Ja jūs strādājat ar Windows Server, un jums ir nepieciešams maksimāli palielināt savu krātuviJūs droši vien esat dzirdējuši par Storage Spaces, Storage Spaces Direct un slaveno tiering. Šie termini izklausās pēc mārketinga modes vārdiem, taču aiz tiem slēpjas jaudīga tehnoloģija, kas, pareizi konfigurēta, var ietaupīt daudz naudas SAN krātuvē un sniegt neticamu elastību.
Turpmākajās rindās mēs redzēsim Kas īsti ir krātuves telpas ar līmeņiem?Mēs paskaidrosim, kā tas iederas Storage Spaces Direct (S2D) vidē, kādi komponenti ir iesaistīti, kā paplašināt esošu slāņveida telpu un kas jāņem vērā, lai izveidotu patiesi hiperkonverģētu klasteri gan laboratorijā, gan ražošanā. Mēs to darīsim pieejamā veidā, bet netaupot uz tehniskām detaļām, lai jūs varētu visu pielietot savā vidē, neiedziļinoties pieredzē.
Kas ir krātuves vietas un kā izskatās līmeņu noteikšana?
gada ekosistēmā Windows Server, Storage Spaces ir programmatūras definēts krātuves slānis kas ļauj grupēt fiziskos diskus (SATA, SAS, SSD, NVMe…) “pūlā” jeb krātuves grupā, kurā pēc tam tiek izveidoti virtuālie diski ar dažādiem noturības līmeņiem (vienkāršs, spoguļattēls, paritāte).
Jēdziens krātuves līmeņi vai līmeņi Tas rodas, ja šajā pūlā apvienojam dažādu veiktspējas līmeņu diskus: piemēram, SSD vai NVMe diskus ātrajam līmenim un tradicionālos HDD diskus ietilpības līmenim. Krātuves telpas var automātiski pārvietot "karstos" (bieži piekļūtos) datus uz ātro līmeni un atstāt "aukstos" datus lēnākajā, lētākajā līmenī.
Tipiskā scenārijā Jums būtu veiktspējas līmenis, kas balstīts uz SSD/NVMe, un ietilpības līmenis, kas balstīts uz HDDWindows iekšēji pārvalda bloku izvietojumu un migrāciju starp līmeņiem, līdzīgi kā to dara komerciālie SAN masīvu risinājumi, bet izmantojot standarta x86 serverus ar lokāliem diskiem.
Šī pati daudzpakāpju pieeja ir novērojama arī citos ražotājos un publiskajos mākoņos, kur tie piedāvā glabāšanas klases ar atšķirīgām izmaksām un piekļuves laikiemPāreja tiek automatizēta, pamatojoties uz lietošanas modeļiem. Visos gadījumos mērķis ir viens: nodrošināt, lai viss būtu pieejams, nemaksājot par dārgāko visu datu krātuvi.
Storage Spaces Direct (S2D): hiperkonverģences pamats operētājsistēmā Windows
Tiešās krātuves vietas vai Īsāk sakot, S2D ir tradicionālo krātuvju telpu evolūcija. kas sākotnēji parādījās operētājsistēmā Windows Server 2012 R2. Ar S2D Microsoft programmatūras definētās krātuves koncepciju paceļ līdz galam: tā vietā, lai paļautos uz ārēju SAN masīvu, klastera serveri paši nodrošina savus lokālos diskus, kas tiek apkopoti vienā izkliedētā pūlā.
Šī tehnoloģija ir daļa no pamatprincipiem Azure Stack HCI un Windows Server Datacenter izdevumi (2016., 2019., 2022. un vēlāk, ieskaitot Azure versiju). Nav nepieciešams instalēt nekādus neparastus komponentus: tas ir integrēts operētājsistēmā un iespējots tradicionālajam dublēšanas klasterim.
