Обзор локальных дисковых пространств

Относится к: Windows Server 2019, Windows Server 2016

Локальные дисковые пространства используют стандартные серверы с локально подключенными дисками для создания программно-определяемого хранилища с высоким уровнем доступности и масштабируемости, причем стоимость такого хранилища значительно ниже стоимости традиционных массивов SAN или NAS. Ее конвергенция или архитектура с поддержкой технологии Hyper-in значительно упрощает закупку и развертывание, в то же время такие функции, как кэширование, уровни хранилища и очисткиное кодирование, а также новейшие нововведения оборудования, такие как сетевые подключения RDMA и накопители NVMe, доставляют Непревзойденная эффективность и производительность.

Локальные дисковые пространства входит в сборки Windows Server 2019 Datacenter, Windows Server 2016 Datacenter и Windows Server Insider Preview.

Дополнительные сведения о других приложениях дисковых пространств, таких как общие кластеры SAS и изолированные серверы, см. в разделе Обзор дисковых пространств. Если вы ищете сведения об использовании дисковых пространств на компьютере с Windows 10, см. раздел дисковые пространства в Windows 10.

Общие сведения Обзор (вы здесь)Overview (you are here) Общие сведения о кэше Отказоустойчивость и эффективность хранения Рекомендации по симметрии диска Принцип работы и отслеживание повторной синхронизации хранилища Общие сведения о кворуме кластеров и пулов Наборы кластеров	План Требования к оборудованию Использование кэша чтения в памяти CSV Выбор дисков Планирование томов Использование кластеров гостевых виртуальных машин Аварийное восстановление
Развертывание Развертывание локальных дисковых пространствDeploy Storage Spaces Direct Создание томов Вложенная устойчивость Настройка кворума Обновление кластера Локальных дисковых пространств в Windows Server 2019 Общие сведения о постоянной памяти и ее развертывании	Управление Управление с помощью Windows Admin Center Добавление серверов или дисков Перевод сервера в автономный режим для обслуживания Удаление серверов Увеличение размеров томов Удаление томов Обновление встроенного ПО дисков Журнал производительности Разграничение выделения томов Использование Azure Monitor в кластере с поддержкой технологии Hyper-in
Устранение неполадок Сценарии устранения неполадокTroubleshooting scenarios Устранение неполадок работоспособности и рабочих состояний Сбор диагностических данных с помощью Локальные дисковые пространства Управление работоспособностью памяти класса хранилища	Последние записи в блоге 13 700 000 операций ввода-вывода с Локальные дисковые пространства: Новая запись отрасли для инфраструктуры с технологией Hyper-in Инфраструктура с технологией Hyper-in в Windows Server 2019 — отсчет времени отсчета начинается прямо сейчас! Пять извещений от конференции Windows Server 10 000 Локальные дисковые пространства кластеры и подсчет...

Основные преимущества

	Простоты. Создать кластер локальных дисковых пространств на основе стандартных серверов с ОС Windows Server 2016 можно меньше чем за 15 минут. Пользователи System Center могут выполнить развертывание, установив один флажок.
	Непревзойденная производительность. Как при использовании только флэш-памяти, так и при использовании гибридных носителей локальные дисковые пространства позволяют обеспечить скорость ввода-вывода более 150 000 операций в секунду в смешанном режиме и более 4000 операций в секунду в произвольном режиме на сервер со стабильно низкой задержкой. Это достигается благодаря архитектуре со встроенной низкоуровневой оболочкой, встроенному кэшу чтения и записи и поддержке передовых дисков NVMe, подключаемых непосредственно к шине PCIe.
	Отказоустойчивость. Встроенные средства отказоустойчивости обрабатывают сбои дисков, серверов или компонентов, обеспечивая непрерывную доступность. В более масштабных развертываниях можно также настроить отказоустойчивость шасси и стоек. При сбое оборудования просто отключите его: программное обеспечение восстановит работоспособность самостоятельно, без выполнения сложных действий по управлению.
	Эффективность ресурсов. Помехоустойчивое кодирование повышает экономичность хранения в 2,4 раза, а уникальные инновации, такие как локальные коды реконструкции и уровни ReFS в режиме реального времени, позволяют распространить эти преимущества на жесткие диски и смешанные (холодные и горячие) рабочие нагрузки. При этом снижается загрузка ЦП, и ресурсы высвобождаются для наиболее важной задачи — выполнения виртуальных машин.
	Управляемость. Используйте средства управления качеством обслуживания хранилища, чтобы контролировать работу наиболее загруженных виртуальных машин с помощью минимальных и максимальных значений скорости ввода-вывода на виртуальную машину. Служба работоспособности предоставляет встроенные возможности непрерывного мониторинга и оповещения, а новые интерфейсы API позволяют легко собирать расширенные метрики производительности и емкости в масштабе всего кластера.
	Масштабируемость. Поддерживается масштабирование до 16 серверов и более чем 400 дисков, что позволяет получать объем хранилища в 1 петабайт (1000 терабайт) на кластер. Чтобы осуществить масштабирование, просто добавьте диски или серверы. Локальные дисковые пространства автоматически подключат новые диски и начнут использовать их. Эффективность и производительность хранилища повышают предсказуемость при масштабировании.

Варианты развертывания

Локальные дисковые пространства предусматривают два разных варианта развертывания:

конвергентное;

Хранение и вычисление в отдельных кластерах. При конвергентном развертывании, также известном как дезагрегированное, масштабируемый файловый сервер (SoFS) размещается поверх локальных дисковых пространств для предоставления подключенного к сети хранилища посредством общих папок SMB3. Это позволяет масштабировать вычислительные ресурсы и рабочие нагрузки независимо от кластера хранилища, особенно в масштабных развертываниях, например Hyper-V IaaS (инфраструктура как услуга), для поставщиков услуг и крупных предприятий.

