Storage Spaces Direct Windows Server Storage Space Server 2016 Hyper-V 軟體定義儲存 S2D 虛擬化微軟

微軟最新S2D儲存技術跨伺服器硬碟組成資源池

2015-10-19

王偉任

本文將介紹Windows Server 2016 TP2技術預覽版本當中的軟體定義儲存技術，它是由Windows Server 2012 R2的Storage Space技術演化而來，在Windows Server 2016則稱做Storage Spaces Direct（S2D），先說明其技術特色，再進行實作示範。

S2D技術的資料存放原則及容錯機制

S2D運作架構在資料存放原則的部分，與過去Windows Server 2012 R2稍有不同，最明顯的部分便是「Extent」。

現在建立的虛擬磁碟（Virtual Disk）其實是由眾多的Extent所組成，每個Extent的單位大小為「1GB」，舉例來說，100GB大小的虛擬磁碟便是由100個Extent所組成。

因此，當儲存資源池及虛擬磁碟建立完畢後，便會產生許多Extent並且自動擺放在不同的SMB叢集節點主機內。

此外，假設虛擬磁碟為100GB大小，所以會有100個Extents，當採用3-Way Mirror容錯機制時（所以會有300個Extents），系統便會確保第二、三份Extent擺放在不同台SMB叢集節點主機內，以便因應後續如硬碟故障、SMB叢集節點主機等等故障損壞事件，如圖9所示。

▲ 圖9 S2D資料存放原則運作示意圖。（圖片來源：MVA微軟虛擬學院 – 以Windows Server打造高成本效益的儲存方案）

S2D技術的容錯機制

當S2D軟體定義儲存技術在達成簡單部署及磁碟效能的同時，當然還要兼顧到資料的容錯機制。在資料的容錯機制方面，它可以有效因應硬碟（Hard Disk）、機箱（Enclosure）、伺服器（Server）等發生故障損壞事件。

先前已經提到，S2D技術最少必須由「4台」叢集節點組合而成，在這樣的運作架構下可以建立3-Way Mirror機制，而且可容許「2台」叢集節點發生故障並支援容錯分區機制，也就是說，可以支援資料的「放置、修復、重建、負載平衡」等機制，讓線上存取資料的動作能夠不被故障事件所影響並持續運作，如圖10所示。

▲ 圖10 S2D容錯機制運作示意圖。（圖片來源：MVA微軟虛擬學院 – 以Windows Server打造高成本效益的儲存方案）

S2D實作示範

如果企業或組織的IT管理人員想要搶先體驗及建置S2D軟體定義儲存技術，必須建構以下所列的S2D測試環境：

· 節點主機：最少必須由4台節點主機組成。在 Windows Server 2016 TP2版本中最多支援12台伺服器，而2016 TP3版本最多支援16台伺服器。

· 硬碟控制器：每台節點主機應該採用SATA Connected或SAS HBA Connected的連接方式，而非使用ACHI Controller或RAID Controller方式。

· 硬碟數量：每台節點主機最少要使用1顆SSD 固態硬碟及1顆機械式硬碟。

· 網路卡：每台節點主機最少應該使用1 Port 10GbE網路，並且必須支援RDMA特色功能（RoCE、iWARP、InfiniBand），目前支援的網路卡廠商包括Mellanox（CX3-Pro）、Chelsio（T5）、Avago/Emulex（Skyhawk）等等。

此外，值得注意的部分是，只採用PowerShell來進行S2D的「管理」作業，不要使用伺服器管理員（Server Manager），或是容錯移轉叢集管理員（Failover Cluster Manager）來管理S2D運作環境，同時S2D運作架構並不支援Microsoft Multipath MPIO Software Stack。

安裝Windows Server 2016 TP2或TP3

因為S2D（Storage Spaces Direct）技術是從Windows Server 2016 TP2才開始支援的特色功能，所以為規劃的節點主機安裝Windows Server 2016 TP2或TP3版本。

如圖11所示，本次實作環境將安裝Windows Server 2016 TP3版本，並且也加入以2016 TP3版本所架設的網域控制站，當然所有的節點主機都必須加入「同一個」Windows AD網域才行。