-Typen als für EBS optimierte Instances starten. Für EBS optimierte Instances liefern einen dedizierten Durchsatz zwischen Amazon EC2 und Amazon EBS mit Optionen zwischen 500 MBit/s und 1000 MBit/s je nach verwendetem Instance-Typ. Bei einer Anbindung an für EBS optimierte Volumes können bereitgestellte E/A\Sek.-Volumes 99,9 % der Zeit mindestens 90 % ihrer bereitgestellten E/A\Sek.-Leistung bieten. Weitere Informationen zu Instance-Typen, die als für EBS optimierte Instances gestartet werden, finden Sie unter Amazon EC2-Instance-Typen.

Die genaue Leistung hängt von Ihrer Anwendung ab. Deshalb wird empfohlen, Benchmarks für Ihre Anwendungen im Vergleich zu Ihren Instance-Typen und EBS-Volumes zu erstellen. Weitere Informationen zu den Amazon EBS-Leistungsrichtlinien finden Sie im Abschnitt zu EBS im Amazon EC2 User Guide.

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Beständigkeit von Amazon EBS-Volumes

Amazon EBS-Volumes sind auf hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit ausgelegt. Die Daten auf Amazon EBS-Volumes werden auf mehrere Server in einer Availability Zone repliziert. Dadurch werden Datenverluste verhindert, die sich durch den Ausfall einer einzelnen Komponente ergeben können. Die Beständigkeit eines Volumes hängt sowohl von dessen Größe als auch von dem Anteil der Daten ab, der sich seit dem letzten Snapshot geändert hat. Beispielsweise ist bei Volumes, bei denen sich seit dem letzten Amazon EBS-Snapshot maximal 20 GB der Daten geändert haben, mit einer jährlichen Ausfallrate von 0,1 % bis 0,5 % zu rechnen, wobei "Ausfall" den vollständigen Verlust des Volumes bezeichnet. Im Vergleich dazu weisen Standardfestplatten in der Regel eine jährliche Ausfallrate von etwa 4 % auf. Damit sind EBS-Volumes zehnmal zuverlässiger als herkömmliche Standardlaufwerke.

Da Amazon EBS-Server innerhalb einer einzelnen Availability Zone repliziert werden, wird durch eine Spiegelung der Daten auf verschiedenen Amazon EBS-Volumes innerhalb derselben Availability Zone die Beständigkeit des Volumes nicht entscheidend verbessert. Benutzern, die eine noch höhere Beständigkeit wünschen, bietet Amazon EBS die Möglichkeit der Erstellung zeitpunktbezogener Snapshots ihrer Volumes, die anschließend in Amazon S3 gespeichert und in mehreren Availability Zones automatisch repliziert werden. Die häufige Erstellung von Snapshots der Volumes ist daher eine bequeme und kostengünstige Möglichkeit, die langfristige Beständigkeit Ihrer Daten zu erhöhen. In dem unwahrscheinlichen Fall, dass Ihr Amazon EBS-Volume tatsächlich ausfällt, bleiben sämtliche Snapshots des Volumes intakt und ermöglichen die Wiederherstellung des Volumes anhand des Zeitpunkts des letzten Snapshots.

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Amazon EBS-Snapshots

Amazon EBS bietet die Möglichkeit der Sicherung zeitpunktbezogener Snapshots Ihrer Daten in Amazon S3 als zuverlässige Möglichkeit der Wiederherstellung. Bei Amazon EBS-Snapshots handelt es sich um inkrementelle Sicherungen. Das bedeutet, dass nur die Blöcke auf dem Gerät, die sich seit dem letzten Snapshot geändert haben, gespeichert werden. Wenn sich beispielsweise bei einem Gerät mit einer Datenmenge von 100 GB seit dem letzten Snapshot nur 5  GB geändert haben, werden nur die zusätzlichen 5 GB an Snapshot-Daten in Amazon S3 zurückgespeichert. Obwohl Snapshots inkrementell gespeichert werden, werden beim Löschen eines Snapshots nur jene Daten gelöscht, die nicht für andere Snapshots benötigt werden. Selbst wenn einige frühere Snapshots gelöscht wurden, enthalten alle aktiven Snapshots alle Informationen, die zum Wiederherstellen des Volumes benötigt werden. Darüber hinaus dauert das Wiederherstellen des Volumes für alle Snapshots gleich lang und bietet damit die Wiederherstellungszeit vollständiger Sicherungen mit der Speicherersparnis inkrementeller Sicherungen.

Mithilfe von Snapshots können zudem mehrere neue Volumes instanziiert, die Größe eines Volumes erweitert und Volumes zwischen den Availability Zones verschoben werden. Es besteht die Möglichkeit, ein neues Volume auf Grundlage eines vorhandenen Amazon S3-Snapshots zu erstellen. Bei diesem Szenario ist das neue Volume am Anfang eine exakte Replikation des ursprünglichen Volumes. Durch die optionale Festlegung einer anderen Volume-Größe oder Availability Zone kann diese Funktion verwendet werden, um die Größe eines vorhandenen Volumes zu erweitern bzw. um duplizierte Volumes in neuen Availability Zones zu erstellen. Bevor Sie mithilfe von Snapshots die Volume-Größe ändern, müssen Sie überprüfen, ob das Dateisystem bzw. die Anwendung die Änderung der Größe eines Geräts unterstützt.