Ar S2D jūs varat veidot divi galvenie izvietošanas modeļiklasiskais hiperkonverģētais scenārijs, kurā vieni un tie paši mezgli nodrošina skaitļošanu (Hyper-V virtuālās mašīnas) un krātuvi, un konverģētais jeb dezagregētais scenārijs, kurā viens klasteris ir paredzēts tikai krātuvei, bet otrs — skaitļošanai, kurai piekļūst, izmantojot SOFS (Scale-Out File Server).
Produktīvā vidē, Microsoft iesaka izmantot aparatūru, kas ir validēta S2D vai Azure Stack HCI platformām.Ar vismaz trim mezgliem, ja vēlaties, lai vienu varētu zaudēt, nepārtraucot pakalpojumu sniegšanu, un piemērotiem diskiem (SAS, SSD, NVMe…) katrā serverī. Laboratorijas vajadzībām var iztikt ar mazāk, pat ar SATA un “radošākām” konfigurācijām, taču tas ir cits stāsts un netiek atbalstīts ražošanā.
Storage Spaces Direct un līmeņu galvenās sastāvdaļas
Lai saprastu, kā tiek apvienotas krātuves telpas, S2D un līmeņu pārvaldība, ir noderīgi pārskatīt tehniskās sastāvdaļas, kas atrodas zem grafiskā interfeisa vai klātesošo.
Pirmkārt, mums vajag saderīga aparatūra un pietiekams disku skaitsSertificēti x86 serveri, katrs ar vairākiem lokāliem diskdziņiem, kuros var kombinēt NVMe, SSD un HDD diskus. Šī kombinācija ļauj mums izveidot dažādus līmeņus vienā pūlā, piemēram, ātru līmeni, kurā darbojas tikai zibatmiņa, un ietilpības līmeni ar mehāniskiem diskiem.
Tīkls ir vēl viens pamatpīlārs, jo programmatūras definētā atmiņas kopne Tas ļauj visiem klastera mezgliem redzēt viens otra lokālos diskus tā, it kā tie atrastos kopīgā šasijā. Lai tas darbotos nevainojami, ir ļoti ieteicams izmantot ātrus tīklus ar RDMA (RoCE vai iWARP) ar 10 GbE vai lielāku ātrumu, īpaši ražošanas klasteros ar augstu IOPS.
Virs tā autobusa, tiek izveidots viens krātuves baseins kas grupē visu pieejamo ietilpību. No šī pūla tiek izveidoti virtuālie diski vai krātuves vietas, kurās tiek konfigurēts noturības veids (vienkāršs, spoguļattēls, paritāte) un līmeņu politika, norādot, kuru daļu atbalsta SSD/NVMe un kuru daļu — HDD.
Attiecībā uz šiem virtuālajiem diskiem parasti tiek izmantota šāda metode: ReFS (Resilient File System) kā ieteicamā failu sistēmaReFS ir īpaši noderīgs virtualizācijas darba slodzēm ar Hyper-V vai VHDX krātuvi. Tas piedāvā pašintegritāti, paātrinātu bojājumu noteikšanu un labošanu, kā arī optimizācijas ātrai bloku klonēšanai, kas ir ļoti noderīgi vairāku VM scenārijos.
Ieviešanas modeļi: hiperkonverģēti un konverģēti
S2D saimē mūsdienās vispopulārākais modelis ir hiperkonverģēta izvietošana (HCI)Šajā pieejā vieni un tie paši klastera serveri mitina Hyper-V virtuālās mašīnas un vienlaikus nodrošina to krātuvi S2D pūlam. Šī ir ļoti pievilcīga konfigurācija daudziem uzņēmumiem, jo tā samazina sarežģītību un izmaksas, novēršot nepieciešamību pēc atsevišķa SAN masīva.
Otra iespēja ir pieeja konverģents vai dezagregētsŠeit lomas ir atdalītas: viens klasteris ir paredzēts tikai S2D krātuvei un nodrošina sējumus, izmantojot Scale-Out File Server (SOFS) un SMB3, savukārt cits neatkarīgs klasteris apstrādā skaitļošanas darbus un patērē šo attālo krātuvi.
