Skladišni prostori sa slojevitim skladištenjem Slojevi pohrane postali su jedan od najmoćnijih alata u Windows Serveru za maksimiziranje performansi SSD-a bez žrtvovanja velikog kapaciteta i niske cijene tradicionalnih HDD-ova. Efikasnim kombiniranjem obje tehnologije i pravilnim konfiguriranjem skupova pohrane, virtualnih diskova i slojeva, možete postići sistem koji izuzetno dobro funkcionira za kritična opterećenja, a istovremeno ostaje pristupačan za sve ostale podatke.
U narednim redovima objašnjavamo šta su Storage Spaces, kako funkcioniše slojevito skladištenje, koje uslove morate ispuniti i kako postaviti cijelo okruženje i na samostalnom serveru i u scenarijima sa Storage Spaces Direct.
Šta su skladišni prostori i kako se u njih uklapa višeslojno skladištenje?
Prostori za pohranu podataka su softverski definirani sloj za pohranu podataka. Windows Server vam omogućava grupiranje više fizičkih diskova u jedan ili više skladišnih prostora, iz kojih kreirate virtuelne diskove sa različitim nivoima otpornosti i obezbjeđivanja. NTFS ili ReFS volumeni se zatim kreiraju na ovim virtuelnim diskovima kao da su tradicionalni fizički diskovi.
Ali, Šta je grupa za skladištenje podataka? To je jednostavno logički kontejner za fizičke diskove gdje Windows prestaje da vidi diskove odvojeno i tretira ih kao jednu jedinicu. Iz ovog skupa možete dodati još diskova u budućnosti, proširiti kapacitet i delegirati upravljanje sa znatnom fleksibilnošću. Ovo je vrlo korisno u okruženjima sa stalnim rastom.
Iz svakog bazena možete kreirati jedan ili više virtuelni diskovi (prostori za pohranu)Nakon što je virtuelni disk kreiran, sljedeći korak je definiranje jednog ili više formatirane sveskeOvdje birate veličinu, slovo diska ili mapu za montiranje, datotečni sistem (NTFS ili ReFS), veličinu jedinice za alokaciju i opisnu oznaku. Za svakodnevnu administraciju, radit ćete s ovim volumenima baš kao i sa bilo kojim drugim Windows diskom.
Višeslojno skladištenje Ovo dolazi do izražaja kada se SSD i HDD diskovi kombinuju u istom skupu podataka. Windows analizira kojim se blokovima podataka najčešće pristupa i smješta ih u brzi sloj (SSD), dok se hladni ili rijetko korišteni blokovi premještaju u sloj kapaciteta (HDD). Cijeli ovaj proces je automatski i transparentan za aplikacije.
Rezultat je da dobijete Brzina SSD-a za vruće podatke I jeftin kapacitet HDD-ova za manje kritične podatke. I bez potrebe za ručnim odlučivanjem šta će se nalaziti na svakom disku. Za sistem administratora, to je vrlo efikasan način za uravnoteženje budžeta, IOPS-a i kapaciteta bez prekomjernih komplikacija.
Preduslovi i razmatranja hardvera
Prije nego što počnete kreirati bazene i virtualne diskove, postoji nekoliko stvari koje treba uzeti u obzir. hardverski zahtjevi koje Windows Server nameće da bi prostori za pohranu i slojevi za pohranu ispravno funkcionirali. Posebno na fizičkim serverima.
Što se tiče tipovi diskovnih magistralaStorage Spaces podržava SAS (Serial Attached SCSI), SATA, iSCSI i Fibre Channel. Također možete koristiti USB diskove, iako se to ne preporučuje na serveru zbog problema s performansama i pouzdanošću. Ako implementirate Storage Spaces na iSCSI ili Fibre Channel LUN-ovima, virtualni diskovi moraju biti neotporni (jednostavan dizajn) kako bi se spriječilo preklapanje RAID sloja sa samim nizom za pohranu.
u Fizički diskovi moraju biti veličine najmanje 4 GBKljučno je da stignu čisti: bez particija, volumena ili prethodnog formatiranja. Idealno bi bilo da svi diskovi koji učestvuju u skupu budu homogeni po kapacitetu i vrsti medija, posebno kada se primjenjuje otpornost putem zrcaljenja ili pariteta.
