Opbevaringspladser med niveauopbevaring Lagerniveauer er blevet et af de mest kraftfulde værktøjer i Windows Server til at maksimere SSD-ydeevne uden at ofre den store kapacitet og lave pris ved traditionelle harddiske. Ved at kombinere begge teknologier effektivt og korrekt konfigurere lagerpuljer, virtuelle diske og niveauer kan du opnå et system, der yder exceptionelt godt til kritiske arbejdsbelastninger, samtidig med at det forbliver overkommeligt for alle andre data.
I de følgende linjer forklarer vi, hvad Storage Spaces er, hvordan lagdelt lagring fungerer, hvilke krav du skal opfylde, og hvordan du konfigurerer hele miljøet både på en standalone server og i scenarier med Storage Spaces Direct.
Hvad er lagerplads, og hvordan passer lagdelt lagring ind i det?
Lagerpladser er det softwaredefinerede lagerlag Windows Server giver dig mulighed for at gruppere flere fysiske diske i en eller flere lagerpuljer, hvorfra du kan oprette virtuelle diske med forskellige niveauer af robusthed og klargøring. NTFS- eller ReFS-volumener oprettes derefter på disse virtuelle diske, som om de var traditionelle fysiske diske.
Men Hvad er en lagergruppe? Det er simpelthen en logisk container til fysiske diske, hvor Windows holder op med at se diskene separat og behandler dem som en enkelt enhed. Fra denne pulje kan du tilføje flere diske i fremtiden, udvide kapaciteten og delegere administration med betydelig fleksibilitet. Dette er meget nyttigt i miljøer med kontinuerlig vækst.
Fra hver pulje kan du oprette en eller flere virtuelle diske (lagerpladser)Når den virtuelle disk er oprettet, er næste trin at definere en eller flere formaterede diskenhederHer vælger du størrelse, drevbogstav eller monteringsmappe, filsystem (NTFS eller ReFS), størrelse på allokeringsenhed og en beskrivende betegnelse. Til den daglige administration arbejder du med disse diske ligesom ethvert andet Windows-drev.
Lagdelt opbevaring Dette kommer i spil, når SSD'er og harddiske kombineres i den samme datapulje. Windows analyserer, hvilke datablokke der tilgås oftest, og placerer dem i det hurtige lag (SSD), mens kolde eller sjældent anvendte blokke flyttes til kapacitetslaget (HDD). Hele denne proces er automatisk og transparent for applikationer.
Resultatet er, at du får SSD-hastighed til hurtig data Og den billige kapacitet på harddiske til mindre kritiske data. Og uden manuelt at skulle beslutte, hvad der skal på hvert drev. For en systemadministrator er det en meget effektiv måde at balancere budget, IOPS og kapacitet uden overdrevne komplikationer.
Forudsætninger og hardwareovervejelser
Før du begynder at oprette puljer og virtuelle diske, er der en række ting, du skal overveje. hardwarekrav som Windows Server stiller for at lagerpladser og lagerniveauer fungerer korrekt. Især på fysiske servere.
Vedrørende diskbustyperStorage Spaces understøtter SAS (Serial Attached SCSI), SATA, iSCSI og Fibre Channel. Du kan også bruge USB-drev, selvom dette ikke anbefales på en server på grund af problemer med ydeevne og pålidelighed. Hvis du implementerer Storage Spaces på iSCSI- eller Fibre Channel LUN'er, skal de virtuelle diske være ikke-robuste (simpelt design) for at forhindre, at RAID-laget overlapper med selve storage-arrayet.
masse Fysiske diske skal være mindst 4 GB storeDet er afgørende, at de ankommer pæne: uden partitioner, volumener eller tidligere formatering. Ideelt set bør alle diske, der deltager i en pulje, være homogene i kapacitet og medietype, især når der anvendes robusthed gennem spejling eller paritet.