Abos modeļos Līmeņu noteikšana turpina spēlēt to pašu lomuInteliģenti novietojiet aktīvos datus uz visefektīvākajiem datu nesējiem un pārvietojiet reti piekļūtos datus uz lētākajiem līmeņiem. Šī filozofija atspoguļojas arī mākoņpakalpojumos, piemēram, Amazon S3 Intelligent Tiering, kur bieži piekļūtie objekti paliek "standarta" klasē, bet reti izmantotie objekti tiek pārvietoti uz reti piekļūtajām vai arhīva klasēm, lai samazinātu izmaksas.
Viena no konverģences pieejas nepārprotamajām priekšrocībām ir tā, ka Jūs varat neatkarīgi mērogot skaitļošanas un krātuves iespējas.Pievienojot S2D mezglus, ja nepieciešama lielāka krātuves ietilpība vai joslas platums, vai Hyper-V mezglus, ja trūkst centrālā procesora un operatīvās atmiņas resursu, nepalielinot visu uzreiz.
Jebkurā gadījumā gan hiperkonverģentos, gan konverģentos modeļos Windows Server kļūmjpārlēces klasteris ir pamats, kas nodrošina augstu pieejamību. un koordinēta resursu, klasteru lomu, koplietoto sējumu un virtuālo mašīnu tiešraides migrācijas pārvaldība.
Kā konfigurēt S2D klasteri ar krātuves vietām un līmeņu noteikšanu
Klastera iestatīšana, izmantojot Storage Spaces Direct, un līmeņu iestatīšanas iespējošana sākumā var šķist sarežģīta, taču kopējā darbplūsma Tas seko virknei diezgan loģisku darbību kam jābūt skaidram pirms darba uzsākšanas.
Pirmā lieta ir sagatavot mezgli ar Windows Server Datacenter (atbalstītajā versijā, ko izmantosiet), instalējot Hyper-V, ja mitināsiet virtuālās mašīnas, un pievienojot kļūmjpārlēces klastera funkciju. Klasteris tiek izveidots, izmantojot standarta kļūmjpārlēces klastera pārvaldnieka vedni, validējot aparatūru, tīklus un diskus.
Kad klasteris ir izveidots, jūs verificējat Disku pārvaldnieks, kurā katrs mezgls redz savus datu diskus kā neatkarīgus diskus (Ideālā gadījumā JBOD vai RAID-0 viens pret vienu, lai S2D būtu tieša redzamība). Diskiem, kas tiks atvēlēti pūlam, nevajadzētu izveidot nekādus sējumus vai nodalījumus; tiem vienkārši jābūt "neapstrādātiem" un pieejamiem S2D pārvaldībai.
Tīkla līmenī tas ir konfigurēts vismaz viens tīkls klienta datplūsmai un otrs iekšējai klastera datplūsmai (sirdsdarbība, datu replikācija utt.). Ražošanas vidē parasti ir vairāk segmentētu tīklu dažādiem datplūsmas veidiem, bet laboratorijā tas parasti ir daudz vienkāršāk.
Kad klasteris ir darbspējīgs un diski ir gatavi, ir pienācis laiks Iespējojiet Storage Spaces Direct, izmantojot PowerShellNo konsoles ar administratora privilēģijām varat palaist komandu, piemēram:
Enable-ClusterS2D -PoolFriendlyName S2D Sāciet krātuves pūla automātisko iespējošanu
Šī cmdlet analizē atbilstošos diskusIzveidojiet krātuves pūlu un konfigurējiet S2D infrastruktūru. Laboratorijās ar diskiem, kas neatbilst visām prasībām (piemēram, SATA, nevis sertificēti SSD), var izmantot šo parametru. -SkipEligibilityChecks izlaist dažas pārbaudes, lai gan mēs uzstājam, ka tas nav atbalstīts ražošanas vidē.
Kopas, virtuālo disku un sējuma izveide, izmantojot ReFS
Pēc S2D iespējošanas, ja atgriežaties Pārslogojiet kļūmjpārlēces klastera pārvaldnieku un dodieties uz Krātuve > KopasJūs redzēsiet jaunu pūlu, kurā ir grupēti datu diski no visiem mezgliem. Tā ir jūsu programmatūras definētās krātuves sirds.