Što se tiče HBA (Adapter glavne magistrale)Microsoft preporučuje korištenje "jednostavnih" adaptera bez aktivne RAID funkcionalnosti. Ako vaš HBA podržava RAID, mora biti konfigurabilan u režimu koji nije RAID, potpuno onemogućavajući bilo kakvo keširanje ili objedinjavanje na nivou kontrolera. Prostori za pohranu trebaju vidjeti svaki disk kao nezavisni uređaj, bez apstrahiranja bilo čega od strane HBA ili pružanja zatvorenih usluga tipa JBOD koje skrivaju vidljivost slotova.
U scenarijima sa vanjske JBOD kabinePreporučuje se da budu certificirani za prostore za pohranu i navedeni u katalogu Windows Servera. Da biste provjerili da li niz za pohranu ispravno prikazuje broj šasije i utor za svaki disk (EnclosureNumber i SlotNumber), možete koristiti PowerShell cmdlet, filtrirajući po SAS magistrali i provjeravajući da li ova polja imaju važeće vrijednosti.
Vrste otpornosti: jednostavna, zrcalna i paritetna
Prilikom kreiranja virtuelnog diska, jedna od ključnih odluka je vrsta otpornostijer utiče i na performanse i toleranciju grešaka, kao i na potrošnju korisnog kapaciteta.
Jednostavan dizajn
Distribuira podatke u trakama na sve uključene fizičke diskove, maksimizirajući performanse i efektivni kapacitet, ali bez ikakve zaštite. Ako jedan disk otkaže, cijeli niz postaje nepopravljiv. Pogodan je za privremene podatke, testiranje, laboratorije ili informacije koje se mogu lako regenerirati uz nisku cijenu.
Dizajn ogledala
Pohranjuje dvije ili tri kopije podataka na odvojene fizičke diskove, što znatno povećava pouzdanost po cijenu smanjenog kapaciteta. Slično RAID 1/10, svaka operacija pisanja se duplicira (ili utrostručuje), a podaci se distribuiraju na više diskova, poboljšavajući performanse i smanjujući latenciju u poređenju sa paritetom. Windows također koristi mehanizam DRT (Praćenje prljavih regija) kako bi se održala konzistentnost između kopija nakon iznenadnih ponovnih pokretanja ili neočekivanih padova sistema.
Dizajn pariteta (slično kao RAID 5/6)
Kombinuje podatke i informacije o paritetu distribuirane po svim diskovima. Nudi bolje iskorištenje kapaciteta od Mirror-a, sa zaštitom od kvara diska, ali po cijenu veće latencije, posebno za nasumična pisanja. Vrlo dobro funkcioniše za sekvencijalno pristupane podatke, kao što su sigurnosne kopije, arhivske datoteke, historijski zapisnici ili podaci hladnog skladištenja.
Da biste koristili Paritet sa zaštitom diska od otkazivanja, potrebno vam je najmanje 3 fizička diskaPreporučljivo je izbjegavati ovo za opterećenja s intenzivnim nasumičnim pisanjem (OLTP baze podataka, VM-ovi s visokim odljevom korisnika), gdje Mirror obično nudi mnogo glatkije iskustvo.
Korak-po-korak kreiranje grupa za pohranu
Prvi operativni korak u radu sa skladišnim prostorima je grupirajte dostupne fizičke diskove u jednoj ili više grupa za pohranu. Ili iz Server Managera ili putem PowerShella.
U konzoli Server Managera pristupite "Usluge arhiviranja i skladištenja" Zatim, unutar "Volumena" idite na "Bazeni za pohranu". Podrazumevano, slobodni diskovi će se pojaviti u bazenu pod nazivom "primarni bazen". Ako ga ne vidite, to obično znači da pohrana ne ispunjava zahtjeve za prostore za pohranu ili da diskovi nisu u stanju spremnom za bazen.
Iz odjeljka "GRUPE ZA SKLADIŠTENJE"Otvorite meni "ZADACI" i pokrenite čarobnjaka "Novi skladišni bazen". Tamo možete dodijeliti prijateljski naziv bazenu, opis i odabrati odgovarajući podsistem za pohranu.
Na stranici za odabir fizičkih diskova označite diskove koji će biti dio poola. Ako želite, neke možete postaviti kao... aktivni rezervni dijelovi (vruća zamjena) promjenom tipa alokacije. Ovi diskovi će se držati u rezervi i automatski će se koristiti za ponovnu izgradnju u slučaju kvara aktivnog diska.