Auf Grundlage vorhandener Amazon S3-Snapshots erstellte neue Volumes werden unauffällig im Hintergrund geladen. Das bedeutet, dass nach der Erstellung eines Volumes auf Grundlage eines Snapshots nicht gewartet werden muss, bis alle Daten von Amazon S3 auf das Amazon EBS-Volume übertragen wurden, bevor die zugewiesene Instance auf das Volume und die darauf gespeicherten Daten zugreifen kann. Wenn eine Instance auf ein Datenelement zugreift, das noch nicht geladen wurde, lädt das Volume die angeforderten Daten sofort aus Amazon S3 herunter. Anschließend werden die restlichen Daten des Volumes im Hintergrund geladen.

Durch die Möglichkeit der gemeinsamen Verwendung von Amazon EBS-Snapshots können Sie diese Daten problemlos Kollegen oder anderen Benutzern der AWS-Community zugänglich machen. Dank dieser Funktion können von Ihnen autorisierte Benutzer schnell auf gemeinsame Amazon EBS-Snapshots zugreifen, um sie als Grundlage für ihre eigenen Amazon EBS-Volumes zu verwenden. Sie können Ihre Daten auch für alle AWS-Benutzer öffentlich zur Verfügung stellen. Benutzer, denen Sie entsprechende Zugriffsrechte erteilt haben, können ihre eigenen EBS-Volumes auf Grundlage Ihres Snapshots erstellen. Ihr ursprünglicher Snapshot bleibt dabei intakt. Dies ist eine ausgezeichnete Methode für Entwickler, ihre Daten den anderen Benutzern der Amazon EC2-Community problemlos zugänglich zu machen. Darüber hinaus können neue Kunden Amazon EBS-Volumes auf Grundlage eines vorhandenen Snapshots ganz einfach neu erstellen. Weitere Informationen zum Bereitstellen von Snapshots finden Sie im Abschnitt zu EBS im Amazon EC2 User Guide.

Amazon EBS ermöglicht auch das AWS-Regionen übergreifende Kopieren von Snapshots, wodurch das Nutzen mehrerer AWS-Regionen für geografische Ausdehnungen, Rechenzentrumsmigrationen und Notfallwiederherstellung vereinfacht wird. Kunden können alle Snapshots mit dem Status "Available" kopieren, auf die sie Zugriff haben. Dazu zählen selbst erstellte Snapshots, mit anderen gemeinsam genutzte Snapshots und auch Snapshots aus AWS Marketplace, VM Import/Export und Storage Gateway. Weitere Informationen zum Verwenden von EBS Snapshot Copy finden Sie in der Amazon EBS-Dokumentation.

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Kostenplanung

Mit Amazon EBS zahlen Sie nur für die tatsächliche Nutzung. Die Preise für Amazon EBS-Volumes sind unten aufgeführt.

Kontakt

Volume-Speicher für Standard-Volumes wird für die bereitgestellte Menge in GB pro Monat berechnet, bis Sie diesen wieder freigeben. Das E/A-Volumen für Standard-Volumes wird pro Anforderung, die Sie an Ihr Volume richten, berechnet. Mithilfe von Programmen wie IOSTAT können Sie die E/A-Nutzung Ihres Systems jederzeit genau messen. Anwendungen und Betriebssysteme führen jedoch häufig unterschiedliche Caching-Vorgänge durch. Deshalb werden bei Standard-Volumes auf Ihrer Rechnung wahrscheinlich weniger E/A-Anforderungen aufgeführt als von Ihrer Anwendung tatsächlich durchgeführt wurden, es sei denn, Sie synchronisieren alle E/A-Anforderungen mit einer Festplatte.

Wie bei Standard-Volumes wird der Volume-Speicher für bereitgestellte E/A\Sek.-Volumes anhand der Größe in Rechnung gestellt, die Sie in GB pro Monat bereitstellen. Bei bereitgestellten E/A\Sek.-Volumes erfolgt die Inrechnungstellung anhand der E/A\Sek.-Rate (Ein-/Ausgabevorgänge pro Sekunde) multipliziert mit dem Prozentsatz der Tage, an denen Sie diese im Monat bereitstellen. Wenn Sie beispielsweise ein Volume mit 1000 E/A\Sek. bereitstellen und dieses für 15 Tage in einem Monat mit 30 Tagen beibehalten, würden Ihnen in der Region Virginia für die von Ihnen bereitgestellte E/A\Sek. 50 USD berechnet (0,10 USD pro bereitgestelltem E/A\Sek.-Monat x 1000 bereitgestellte E/A\Sek. x 15 Tage : 30).

Der Snapshot-Speicher basiert auf dem Speicherplatz, den Ihre Daten in Amazon S3 belegen. Da die Daten vor der Speicherung in Amazon S3 komprimiert werden und Amazon EBS keine leeren Blöcke speichert, ist die Größe eines Snapshots wahrscheinlich wesentlich geringer als die Größe Ihres Volumes. Für den ersten Snapshot eines Volumes speichert Amazon EBS eine vollständige Kopie Ihrer Daten in Amazon S3. Allerdings wird bei den einzelnen inkrementellen Snapshots jeweils nur der Teil des Amazon EBS-Volumes in Amazon S3 gespeichert, der sich geändert hat.

EBS Snapshot Copy wird basierend auf der Menge der übertragenen Daten zum Kopieren der Snapshot-Daten zwischen Regionen in Rechnung gestellt. Sobald der Snapshot kopiert wurde, fallen die EBS Snapshot-Standardgebühren für die Speicherung in der Zielregion an.

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