Med hensyn til HBA (Host Bus Adapter)Microsoft anbefaler at bruge "enkle" adaptere uden aktiv RAID-funktionalitet. Hvis din HBA understøtter RAID, skal den kunne konfigureres i ikke-RAID-tilstand, hvilket fuldstændigt deaktiverer al caching eller pooling på controllerniveau. Storage Spaces skal se hver disk som en uafhængig enhed, uden at HBA'en abstraherer noget eller leverer lukkede JBOD-lignende tjenester, der skjuler synligheden af slotsene.
I scenarier med eksterne JBOD-bokseDet anbefales kraftigt, at de er certificeret til Storage Spaces og angivet i Windows Server Catalog. For at kontrollere, at storage arrayet korrekt eksponerer chassisnummeret og slotet for hver disk (EnclosureNumber og SlotNumber), kan du bruge en PowerShell-cmdlet, filtrere efter SAS-bus og kontrollere, at disse felter har gyldige værdier.
Typer af modstandsdygtighed: Simpel, spejlvendt og paritetsbaseret
Når du opretter en virtuel disk, er en af de vigtigste beslutninger type modstandsdygtighedda det påvirker både ydeevne og fejltolerance, samt forbruget af nyttig kapacitet.
Enkelt design
Den distribuerer data i striber på tværs af alle deltagende fysiske diske, hvilket maksimerer ydeevne og effektiv kapacitet, men uden nogen form for beskyttelse. Hvis én disk fejler, bliver hele arrayet uopretteligt. Den er velegnet til midlertidige data, test, laboratorier eller information, der nemt kan regenereres til en lav pris.
Spejldesignet
Den lagrer to eller tre kopier af dataene på separate fysiske diske, hvilket øger pålideligheden betydeligt på bekostning af reduceret kapacitet. I lighed med RAID 1/10 duplikeres (eller tredobles) hver skriveoperation, og dataene distribueres på tværs af flere drev, hvilket forbedrer ydeevnen og reducerer latenstid sammenlignet med paritet. Windows bruger også en mekanisme med DRT (sporing af beskidte områder) for at opretholde konsistens mellem kopier efter pludselige genstarter eller uventede nedbrud.
Paritetsdesign (ligner RAID 5/6)
Den kombinerer data og paritetsinformation fordelt på tværs af alle diske. Den tilbyder bedre kapacitetsudnyttelse end Mirror, med beskyttelse mod diskfejl, men på bekostning af højere latenstid, især ved tilfældige skrivninger. Den fungerer rigtig godt til sekventielt tilgåede data, såsom backup-arkiver, arkivfiler, historiske logfiler eller koldlagringsdata.
For at bruge Parity med diskfailover-beskyttelse skal du bruge mindst 3 fysiske diskeDet anbefales at undgå dette for arbejdsbelastninger med intensive tilfældige skrivninger (OLTP-databaser, VM'er med høj churn), hvor Mirror normalt tilbyder en meget mere jævn oplevelse.
Trin-for-trin oprettelse af lagergrupper
Det første operationelle trin i arbejdet med lagerpladser er grupper de tilgængelige fysiske diske i en eller flere lagergrupper. Enten fra Server Manager eller via PowerShell.
I Server Manager-konsollen skal du få adgang til "Fil- og lagringstjenester" Gå derefter til "Lagerpuljer" under "Diske". Som standard vises ledige diske i en pulje kaldet "primær pulje". Hvis du ikke ser den, betyder det normalt, at lageret ikke opfylder kravene til lagerpladser, eller at diskene ikke er i en puljeklar tilstand.
Fra afsnittet af "LAGERGRUPPER"Åbn menuen "OPGAVER" og start guiden "Ny lagerpulje". Der kan du tildele puljen et brugervenligt navn, en beskrivelse og vælge det tilsvarende lagerundersystem.
På siden med valg af fysiske diske skal du markere de diske, der skal være en del af puljen. Hvis du vil, kan du angive nogle som... aktive reservedele (Hot Spare) ved at ændre allokeringstypen. Disse diske vil blive holdt i reserve og vil automatisk blive brugt til genopbygninger i tilfælde af fejl på et aktivt drev.
