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Microsoft Storage Spaces Direct

Microsoft Windows Server 2016

Microsoft Windows Server 2016 Technical Preview 3

IT-Projekte / Consulting / Beratung / Support

Microsoft hat am 18.08.2015 Technical Preview 3 des Microsoft Windows Servers 2016 freigegeben. Darin enthalten ist das Microsoft Storage Direct, eine Erweiterung des aus Windows Server 2012 bekannten Microsoft Storage Spaces. Mit Microsoft Storage Direct lassen sich Software-Defined Storage-Lösungen erstellen und Daten schnell und sicher zur Verfügung stellen.

Beratung zu Microsoft Storage Spaces Direct, Consulting, Projekt-Durchführung mit anschließendem Support führen wir gerne bei Ihnen durch. Fragen Sie bei uns an und ein kompetenter Vertriebsmitarbeiter wird sich mit Ihnen in Verbindung setzten und nähere Details abklären.


Microsoft Windows 2012R2 Storage Spaces

Um Storage Spaces Direct zu verstehen betrachten wir Storage Spaces in Windows Server 2012 R2 HA Storage Systemen. In Windows Server 2012 R2 muss ein HA System mit Storage Spaces physisch an alle Storage-Nodes angeschlossen sein. Damit die Datenträger physisch an alle Storage-Nodes verbunden sein können müssen sie sich in einem externen JBOD-Gehäuse befinden und jeder Storage-Node muss eine physische Verbindung zum JBOD haben. Außerdem werden nur SAS-Festplatten-Laufwerke unterstützt, da SAS im Gegensatz zu SATA SAS Multi Initiator Verbindungen unterstützt.

Storage Spaces Direct wird durch die benötigte Verbindung der Datenträger zu jedem einzelnen Node die Art des Datenträgers eingeschränkt und kann zu komplexen SAS-Fabric Konfigurationen führen zumal diese Umgebung skalierbar sein muss.

Mit Windows Server 2016 Storage Spaces Direct kann man HA-Storage-Systeme aufbauen mit Storage-Nodes, die nur mit lokalem Speicher arbeiten. Dieser besteht entweder aus internen Festplatten-Laufwerken jedes Storage-Nodes oder Festplatten-Laufwerke in JBODs wo jeder JBOD nur mit einem einzigen Storage Node verbunden ist. Eine Einschränkung auf SAS Fabrics besteht nicht und es kann mit SATA-Festplatten gearbeitet werden was Kosten sparen und die Leistung verbessern kann.

Storage Spaces Direct - Nodes mit internen Festplatten
Storage Spaces Direct - JBODs verbunden mit einem einzelnen Storage Node

Storage Spaces Direct ist eine Neuerung im Bereich Storage-Speicher und stellt eine Erweiterung bestehender Software dar, die Storage Stacks für Windows Server definiert. Storage Spaces Direct nutzt SMB3 für die Intra-Nodes Kommunikation einschließlich SMB Direct und SMB Multichannel für geringe Latenz und hohem Speicher-Durchsatz.

Storage Spaces Direct integriert sich mit den neuen Funktionen in eine bekannte Windows Server Storage Umgebung einschließlich Scale-Out File Server, Cluster Shared Volume File System (CSVFS), Storage Space und Failover Clustering.

Windows Server 2016 Storage Spaces Direct Stack

Netzwerk-Hardware: Storage Spaces Direct stützt sich auf eine RDMA-fähige NIC (oder ein NIC-Port Paar) um zwischen den Hosts zu kommunizieren.

Storage Hardware: Das Storage System besteht aus mindestens vier Storage-Nodes mit lokalem Speicher, entweder interne Festplatten oder Festplatten in einem externen SAS-verbundenem JBOD-Gehäuse. Die Festplatten im Gehäuse können SATA-Festplatten, NVMe Festplatten oder SAS-Festplatten sein.

Software Storage Bus: der Software Storage Bus umfasst alle Storage-Nodes und vereint den lokalen Speicher aller Storage-Nodes, so dass alle Datenträger für den Storage Space Schicht sichtbar sind.

Storage Pool: Erstreckt sich über alle Nodes mit dem kompletten lokalem Speicher.

Storage Spaces: (also virtuelle Platten) bieten Ausfallsicherheit für Festplatten oder Nodes-Ausfälle, weil die Daten auf verschiedenen Nodes gespeichert sind.

Resilient File System (ReFS) bietet das Dateisystem, in dem Hyper-V VM-Dateien gespeichert sind. ReFS ist ein Premier-File-System für virtualisierte Umgebungen und enthält Optimierungen für Storage Spaces wie z.B. Fehlererkennung und automatisierte Korrektur. Darüber hinaus bietet ReFS Beschleunigungen für VHD(X) Operationen wie z.B. feste VHD(X) Erstellung, dynamisches VHD(X) Wachstum und Zusammenführung von VHD(X).

Clustered Shared Volumes: CSVFS Schichten oberhalb des ReFS bringen alle gemounteten Volumes zu einem einzigen Namenspace zusammen.

Scale-Out File Server: Diese oberste Schicht des Storage-Stacks stellt den Remote-Zugriff auf das Speichersystem mit dem SMB3 Zugangsprotokoll bereit. Scale-Out-File-Server (SOFS) sind nicht in einer hyper-konvergenten Konfiguration implementiert, bei der die virtuellen Maschinen auf demselben Cluster gehostet werden wie das Storage Spaces Direkt System.

Es gibt zwei gezielte Bereitstellungsszenarien für Windows Server 2016 Storage Spaces Direct. Beide Fälle bieten Storage für Hyper-V speziell fokussiert auf Hyper-V IaaS (Infrastructure as a Service) für Service-Provider. Die Umgebung kann für primären Storage von Hyper-V VM-Dateien sein oder für Hyper-V Replica VM-Dateien. Darüber hinaus kann die Bereitstellung für Backup und Archivierung von Dateien des virtuellen Computers sein.

Der disaggregierte Use Case hat die Computer und Speicher getrennt und ermöglicht so die Skalierung des Hyper-V Computer Clusters und Scale Out File Server Storage unabhängig voneinander.

Storage Spaces Direct - disaggregierte Use Case

Der hyper-konvergente Use Case hat die Computer und Storage auf demselben Cluster mit den VM-Dateien auf den lokalen CSVs (Cluster Shared Volumes) um eine Skalierung des Hyper-V Cluster Computer und des Storage zusammen zu ermöglichen. Wichtig zu erwähnen dass ein einziger Storage-Space direkt konfiguriert wird und die CSV Volumes verfügbar sind. Konfiguration und Bereitstellung von Hyper-V ist der selbe Prozess und die gleichen Tools werden verwendet, die man benutzt um irgendwelche anderen Hyper-V Failover Cluster bereit zu stellen.

Storage Spaces Direct - hyper-konvergente Use Case

Hardware-Voraussetzungen:

Um Storage Space Direct bereitzustellen ist der einfachste Weg mindestens vier Generation 2 Hyper-V Virtuelle Maschinen mit mindestens 2 Datenträgern pro virtueller Maschine zu verwenden. Powershell wird verwendet zum Bereitstellen und Managen des Storage Space Direct. Ausdrücklich nicht verwenden soll man den Server Manager oder den Failover Cluster Manager.

Notiz: Storage Space Direct unterstützt keine Festplatten die via Multiple Paths verbunden sind oder auch nicht Microsoft Multipath MPIO Software Stacks.