Nākamais solis ir izveidot virtuālais disks pūlāNo pūla darbībām atlasiet "Jauns virtuālais disks" un izpildiet vedņa norādījumus, norādot nosaukumu un to, vai vēlaties izmantot līmeņu noteikšanu starp dažādiem disku tipiem. Ja jūsu pūlā ir gan SSD, gan HDD diski, tur varat atzīmēt izvēles rūtiņu, lai iespējotu datu līmeņu noteikšanu.
Asistents jums arī uzdos jautājumus par virtuālā diska noturībaPrasīgās vidēs parasti tiek izmantota spoguļošana (līdzvērtīga RAID-1) vai trīsvirzienu spoguļošana, kas ļauj vienlaikus nodrošināt divu disku dīkstāvi. Paritāte (līdzīga RAID-5) ir derīga opcija noteiktiem arhivēšanas scenārijiem, taču tai ir lielāks rakstīšanas sods.
Kad ir izvēlēts noturības veids un definēts virtuālā diska lielums, vednis var tieši tam pievienot sējuma izveidi. Ir ļoti praktiski atstāt šo opciju atlasītu, lai, tiklīdz virtuālais disks ir izveidots, tas tiktu formatēts ar atbilstošu programmatūru. piemērota failu sistēma, parasti ReFS ja plānojat mitināt virtuālās mašīnas, vai NTFS, ja jums ir citas īpašas vajadzības.
Šī procesa laikā jūs arī izlemjat, vai jūs piešķirat diska burtu vai atstājat sējumu bez burtaKlasteru vidēs ar koplietotiem sējumiem Hyper-V ir ļoti bieži neizmantot disku burtus un strādāt ar ceļiem. C:\ClusterStorage\lai visi mezgli redzētu vienu un to pašu sējumu kā koplietotu resursu.
Konvertēšana uz klastera koplietoto sējumu (CSV) un lietošana ar Hyper-V
Kad sējums ir izveidots jūsu virtuālajā diskā, ir jāveic viens svarīgs solis, lai to izmantotu klasterī: konvertēt to uz klastera koplietoto sējumu (CSV)Kļūmjpārlēces klastera pārvaldniekā pieejamo disku sadaļā atlasiet sējumu un izvēlieties opciju “Pievienot koplietotajam klastera sējumam”.
To darot, klasteris pievieno sējumu zem ceļa. C:\ClusterStorage\VolumeX visos mezglosTas ļauj jebkuram no tiem vienlaikus piekļūt krātuvei. Tieši tas padara virtuālo mašīnu tiešo migrāciju nemanāmu, jo VM disks paliek pieejams visiem resursdatoriem vienlaikus.
Ja katrā mezglā atvērsiet failu pārlūku, redzēsiet, ka tas parādās ClusterStorage mape C saknes direktorijā:, ar koplietoto sējumu iekšpusē. Šeit parasti tiek veidotas virtuālo mašīnu mapes (VHDX, konfigurācija, kontrolpunkti) un, piemēram, mapes ar ISO failiem, kurus vēlaties izmantot no jebkura mezgla.
No Hyper-V pārvaldnieka varat izveidot jauna virtuālā mašīna, kas savus failus mitina tieši CSV failāPēc tam virtuālo mašīnu var pievienot kā klastera resursu un pārvietot starp mezgliem, izmantojot tiešo migrāciju, pārbaudot, vai tā turpina darboties, mainot fiziskos resursdatorus.
Viena praktiska detaļa dažās laboratorijās ar “ligzdotu virtualizāciju” ir tāda, ka Lai piešķirtu piekļuvi citai virtuālās mašīnas tīklam esošai virtuālajai mašīnai, ir jāiespējo MAC adreses viltošana.Tā ir izplatīta kļūda, kuras dēļ ir nepieciešams izslēgt mezglus un pielāgot konfigurāciju, tāpēc ir vērts to paturēt prātā, lai netērētu laiku.