Når du har bekræftet dine valg og oprettet puljen, vil du se den nye lagerpulje angivet i konsollen, klar til at du kan oprette de virtuelle diske, du har brug for på den. Hele denne operation kan replikeres ved hjælp af PowerShell med cmdlets som f.eks. Get-StoragePool, Get-PhysicalDisk -CanPool $true y Ny opbevaringspoolmed tydelig angivelse af navnet på delsystemet og listen over diske, der skal inkluderes.
Oprettelse af virtuelle diske og aktivering af lagerniveauer
Når du har poolen klar, er næste trin opret en eller flere virtuelle diske Fra den gruppe, definition af robusthedsdesign, provisionering og, hvis det er relevant, muliggørelse af lagdelt lagring.
I "VIRTUELLE DISKE" Fra Server Manager skal du vælge den tilsvarende pulje og vælge "Ny virtuel disk" fra "OPGAVER". Guiden vil bede dig om at navngive den virtuelle disk, vælge lagringsdesignet (Simpel, Spejl eller Paritet), og hvis der er diske af forskellige medietyper, kan du vælge muligheden for at "Opret lagringslag på denne virtuelle disk" for at aktivere lagringsniveauer.
Når du aktiverer lagerniveauer, er der nogle vigtige begrænsninger. Du kan kun bruge enkle eller spejlvendte designs. (Paritet er ikke tilgængelig med lag), og klargøringstypen skal være Fast. Tynd disk er ikke tilladt for lagdelte diske. Dette er afgørende, hvis du planlægger et paritetsdesign. Du skal bruge en separat, ikke-lagdelt virtuel disk eller en separat pulje.
I laboratorie- eller virtualiserede miljøer kan du endda "narre" systemet ved at oprette flere virtuelle SAS-diske i en hypervisor som VMware Workstation og derefter manuelt markere, hvilke diske der er SSD'er, og hvilke der er HDD'er, ved hjælp af PowerShell. Set-PhysicalDisk -MediaTypePå denne måde vil Windows korrekt registrere begge medietyper og give dig mulighed for at definere lagene.
Under guiden kan du vælge den størrelse, der skal allokeres til hvert lag. Det vil sige, hvor meget SSD-plads der skal reserveres til det hurtige lag, og hvor meget harddiskkapacitet der skal dedikeres til det massive lag. Dette forhold er nøglen: SSD-niveau for lille Den kan hurtigt blive mættet og miste noget af sin fordel under meget aktive belastninger.
Tynd vs. fast provisionering og virtuel diskstørrelse
Oprettelse af en virtuel disk involverer også valg af type af provisionering og den logiske størrelse, som operativsystemet vil se. Beslutninger, der påvirker kapacitetsstyring.
- med tynd provisionering. Plads allokeres dynamisk, efterhånden som faktiske data skrives. Dette giver mulighed for overprovisionering, hvilket skaber virtuelle diske, der er større end den tilgængelige fysiske kapacitet på kort sigt. Risikoen er tydelig: Hvis du ikke overvåger poolforbruget korrekt, kan du løbe tør for fysisk plads og kompromittere dataintegriteten.
- med fast tilførsel. Hele den kapacitet, der er deklareret for den virtuelle disk, reserveres øjeblikkeligt i puljen. Du kan ikke overallokere, men du opnår forudsigelighed og stabil ydeevne, da der ikke er nogen overhead forbundet med hot space-udvidelser. For diske med storage-tiers skal provisioneringen være fast.
I guiden kan du angive en specifik størrelse (i MB, GB eller TB) eller, i tilfælde af faste designs, bruge maksimal tilgængelig poolkapacitet.
Hele denne proces kan automatiseres ved hjælp af PowerShell Ny virtuel diskhvor du definerer det brugervenlige navn, robusthedsdesignet (ResiliencySettingName), antallet af datakopier, størrelsen, klargøringstypen og, om nødvendigt, avancerede parametre såsom kolonner eller sortering for at finjustere ydeevnen i henhold til arbejdsbyrden.