Nakon što potvrdite svoje odabire i kreirate bazen, vidjet ćete novi bazen za pohranu naveden u konzoli, spreman za kreiranje virtualnih diskova koji su vam potrebni na njemu. Cijela ova operacija može se replicirati pomoću PowerShella s cmdletsima kao što su Get-StoragePool, Get-PhysicalDisk -CanPool $true y Novi skladišni bazenjasno navodeći naziv podsistema i listu diskova koji će biti uključeni.
Kreiranje virtuelnih diskova i aktiviranje slojeva za pohranu
Kada ste pripremili bazen, sljedeći korak je kreirajte jedan ili više virtuelnih diskova Iz te grupe, definiranje dizajna otpornosti, obezbjeđivanje i, ako je prikladno, omogućavanje višeslojnog skladištenja.
U "VIRTUALNI DISKOVI" Iz Upravitelja servera odaberite odgovarajući skup i odaberite "Novi virtualni disk" iz "ZADACI". Čarobnjak će vas pitati da imenujete virtualni disk, odaberete dizajn pohrane (Jednostavno, Zrcalno ili Paritetno) i, ako postoje diskovi različitih tipova medija, možete odabrati opciju za "Kreiraj slojeve za pohranu na ovom virtualnom disku" da aktivirate slojeve skladištenja.
Kada aktivirate Storage Tiers, postoje neka važna ograničenja. Možete koristiti samo jednostavne ili zrcalne dizajne. (Paritet nije dostupan sa slojevima) i tip obezbjeđivanja mora biti Fiksno. Tanko raspoređivanje nije dozvoljeno za slojevite diskove. Ovo je ključno ako planirate dizajn pariteta. Morat ćete koristiti zaseban, neslojeviti virtualni disk ili zaseban skup.
U laboratorijskim ili virtualiziranim okruženjima, možete čak i "prevariti" sistem kreiranjem više virtualnih SAS diskova u hipervizoru poput VMware Workstation-a, a zatim ručno označavanjem koji su diskovi SSD-ovi, a koji HDD-ovi pomoću PowerShella. Set-PhysicalDisk-MediaTypeNa ovaj način Windows će ispravno detektovati oba tipa medija i omogućiti vam da definišete slojeve.
Tokom čarobnjaka možete odabrati veličinu koju ćete dodijeliti svakom sloju. To jest, koliko će SSD prostora biti rezervirano za brzi sloj, a koliko će HDD kapaciteta biti namijenjeno masivnom sloju. Ovaj omjer je ključan: SSD nivoa je premalen Može se brzo zasititi i izgubiti dio svojih prednosti pod vrlo aktivnim opterećenjima.
Tanko naspram fiksnog pružanja resursa i veličina virtualnog diska
Kreiranje virtuelnog diska takođe uključuje odabir vrsta obezbjeđivanja i logičku veličinu koju će operativni sistem vidjeti. Odluke koje utiču na upravljanje kapacitetom.
- con tanko obezbjeđivanje. Prostor se dinamički dodjeljuje kako se stvarni podaci upisuju. To omogućava prekomjerno korištenje resursa, stvarajući virtualne diskove veće od dostupnog fizičkog kapaciteta u kratkom roku. Rizik je jasan: ako ne pratite pravilno korištenje prostora, možete ostati bez fizičkog prostora i ugroziti integritet podataka.
- con fiksno obezbjeđivanje. Cijeli kapacitet deklariran za virtualni disk odmah se rezervira u skupu. Ne možete pretjerano dodijeliti, ali dobivate predvidljivost i stabilne performanse, jer nema dodatnog opterećenja povezanog s proširenjima vrućeg prostora. Za diskove sa slojevima pohrane, pružanje resursa mora biti fiksno.
U čarobnjaku možete odrediti određenu veličinu (u MB, GB ili TB) ili, u slučaju fiksnih dizajna, koristiti maksimalni raspoloživi kapacitet bazena.
Cijeli ovaj proces se može automatizirati pomoću PowerShella. Novi virtuelni diskgdje definirate prijateljsko ime, dizajn otpornosti (ResiliencySettingName), broj kopija podataka, veličinu, vrstu pružanja i, ako je potrebno, napredne parametre kao što su kolone ili poređenje za fino podešavanje performansi u skladu s opterećenjem.
