Microsoft Azure LRS vs ZRS vs GRS

Auf der Azure Plattform trifft man die Bezeichnungen LRS, ZRS und GRS in verschiedensten Situationen an. Oft scheinen deren Bedeutung aber zu wenig Aufmerksamkeit zu erhalten oder werden ganzheitlich missachtet. Besonders wenn es um die Verfügbarkeit, Sicherheit und Service-Level Agreements (SLA) als solches geht. Aus diesem Grund befasst sich dieser Blogbeitrag mit der Bedeutung und den wesentlichen Unterschieden.

Redundanzen des Azure Speichers

Grundsätzlich handelt es sich bei den Bezeichnungen um verschiedene Redundanzen des Azure Speichers (Storage). Im Wesentlichen unterscheidet Azure zwischen Speicher in der gleichen Azure Region und Speicher regionsübergreifend. Folgende Tabelle schafft einen Überblick und wird später in diesem Beitrag ausführlicher beschrieben.

KürzelNameRedundanz
LRSLokalredundanter SpeicherSpeichert Daten synchron dreimal an einem physikalischen Ort.
ZRSZonenredundanter SpeicherSpeichert Daten synchron dreimal an drei physikalischen Orten in der gleichen Region.
GRSGeoredundanter SpeicherSpeichert die Daten synchron dreimal am primären physikalischen Ort (LRS) und asynchron dreimal in einer sekundären physikalischen Region.

Die Tabelle beinhaltet nicht alle verfügbaren Optionen (wie bspw. RA-GRS / Read-access-GRS), sondern beschränkt sich auf die grundlegenden drei Optionen. Folgend werden diese drei Optionen näher beschrieben und zur Unterstützung des Verständnisses grafisch dargestellt.

Lokalredundanter Speicher (LRS)

Wie in der Tabelle ersichtlich sind die Daten bei dieser Option dreimal synchron an einem physikalischen Ort gespeichert. Das bedeutet, dass die Daten auch an diesen Standort gebunden sind. Grundsätzlich spricht man bei einem solchen «physikalischen Ort» von einer «Zone» und kann sich dies als Gebäude, Datencenter oder Teil davon vorstellen.

Eine Zone definiert sich indem sie über eine eigene Netzwerkinfrastruktur als auch Versorgung von Strom, Klima, usw. verfügt. Wenn diese Zone also einen Komplettausfall erleidet (bspw. Feuer), so sind die Daten trotz Redundanz betroffen, da sie den gleichen «single point of failure» teilen. Dadurch besteht die Gefahr, dass die Daten nicht mehr wiederhergestellt werden können und demzufolge verloren sind.

Die LRS Option ist zwar die performanteste, doch auch die mit der geringsten Sicherheit. Man sollte sich also genau überlegen wie kritisch die Daten sind und ob diese Option die richtige für eine produktive Umgebung ist

Zonenredundanter Speicher (ZRS)

Die oben dargestellte Tabelle sagt aus, dass Azure die Daten bei ZRS synchron dreimal verteilt über drei physikalischen Orten in der gleichen Region speichert.  Im Vergleich zu LRS bricht diese Option also aus der einzelnen Zone aus und wird mit weiteren Zonen in der gleichen Region ergänzt.

Die Sicherheit wird dadurch massgebend erhöht. Erfährt ein einzelner physikalischer Ort (Zone) einen Totalausfall und eine andere Zone in der gleichen Region bleibt unbeschädigt, so ist die Datenverfügbarkeit weiterhin gewährleistet. Erfährt jedoch die komplette Region (bspw. Switzerland North) einen Totalausfall, so schützt auch zonenredundanter Speicher nicht vor Verlust.

Georedundanter Speicher (GRS)

Reicht der zonenredundante Speicher den gestellten Anforderungen nicht aus, so steht als weitere Option der georedundante Speicher (GRS) zur Verfügung. Bei dieser Option bricht Azure selbst die Regionsgrenze auf und greift auf eine weitere Region zu, in der Microsoft die Daten erneut speichert. Dadurch stehen die Daten synchron dreimal in einer Zone der primären Region zur Verfügung, so wie das bei LRS der Fall ist. Zusätzlich findet aber eine asynchrone Kopie der Daten den Weg in eine einzige Zone der zweiten (sekundären) Region und gewährt so erhöhten Schutz.

Zwei oder mehrere Regionen zusammen bilden jeweils eine Geografie, wobei die Regionen mindestens 300 Meilen auseinanderliegen, wenn möglich. Typischerweise handelt es sich bei einer Geografie um Märkte oder Landesgrenzen, wie bspw. die Schweiz. Dort bilden die beiden Regionen «Switzerland North» und «Switzerland» West die Geografie «Switzerland». Die Daten verlassen die Geografie nicht.

Unterschiede des Service-Level Agreement (SLA)

Die Redundanz der Daten ist sicherlich ein sehr wichtiger Faktor und nicht zu missachten. Doch um einen fundierten Entscheid des zu wählenden Typs zu fällen, müssen auch weitere Faktoren beachtet werden. Nebst Redundanz, Geografie, Kosten und natürlich Leistungsfähigkeit ist wie bei allen Angeboten die als Service bezogen werden, das Service-Level Agreement (SLA) mitentscheidend. Abhängig davon welcher Speicher-Typ gewählt wird (Cool und Hot), gewährt Microsoft ein anderes SLA. Für Azure LRS, ZRS und GRS gilt dieselbe garantierte Verfügbarkeit.

 Hot SpeicherCool Speicher
LRS99.9%99%
ZRS99.9%99%
GRS99.9%99%
*Das SLA gilt jeweils pro Kalendermonat

Betrachtet man also nur den Speicher isoliert von anderen Services, so spielt die Wahl des Redundanz-Typ keine Rolle. Entscheidender ist, ob Hot oder Cool Speicher verwendet wird. Damit sie aber den besten Entscheid treffen können ist es wichtig, dass sie sich auch über die SLAs der anderen genutzten und ggf. abhängigen Services informieren.   


Quellen:
https://docs.microsoft.com/en-us/azure/storage/common/storage-redundancy
https://azure.microsoft.com/en-us/global-infrastructure/regions/
https://azure.microsoft.com/en-us/support/legal/sla/storage/v1_5/

2 Gedanken zu „Microsoft Azure LRS vs ZRS vs GRS“

  1. Hi Yannic,

    Thanks for this article !!!

    You may want to add the GZRS and RA-GZRS which are new.

    Best regards
    Nicolas

    Antworten
    • Hello Nicolas,

      Thank you a lot for your comment. In a first stage I’ll focus on mainly on the basic 3 options, as RA is generally just additional read access on the copies. But fair point, GZRS in fact is a very interesting one, which I should add in a second version of this article. Thank you for your valuable feedback, I’ll let you know as soon as it’s done.

      Best,
      Yannic

      Antworten

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