Гиперконвергентные

Один кластер для вычислений и хранения. При гиперконвергентном развертывании виртуальные машины Hyper-V или базы данных SQL Server работают непосредственно на серверах, предоставляющих хранилище, и сохраняют файлы в локальных томах. Это устраняет необходимость в настройке доступа к файловым серверам и разрешений. Кроме того, снижается стоимость оборудования при развертывании на малых и средних предприятиях, а также в удаленных офисах и филиалах. См. раздел Deploy Локальные дисковые пространства.

Принцип работы

Локальные дисковые пространства являются развитием дисковых пространств, впервые представленных в Windows Server 2012. В них используется множество существующих возможностей Windows Server, таких как отказоустойчивая кластеризация, файловая система CSV, протокол SMB3 и, конечно, дисковые пространства. В них также были реализованы новые технологии, в первую очередь шина Software Storage Bus.

Ниже представлен обзор стека локальных дисковых пространств.

Сетевое оборудование. Для обмена данными между серверами локальные дисковые пространства используют протокол SMB3, включая SMB Direct и SMB Multichannel, работающий через Ethernet. Мы настоятельно рекомендуем использовать Ethernet со скоростью передачи данных более 10 Гбит/с и удаленным доступом к памяти (RDMA) — iWARP или RoCE.

Оборудование хранилища. От 2 до 16 серверов с локально подключенными дисками SATA, SAS или NVMe. Каждый сервер должен иметь по крайней мере 2 твердотельных накопителя и 4 дополнительных диска. Устройства SATA и SAS должны располагаться за адаптером шины (HBA) и расширителем SAS. Мы настоятельно рекомендуем использовать тщательно спроектированные и протестированные платформы от наших партнеров (ожидаются в ближайшее время).

Отказоустойчивая кластеризация. Встроенная функция кластеризации Windows Server используется для подключения серверов.

Шина хранилища программного обеспечения. Шина Software Storage Bus — это новая технология, представленная в локальных дисковых пространствах. Она охватывает весь кластер и создает программно-определяемую структуру хранения, в которой каждый сервер имеет доступ к локальным дискам любого другого сервера. Это можно рассматривать как замену дорогостоящим и ограниченным в своих возможностях подключениям Fibre Channel или Shared SAS.

Кэш уровня шины хранилища. Шина хранилища программного обеспечения динамически привязывает самые быстрые диски (например, SSD) к более медленным дискам (например, к жестким дисковам), чтобы обеспечить кэширование операций чтения и записи на стороне сервера, что ускоряет ввод-вывод и повышает пропускную способность.

Пул носителей. Набор дисков, которые образуют основу для дисковых пространств, называется пулом носителей. Он создается автоматически, и все подходящие диски обнаруживаются и добавляются в него также автоматически. Мы настоятельно рекомендуем использовать один пул носителей в каждом кластере с параметрами по умолчанию. Прочитайте раздел Глубокое погружение в пул носителей, чтобы узнать больше.

Дисковые пространства. Дисковые пространства обеспечивают отказоустойчивость виртуальных накопителей с помощью зеркалирования, помехоустойчивого кодирования или обеих этих технологий. Их можно представить как распределенный программно-определяемый массив RAID на основе дисков в пуле. В локальных дисковых пространствах виртуальные диски обычно устойчивы к одновременному сбою двух дисков или серверов (то есть применяется трехстороннее зеркалирование, при котором каждая копия данных размещается на отдельном сервере), хотя также доступна отказоустойчивость на уровне шасси или стоек.

Устойчивая файловая система (ReFS). ReFS — это файловая система с превосходными возможностями, предназначенная специально для виртуализации. Она позволяет существенно ускорить операции с файлами VHDX, такие как создание, расширение и объединение контрольных точек, а также имеет встроенные средства проверки контрольной суммы для обнаружения и исправления ошибок на уровне отдельных битов. В ней также реализовано переключение уровней в режиме реального времени, позволяющее переносить данные между "активными" и "пассивными" уровнями хранения в режиме реального времени в соответствии с интенсивностью использования.

Общие тома кластера. Файловая система CSV объединяет все тома ReFS в единое пространство имен, доступное с любого сервера, так что для каждого сервера все тома представляются как локально подключенные.

Масштабируемый файловый сервер. Этот последний уровень необходим только в конвергентных развертываниях. Он обеспечивает удаленный доступ к файлам со стороны клиентов, например другого кластера Hyper-V, через сеть по протоколу SMB3. Таким образом локальные дисковые пространства по сути превращаются в подключенное к сети хранилище (NAS).

Истории клиентов

Существует более 10 000 кластеров по всему миру, где работают Локальные дисковые пространства. Организации всех размеров, от малых предприятий, развертывающих всего два узла, до крупных предприятий и правительственных учреждений, развертывающих сотни узлов, зависят от Локальные дисковые пространства для критически важных приложений и инфраструктуры.

Средства управления

Для управления и (или) мониторинга Локальные дисковые пространства можно использовать следующие средства.

Имя	Графический или Командная строка?	Оплачивается или включается?
Windows Admin Center	Графической	Включено
Диспетчер сервера & диспетчер отказоустойчивости кластеров	Графической	Включено
Windows PowerShell	Командная строка	Включено
System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) & Operations Manager (SCOM)	Графической	Платная