Kreiranje volumena, formatiranje i osnovna administracija
Kada je virtuelni disk kreiran i dostupan, poslednji korak u klasičnom toku rada je kreiraj volumenDodijelite mu slovo diska ili mapu za montiranje i formatirajte ga s odgovarajućim datotečnim sistemom.
Iz Server Managera možete pokrenuti čarobnjaka "Novi volumen" desnim klikom miša na virtualni disk. Prvo birate server i disk, zatim definirate veličinu volumena i odlučujete hoćete li dodijeliti slovo diska ili ga montirati u praznu mapu na drugom volumenu. Na kraju birate između NTFS ili ReFS kao sistem datoteka.
U istom koraku možete odabrati veličina jedinice alokacije (Obično se ostavlja na zadanim postavkama osim ako ne postoje posebni zahtjevi) i možete postaviti opisnu oznaku. Ako server ima instaliranu ulogu deduplikacije, možete odabrati i hoćete li je omogućiti na tom volumenu. Ovo je korisno za repozitorije sigurnosnih kopija ili VHD biblioteke.
Kada čarobnjak završi, volumen će se pojaviti u odjeljku Volumes u Server Manageru, a također i u File Exploreru, spreman za korištenje. Ako više volite sve ovo uraditi jednom komandom, možete povezati cmdlete poput Get-VirtualDisk | Get-Disk | Inicijaliziraj-Disk | Nova-Particija | Formatiraj-Volumešto je vrlo praktično za skripte za masovno raspoređivanje.
Produžite postojeći virtuelni disk Također je moguće iz konzole (korištenjem opcije "Extend Virtual Disk") ili putem PowerShella, a zatim ćete morati proširiti odgovarajući volumen pomoću klasičnog alata za upravljanje diskovima ili Resize-Partition. Ova operacija je posebno korisna kada ste dodali nove diskove u skup i želite da određeno radno opterećenje raste bez prekida ili gubitka podataka.
Direktni prostori za pohranu i uloga klasteriranih slojeva
Kada napraviš skok ka Direktni prostori za pohranu (S2D)Sve navedeno se prevodi u klaster okruženje gdje više servera doprinosi svojim lokalnim diskovima distribuiranom skupu s visokom dostupnošću. Ovdje, slojevite performanse i kapaciteti postaju još kritičniji, posebno u hiperkonvergentnim dizajnima koji koriste Hyper-V.
Implementacija S2D-a počinje instalacijom Windows Server Datacenter na svakom čvoru, mrežne postavke sa 10 GbE NIC-ovima (ili bržim) i, po mogućnosti, RDMA (iWARP ili RoCE) za minimalnu latenciju između čvorova. Također ćete morati pridružiti servere domeni, instalirati uloge kao što su Failover Clustering, Hyper-V, File Server i potrebne RSAT module za daljinsko upravljanje svime.
Prije omogućavanja S2D-a, morate temeljito očistite jedinice Za svaki host (bez particija ili prethodnih podataka), pokrenite validaciju klastera pomoću Test-Clustera, posebno uključujući testove "Storage Spaces Direct". Zatim kreirajte klaster i njegovog svjedoka.
Ključna cmdlet je Omogući-ClusterStorageSpacesDirectOvo stavlja sistem u S2D način rada, automatski kreira veliki dijeljeni skup podataka, konfiguriše keš memoriju (na primjer, korištenje SSD-ova kao prostora za pisanje za sporije HDD-ove) i generiše dva zadana nivoa: nivo "Performanse" i nivo "Kapacitet". Oba su spremna za kreiranje nivoiziranih volumena.
Odatle, cmdlet Novi svezak Pojednostavljuje proces jer kreira virtuelni disk, particionira ga, formatira i dodaje u CSV (dijeljene volumene klastera) u jednom koraku. U samoj komandi možete odrediti koju otpornost koristiti, veličinu svakog sloja koju želite i koliko kopija podataka želite, prilagođavajući dizajn vrsti radnog opterećenja (Hyper-V, SQL Server, korisničke datoteke itd.).
Klase podataka, nivoi i gdje ih koristiti
Pored same tehnologije, da biste maksimalno iskoristili Storage Tiers, bitno je... ispravno klasifikujte svoje podatkeU konačnici, slojevito skladištenje se jednostavno svodi na odlučivanje koji podaci zaslužuju SSD, a koji se mogu pohraniti na jeftine tvrde diskove, trake ili čak hladno skladištenje u oblaku.