Oprettelse, formatering og grundlæggende administration af volumen
Når den virtuelle disk er oprettet og online, er det sidste trin i den klassiske arbejdsgang at opret et volumenTildel den et drevbogstav eller en monteringsmappe, og formater den med det relevante filsystem.
Fra Server Manager kan du starte guiden "Ny diskenhed" ved at højreklikke på den virtuelle disk. Først vælger du serveren og disken, derefter definerer du diskenhedens størrelse og beslutter, om du vil tildele et drevbogstav eller montere den på en tom mappe på en anden diskenhed. Endelig vælger du mellem NTFS eller ReFS som filsystem.
I samme trin kan du vælge størrelsen på allokeringsenheden (Den er normalt indstillet som standard, medmindre der er specifikke krav), og du kan angive en beskrivende betegnelse. Hvis serveren har deduplikeringsrollen installeret, kan du også vælge, om den skal aktiveres på den pågældende enhed. Dette er nyttigt til backup-arkiver eller VHD-biblioteker.
Når guiden er færdig, vises volumen i afsnittet Volumes i Server Manager og også i Stifinder, klar til brug. Hvis du foretrækker at gøre alt dette med en enkelt kommando, kan du kæde cmdlets sammen som Hent-Virtuel-Disk | Hent-Disk | Initialiser-Disk | Ny-Partition | Formater-Diskenhedhvilket er meget praktisk til masseudrulningsscripts.
Forlæng en eksisterende virtuel disk Det er også muligt fra konsollen (ved hjælp af indstillingen "Udvid virtuel disk") eller via PowerShell, og så skal du udvide den tilsvarende diskenhed ved hjælp af det klassiske Diskhåndteringsværktøj eller Resize-Partition. Denne handling er især nyttig, når du har tilføjet nye diske til puljen og ønsker, at en specifik arbejdsbyrde skal vokse uden afbrydelse eller datatab.
Storage Spaces Direct og rollen af klyngede lag
Når du tager springet til Storage Spaces Direct (S2D)Alt ovenstående kan oversættes til et klyngemiljø, hvor flere servere bidrager med deres lokale diske til en distribueret pool med høj tilgængelighed. Her bliver niveauopdelt ydeevne og kapacitet endnu mere kritisk, især i hyperkonvergerede designs, der bruger Hyper-V.
Implementeringen af S2D begynder med installationen af Windows Server Datacenter ved hver node, netværksindstillinger med 10 GbE NIC'er (eller højere) og helst RDMA (iWARP eller RoCE) for minimal latenstid mellem noder. Du skal også forbinde serverne til et domæne, installere roller som Failover Clustering, Hyper-V, File Server og de nødvendige RSAT-moduler for at administrere alt eksternt.
Før du aktiverer S2D, skal du rengør enhederne grundigt For hver vært (uden partitioner eller tidligere data) skal du køre en klyngevalidering med Test-Cluster, specifikt inklusive "Storage Spaces Direct"-testene. Opret derefter klyngen og dens vidne.
Nøgle-cmdlet'en er Aktivér-ClusterStorageSpacesDirectDette sætter systemet i S2D-tilstand, opretter automatisk en stor delt pool, konfigurerer cachen (f.eks. ved at bruge SSD'er som tilbageskrivning til langsommere harddiske) og genererer to standardniveauer: et "Ydeevne"-niveau og et "Kapacitet"-niveau. Begge er klar til, at du kan oprette niveauopdelte volumener.
Derfra cmdlet'en Nyt bind Det forenkler processen, fordi det opretter den virtuelle disk, partitionerer den, formaterer den og tilføjer den til CSV (Cluster Shared Volumes) i et enkelt trin. Du kan i selve kommandoen angive, hvilken robusthed der skal bruges, størrelsen på hvert niveau du ønsker, og hvor mange datakopier du ønsker, og tilpasse designet til typen af arbejdsbyrde (Hyper-V, SQL Server, brugerfiler osv.).