Konkrēts gadījums: krātuves vietas paplašināšana, izmantojot līmeņu pārvaldību serverī
Papildus klasteru iestatīšanai pastāv ļoti izplatīts scenārijs: Jums ir krātuves vieta atsevišķā serverī ar konfigurētu līmeņu sistēmu, un tā ir jāpaplašina. jo pašreizējā jauda ir nepietiekama. Windows Server ļauj to izdarīt diezgan tieši, izmantojot PowerShell un dažus precīzi definētus soļus.
Iedomājieties jau izveidotu aptuveni 12 TB lielu slāņveida krātuves telpu ar daudzpakāpju SSD un HDD diskiem. Vispārīgais paplašināšanas process būtu šāds: vispirms Jūs pievienojat jaunus fiziskos diskus krātuves pūlam (piemēram, vairāk cietā diska ietilpības līmenim) un pārliecinieties, vai sistēma tos redz pareizi.
Pēc tam no PowerShell jūs palaižat Get-PhysicalDisk | FL * lai uzskaitītu visus diskus un atrodiet tikko pievienotā jaunā diska uniqueId. Šis identifikators būs jāizmanto, lai pielāgotu multivides veidu, kas ir svarīgi, ja disks netiek automātiski atpazīts kā HDD vai SSD.
Ar uniqueId rokā jūs palaižat komandu šādi: Set-PhysicalDisk -UniqueId <ID> -MediaType HDD par atjauniniet jaunā diska multivides veiduPēc tam ieteicams atsvaidzināt servera pārvaldnieku vai krātuves pārvaldības konsoli, lai pārliecinātos, ka disks tiek parādīts ar pareizo tipu.
Kad tips ir pielāgots, varat Mainiet atbilstošā līmeņa izmērus, izmantojot cmdlet Resize-StorageTierPiemēram, kaut kas līdzīgs Resize-StorageTier -FriendlyName Vdisk01_Microsoft_HDD_Template -Size 16.1TB ļautu paplašināt HDD līmenim piešķirto izmēru šajā slāņotajā virtuālajā diskā.
Pēdējais solis ir doties uz Diska pārvaldība un šī virtuālā diska atbalstītā apjoma paplašināšanaTas ļauj operētājsistēmai izmantot jauniegūto ietilpību. Turpmāk jums būs vairāk izmantojamas vietas, vienlaikus saglabājot daudzpakāpju konfigurāciju starp SSD un HDD, bez nepieciešamības no jauna izveidot krātuves vietu.
Apsvērumi attiecībā uz kolonnām, disku skaitu un līmeņu dizainu
Bieži uzdots jautājums, strādājot ar krātuves vietām sarežģītākās konfigurācijās, ir, kā Kolonnas ir saistītas ar nepieciešamo fizisko disku skaitu.it īpaši, ja vēlaties izmantot SSD diskus kā veiktspējas līmeni līdzās HDD diskiem šasijā ar daudziem diskiem.
Kolonnas nosaka Kā dati tiek paralēli izplatīti fiziskajos diskosTas ietekmē gan veiktspēju, gan kļūdu toleranci, kā arī nepieciešamo minimālo disku skaitu. Piemēram, ja definējat krātuves vietu ar trim kolonnām, tas nozīmē, ka dati tiek "svītroti" sadalīti trīs diskos katrai datu kopijai (atkarībā no noturības līmeņa).
Kad jūs ievadāt SSD līmeņa virs cieto disku komplektaLoģika ir līdzīga: ja virtuālā diska dizains izmanto trīs kolonnas, parasti būs nepieciešams arī SSD līmenis, lai būtu pietiekami daudz disku šīs struktūras uzturēšanai. Darbs ar vienu SSD kā līmeni parasti ir slikta ideja, jo tas novērš paralēlismu, sarežģī noturību un kļūst par vienīgo kļūmes punktu.
