Noisy Neighbor-Effekt

Noisy Neighbor-Effekt

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Was ist der Noisy Neighbor Effekt?

Als Noisy Neighbor werden Anwendungen bezeichnet, die gro√üe Anforderungen an den Server, den Speicher, die Datenbank oder das Netzwerk stellen und die Performance anderer wichtiger Anwendungen, mit denen sei diese Ressourcen teilen, negativ beeinflussen. Der Noisy Neighbor-Effekt kann sowohl in den Rechenzentren von Unternehmen als auch insbesondere bei SaaS und IaaS Clouddiensten ein Problem sein. Innerhalb des unternehmensinternen Rechenzentrums hat zumindest die IT eine gewisse Kontrolle √ľber die Situation. In einer Cloud-Umgebung mit mehreren Mandanten, in der das Problem von einer anderen Entit√§t verursacht wird, die den Dienst gemeinsam nutzt, kann sich die IT nur beim Dienstanbieter beschweren. Dies ist ein wichtiger Grund daf√ľr, dass Unternehmen Tier-1-Anwendungen nicht √∂ffentlichen Cloud-Diensten anvertrauen.

Es wird oft vergessen, dass öffentliche virtualisierte Cloud-Plattformen eine Form von Shared Hosting sind. Cloud-Plattformen bieten eine Umgebung, in der begrenzte Ressourcen zwischen vielen verschiedenen Benutzern geteilt werden. In einer Cloud entstehen völlig unabhängige Server nicht aus dem Nichts. Jeder physische Server hostet eine große Anzahl von virtuellen Maschinen und jede virtuelle Maschine verwendet einen Teil der Ressourcen des physischen Servers. Virtuelle Maschinen können auf verschiedene physische Server verschoben werden, bleiben jedoch größtenteils dort, wo sie eingerichtet worden sind.

In einer gemeinsam genutzten Umgebung ist die Verteilung von Ressourcen relativ schwierig, da einige Benutzer mehr ben√∂tigen als andere. Daher ist der Noisy Neighbor Effekt beim traditionellen Shared Hosting schon lange ein Problem. Verschiedene Clients, die auf demselben Server gehostet werden, verwenden versehentlich oder absichtlich mehr als ihren gerechten Anteil an den Ressourcen. Die Cloud-Branche sieht sich mit dem gleichen Problem konfrontiert. Bei Shared Hosting war h√§ufig zu klein bemessene Arbeitsspeicher (RAM) die Ursache f√ľr das Problem des Noisy Neighbor. Die f√ľr die Ressourcenzuteilung in der Cloud zust√§ndigen Hypervisoren k√∂nnen eine strikte Kompartimentierung von RAM und anderen Ressourcen besser beibehalten, aber das bedeutet nicht, dass dadurch das Problem des Noisy Neighbor Effekt gel√∂st ist.

Das gr√∂√üte Noisy Neighbor Effekt in der Cloud wird durch Festplatten-I/O (Input/Output) verursacht. Festplatten werden gr√∂√üer, aber sie werden nicht viel schneller. SSDs (Solid State Drives) l√∂sen einige der Probleme, aber nicht alle. Wenn eine oder mehrere virtuelle Maschinen Aktionen ausf√ľhren, die eine Einfluss auf die I/O-Vorg√§nge auf dem physischen Serverspeicher haben, erleiden die virtuellen Nachbarn erhebliche Latenzzeiten. Wenn die Cloud-Plattformen Netzwerkspeicher und keine lokalen Laufwerke verwenden, k√∂nnen √ľberm√§√üige I/ O-Vorg√§nge von einer virtuellen Maschine (VM) die Netzwerkverbindung s√§ttigen und zu Konflikten f√ľhren.
Der Hypervisor der Cloud ist gewisserma√üen blind f√ľr die Vorg√§nge in den Registern und im Cache eines Prozessors. Er hat keine M√∂glichkeit zu wissen oder zu verwalten, was der Prozessor tut. Der Prozessor hat seine eigene Umgebung und genau, wie der Hypervisor den internen Zustand des Prozessors nicht kennt, wei√ü der Prozessor nichts dar√ľber, was √ľber dem Hypervisor geschieht.

Der Prozessor-Cache ist der sehr schnelle Speicher, der zwischen dem RAM und den Registern des Prozessors liegt. Der Cache enth√§lt die Daten, die der Prozessor wahrscheinlich als n√§chste ben√∂tigt. Da der Hypervisor keine Kontrolle √ľber den Cache hat, bestimmt der Prozessor selbst, welche Daten dort gespeichert werden. Bei modernen Mehrkernprozessoren, auf denen viele verschiedene virtuelle Maschinen ausgef√ľhrt werden, kommt es h√§ufig vor, dass eine VM den L3-Cache des Prozessors monopolisieren darf. Das bedeutet, dass die Ausf√ľhrung von Vorg√§ngen von anderen VMs wesentlich l√§nger dauern kann, sodass der Noisy Neighbor Effekt auftritt. Studien haben ergeben, dass der Effekt √ľberproportional ansteigt, je weniger Virtuelle Maschinen ein Client in der Cloud nutzt.

Maßnahmen zur Vermeidung des Noisy Neighbor Effektes

Auf der Seite der Clouddienstleister hat sich der Einsatz sogenannter All-Flash-Arrays Datenbankspeichersysteme mit mehreren integrierten Flashspeichern zur Vermeidung des Noisy Neighbor Effektes bew√§hrt. Die Speicherkontingente der All-Flash-Arrays k√∂nnen durch den Cloudadministrator verwaltet und der Datenverkehr zwischen den VMs koordiniert und √ľberwacht werden, sodass der Administrator gegebenenfalls korrigierend eingreifen kann.

Unternehmen k√∂nnen das Problem mit den “lauten Nachbarn” umgehen, in dem Sie einen Anbieter w√§hlen, der definierte Leistungskriterien bietet. Diese Details, dokumentiert in einer klaren Service-Level-Vereinbarung, dienen als Garantie des Anbieters, dass ein Unternehmen niemals ohne die ben√∂tigten Computerressourcen auskommen muss.

Eine andere L√∂sung besteht darin, einen cloudbasierten Dienst zu w√§hlen, der keine Virtualisierung nutzt. Da mehrere Instanzen einer Anwendung nicht auf demselben Server ausgef√ľhrt werden, vermeiden diese Dienste das Problem mit den Noisy Neighbors vollst√§ndig.

Als letzte Option zur Vermeidung des Noisy Neighbor Effektes bietet sich f√ľr Unternehmen eine Hybrid-Cloud als L√∂sung an. Dies erm√∂glicht es, kritische Aspekte des Gesch√§fts auf einem privaten Server und weniger wichtige in einer √∂ffentlichen Cloud auszuf√ľhren. Dadurch w√ľrden die wichtigen Gesch√§ftsabl√§ufe nicht von den gelegentlich niedrigeren Geschwindigkeiten beeintr√§chtigt.

Tipp

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