Tipična klasifikacija razlikuje:
- Podaci od kritične važnosti (poslovne baze podataka, sistemi za naplatu, ključne virtuelne mašine).
- Vrući podaci (vrlo aktivan, ali ne i vitalan).
- umjereni podaci (povremeni pristup).
- Hladne, surove činjenice (historijski zapisi, stare sigurnosne kopije, arhivske datoteke).
Svaka kategorija prirodno odgovara drugom nivou skladištenja, kako unutar tako i izvan skladišnih prostora.
U praksi, vrući i kritični podaci Imaju koristi od toga što se nalaze u SSD sloju unutar bazena, sa otpornošću na ogledalo i minimalnom latencijom. Topli podaci mogu se nalaziti na hibridnim diskovima ili u HDD dijelu slojevitog bazena, dok se hladni podaci mogu migrirati na nearline pohranu, trake ili usluge pohrane u oblaku po vrlo niskim cijenama po GB.
Arhitekture slojevitog skladištenja podataka obično se odnose na slojeve 0, 1, 2 i 3:
- Tier 0Ultrabrzi SSD.
- Nivo 1: konvencionalniji SSD visokih performansi.
- Tier 2hibridna pohrana ili brzi tvrdi diskovi.
- Nivo 3: Jeftini masovni uređaji bliske linije.
U hibridnim okruženjima, mnogi dizajni također dodaju poseban "Cloud Tier" za pohranu u oblaku.
Unutar Windowsa, Storage Spaces i Storage Spaces Direct vam omogućavaju da implementirate ovu višeslojnu logiku lokalno, dok eksterna rješenja za sigurnosno kopiranje ili upravljanje podacima mogu proširiti koncept na oblak ili duboke datotečne sisteme. Ključno je uvijek održavati usklađenost. vrijednost podataka, učestalost pristupa i trošak.
Višeslojno skladištenje u odnosu na keširanje: dva komplementarna dijela
Jedna stvar koja često izaziva zabunu je razlika između višeslojno skladištenje i keširanjeIako oba koriste brza sredstva za ubrzavanje pristupa, funkcioniraju na sasvim različite načine i imaju komplementarne ciljeve.
La sakriven Kopira vruće podatke na vrlo brzi medij (DRAM, SSD, NVRAM) koji se nalazi između aplikacije i glavne memorije. Originalni podaci ostaju u sporijem sloju, a keš memorija pohranjuje privremene kopije koje se mogu odbaciti kada se smatraju "starima" ili kada je potreban prostor za nove blokove.
El višeslojno skladištenje Fizički premješta podatke između slojeva: kada se blok detektuje kao vruć, premješta se na brzi sloj i nestaje iz sporog sloja; kada se ohladi, na kraju se premješta na sloj kapaciteta. Ne postoji trajno dupliranje, već premještanje u skladu s politikama i obrascima pristupa.
Na primjer, u Storage Spaces Direct, CSV keš memorija u memoriji i sama S2D keš memorija mogu se kombinirati sa SSD/HDD slojevima kako bi se postiglo vrlo moćna mješovita shemaKeš memorija apsorbira I/O skokove pri vrlo niskoj latenciji, dok slojevitost optimizira gdje se podaci trajno nalaze kako se mijenja njihov obrazac pristupa.
Razumijevanje ove razlike će vam pomoći da odlučite kada vam to odgovara. investirajte u više RAM-a, Trajna memorija (PMEM) ili na SSD-ovima s boljom keš memorijomi kada je najbolje proširiti brzi sloj bazena kako bi se hostiralo više aktivnih podataka bez kažnjavanja budžeta.
Kombinacijom prostora za pohranu, direktnog korištenja prostora za pohranu, dobro dimenzioniranih keš memorija i inteligentnog dizajna slojevitog skladištenja, možete izgraditi platformu za pohranu na Windows Serveru koja pruža izuzetno visoke performanse tamo gdje su potrebne, veliki kapacitet za masovno arhiviranje i razumno jednostavna administracija, pod uslovom da se poštuju hardverski zahtjevi, slijede najbolje prakse i da je sve podržano pažljivim praćenjem i automatizacijom.