Lai gan laboratorijā var piekāpties (mazāk disku, dīvaini maisījumi utt.), Reālās pasaules vidē ieteicams ievērot Microsoft ieteikumus. Attiecībā uz minimālo disku skaitu katram datu nesēja tipam, kolonnu skaitu atbilstoši pūla lielumam un noturības līmeņiem, lai līmeņu sistēma varētu darboties līdzsvaroti.
Pareizs līmeņu dizains tieši ietekmē lietojumprogrammu uztvertā veiktspējaSvarīgi faktori ir SSD izmantošanas efektivitāte (lai tas nekļūtu par sašaurinājumu) un efektīvā ietilpība, ko iegūsiet pēc spoguļošanas vai paritātes piemērošanas. Nepareizs izmēra noteikšanas risinājums var radīt nepatīkamus pārsteigumus, ja vēlaties paplašināt vai ja disks atteicas.
Paralēles ar mākoņa līmeņiem un dzīves cikla pārvaldību
Papildus Windows Server ir vērts aplūkot, kā Citi pakalpojumu sniedzēji risina līmeņu noteikšanas jautājumusJo principi ir vienādi, un tas palīdz izprast kopējo filozofiju. Spilgts piemērs ir Amazon S3 Intelligent-Tiering apvienojumā ar S3 Glacier, kur sistēma automātiski klasificē objektus atbilstoši to piekļuves modelim.
Reālā lietošanas gadījumā Eiropas straumēšanas platforma migrēja vairāk nekā 3 petabilu audiovizuālā satura Amazon S3 platformā Izmantojot Snowball ierīces, tagad, pateicoties viedajai līmeņu sistēmai, tiek uzturēts viss tiešsaistes arhīvs. Pieprasīts saturs paliek bieži piekļūtajā līmenī, savukārt mazāk skatītie seriāli un filmas tiek pārvietoti uz reti piekļūtajiem vai arhivētajiem līmeņiem, tādējādi kontrolējot kopējās izmaksas.
Līdzīgi, lokālās vidēs ar tādiem risinājumiem kā ONTAP var definēt dzīves cikla politikas datu pārvietošanai starp dažādām krātuves klasēmSākot standarta klasē un pēc X dienu neaktivitātes pārejot uz lētākām klasēm. Turklāt dažas sistēmas pat ļauj izveidot spoguļus citās objektu glabāšanas vietās un pārslēgties starp primāro galamērķi un spoguli.
Pamatvēstījums ir tāds, ka Tiering vairs nav tikai lokāla aparatūras funkcijabet gan visaptveroša datu pārvaldības stratēģija gan mākonī, gan datu centrā. Windows krātuves telpas ar līmeņu pārvaldību lieliski iederas šajā filozofijā, ļaujot eksperimentēt ar dažādiem veiktspējas un izmaksu līmeņiem, neizejot no Microsoft ekosistēmas.
Visos šajos kontekstos jūs faktiski ietaupāt vadības laiks un galvassāpesTev nav pastāvīgi jādomā par to, ko dzēst, Kuru kopēšanas metodi izmantot vai ko pārvietot manuāli, jo sistēma mācās no piekļuves modeļa un pārvieto datus tur, kur tiem jābūt, lai optimizētu izdevumus un veiktspēju.
Ja visu redzēto saliksim kopā, kļūs skaidrs, ka Noliktavu telpas ar līmeņiem un tiešās noliktavu telpas veido ļoti spēcīgu bloku modernu infrastruktūru izveidei.Gan lokāli, gan hibrīdvidē, sākot ar standarta serveriem, var sasniegt veiktspēju, kas ir ļoti līdzīga uzlabotiem SAN masīviem, ar augstu pieejamību, augstu veiktspēju, horizontālu mērogojamību un automatizētu karsto un auksto datu pārvaldību. Rūpīgi plānojot aparatūru, tīklus, kā arī pūlu un līmeņu dizainu, tas kļūst par galveno komponentu Hyper-V klasteriem, mērogojamiem failu serveriem vai pat HCI izvietojumiem, kas integrēti mākonī, nepaļaujoties uz daudz dārgākiem patentētiem risinājumiem.