Dataklasser, niveauer og hvor hver enkelt skal bruges
Ud over selve teknologien er det vigtigt at få mest muligt ud af Storage Tiers, for at... klassificer dine data korrektI sidste ende handler lagdelt lagring simpelthen om at beslutte, hvilke data der fortjener en SSD, og hvilke der kan lagres på billige harddiske, bånd eller endda kold cloud-lagring.
En typisk klassificering skelner mellem:
- Missionskritiske data (forretningsdatabaser, faktureringssystemer, vigtige virtuelle maskiner).
- Hotte data (meget aktiv, men ikke vital).
- tempererede data (lejlighedsvis adgang).
- Kolde, hårde fakta (historiske logfiler, gamle sikkerhedskopier, arkivfiler).
Hver kategori passer naturligt ind i et forskelligt lagerniveau, både inden for og uden for lagerområder.
I praksis, den varme og kritiske data De drager fordel af at være i SSD-niveauet i puljen, med spejlrobusthed og minimal latenstid. Varme data kan opbevares på hybriddrev eller i HDD-delen af en niveaudelt pool, mens kolde data kan migreres til nearline-lagring, bånd eller cloud-lagringstjenester til meget lave omkostninger pr. GB.
Lagdelte lagringsarkitekturer refererer typisk til niveau 0, 1, 2 og 3:
- Tier 0Ultrahurtig SSD.
- Niveau 1: mere konventionel højtydende SSD.
- Tier 2hybridlagring eller hurtige harddiske.
- Niveau 3: billige massenærlinjeenheder.
I hybridmiljøer tilføjer mange designs også et specifikt "Cloud Tier" til cloudlagring.
I Windows giver Storage Spaces og Storage Spaces Direct dig mulighed for at implementere denne lagdelte logik lokalt, mens eksterne backup- eller datahåndteringsløsninger kan udvide konceptet til skyen eller dybe filsystemer. Nøglen er altid at holde tingene på plads. dataværdi, adgangsfrekvens og omkostninger.
Lagdelt lagring vs. caching: to komplementære dele
Et punkt, der ofte skaber forvirring, er forskellen mellem niveauopdelt lagring og cachingSelvom begge bruger hurtige metoder til at fremskynde adgangen, fungerer de på helt forskellige måder og har komplementære mål.
La Cache Den kopierer aktive data til et meget hurtigt medie (DRAM, SSD, NVRAM) placeret mellem applikationen og hovedlageret. De originale data forbliver i det langsommere niveau, og cachen gemmer midlertidige kopier, der kan kasseres, når de betragtes som "gamle", eller når der er behov for plads til nye blokke.
El lagdelt opbevaring Den flytter fysisk data mellem niveauer: Når en blok registreres som "hot", flyttes den til det hurtige niveau og forsvinder fra det langsomme niveau; når den køler ned, flyttes den til sidst til kapacitetsniveauet. Der er ingen permanent duplikering, men snarere flytning i henhold til politikker og adgangsmønstre.
I Storage Spaces Direct kan CSV-cachen i hukommelsen og selve S2D-cachen f.eks. kombineres med SSD/HDD-niveauer for at opnå en meget kraftfuld blandet ordningCachen absorberer I/O-spidser med meget lav latenstid, mens lagdeling optimerer, hvor data permanent befinder sig, når deres adgangsmønster ændrer sig.
At forstå denne forskel vil hjælpe dig med at beslutte, hvornår det passer dig. invester i mere RAM, Vedvarende hukommelse (PMEM) eller på bedre cache-SSD'erog hvornår er det bedst at udvide puljens hurtige niveau til at hoste mere aktive data uden at belaste budgettet.
Ved at kombinere Storage Spaces, Storage Spaces Direct, caches af god størrelse og intelligent lagdelt lagringsdesign kan du bygge en lagringsplatform på Windows Server, der leverer ekstremt høj ydeevne, hvor det er nødvendigt, stor kapacitet til massearkivering og rimelig simpel administration, forudsat at hardwarekravene overholdes, bedste praksis følges, og alt understøttes af omhyggelig overvågning og automatisering.
