Přehled Storage Spaces Direct

Platí pro: Azure Stack HCI, verze 22H2 a 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016

Prostory úložiště s přímým přístupem jsou funkcí Azure Stack HCI a Windows Serveru, které umožňují clusterovat servery s interním úložištěm do softwarově definovaného řešení úložiště.

Tento článek poskytuje přehled technologie Storage Spaces Direct, jak funguje, kdy ji používat, a její klíčové výhody. V tomto článku můžete také prozkoumat videa a příběhy zákazníků z reálného světa, kde najdete další informace o Prostorech úložiště s přímým přístupem.

Začněte tím, že vyzkoušíte Prostory úložiště s přímým přístupem v Microsoft Azure nebo si stáhnete 180denní zkušební kopii Windows Serveru ze zkušebních verzí Windows Serveru. Informace o minimálních požadavcích na hardware prostorů úložiště s přímým přístupem na Windows Serveru a Azure Stack HCI najdete v tématu Požadavky na systém pro Windows Server a požadavky na systém pro Azure Stack HCI. Pokud chcete nasadit Prostory úložiště s přímým přístupem jako součást Azure Stack HCI, přečtěte si téma Nasazení operačního systému Azure Stack HCI.

Co je Storage Spaces Direct?

Storage Spaces Direct je softwarově definované úložné řešení, které umožňuje sdílení úložných prostředků v konvergované a hyperkonvergované IT infrastruktuře. Umožňuje kombinovat interní úložné jednotky v clusteru fyzických serverů (2 až 16) do softwarově definovaného fondu úložiště. Tento fond úložiště má mezipaměť, vrstvy, odolnost a kódování pro ochranu napříč sloupci – všechny jsou nakonfigurované a spravované automaticky.

Kapacitu úložiště clusteru můžete škálovat přidáním dalších jednotek nebo přidáním dalších serverů v clusteru. Storage Spaces Direct automaticky přidá nové jednotky a vyvažuje fond úložiště. Také automaticky používá nejrychlejší médium úložiště, aby poskytovalo stále aktivní a integrované mezipaměti.

Služba Storage Spaces Direct je základní technologií Azure Stack HCI, verze 21H2 a 20H2. Je také součástí edic Datacenter systémů Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server Insider Preview Builds a Azure Edition systému Windows Server 2022.

Storage Spaces Direct můžete nasadit na cluster fyzických serverů nebo na virtuální cluster. Pokud ho nasazujete do hyperkonvergovaného clusteru fyzických serverů, doporučujeme použít servery Azure Stack HCI. Pokud chcete nasadit Prostory úložiště s přímým přístupem jako součást Azure Stack HCI, přečtěte si téma Nasazení operačního systému Azure Stack HCI.

Nasazení Storage Spaces Direct na clustery hostů virtuálních počítačů poskytuje virtuální sdílené úložiště napříč skupinou virtuálních počítačů v rámci privátního nebo veřejného cloudu. V produkčních prostředích se toto nasazení podporuje jenom ve Windows Serveru. Informace o nasazení Prostorů úložiště s přímým přístupem na clustery hostů virtuálních počítačů ve Windows Serveru najdete v tématu Použití Prostorů úložiště s přímým přístupem v clusterech hostovaného virtuálního počítače.

Jak to funguje

Prostory úložiště s přímým přístupem aplikují řadu funkcí ve Windows Serveru, jako je clustering s podporou převzetí služeb při selhání, systém souborů sdíleného svazku clusteru (CSV), protokol SMB (Server Message Block) 3 a Prostory úložiště. Zavádí také novou technologii s názvem Softwarová sběrnice úložiště.

Storage Spaces Direct vytváří softwarově definované řešení úložiště kombinací interních úložných jednotek na clusteru průmyslově standardních serverů. Začnete propojením serverů s interními úložnými jednotkami přes Ethernet, abyste vytvořili cluster – nevyžaduje se žádný speciální kabel ani prostředky infrastruktury úložiště. Když v tomto clusteru povolíte Storage Spaces Direct, jednotky úložiště z každého serveru se zkombinují do jednoho softwarově definovaného fondu virtuálního sdíleného úložiště.

Potom z tohoto fondu úložiště vytvoříte svazky, do kterých můžete ukládat data. Tyto svazky spouštějí systém souborů CSV. To znamená, že tyto svazky vypadají a fungují na každém serveru, jako kdyby byly připojeny místně. Díky integrované odolnosti proti chybám v těchto svazcích zůstanou vaše data online a přístupná i v případě, že disk selže nebo celý uzel přejde do režimu offline.

Na těchto svazcích můžete umístit soubory, například .vhd a .vhdx pro virtuální počítače. Cluster s funkcí Storage Spaces Direct můžete použít takto:

• Souborový server Scale-out (SoFS) vystavuje svazky přes síť jako souborové sdílení SMB3.
• Hyperkonvergovaný systém tím, že povolíte Hyper-V v clusteru a umístíte virtuální počítače přímo na svazky.

Následující část popisuje funkce a komponenty technologie Storage Spaces Direct.

Síťový hardware. Storage Spaces Direct používá protokol SMB3, včetně SMB Direct a SMB Multichannel, přes Ethernet ke komunikaci mezi servery. Důrazně doporučujeme používat 10 a více GbE s přímým přístupem do paměti vzdáleného počítače (RDMA), buď iWARP, nebo RoCE.

Úložný hardware Storage Spaces Direct vyžaduje 2 až do 16 serverů schválených Microsoftem s přímo připojenými disky SATA, SAS, NVMe nebo disky s trvalou pamětí, které jsou fyzicky připojené jen k jednomu serveru. Každý server musí mít alespoň dvě jednotky SSD a alespoň čtyři další jednotky. Zařízení SATA a SAS by měla být za adaptérem hostitelské sběrnice (HBA) a expandérem SAS.

Převzetí služeb při selhání klastry Prostory úložiště s přímým přístupem používají k připojení serverů integrovanou funkci clusteringu Azure Stack HCI a Windows Serveru.

Softwarová úložná sběrnice. Softwarová sběrnice úložiště zasahuje do clusteru a vytváří softwarově definovanou úložnou vrstvu, kde všechny servery vidí všechny ostatní místní disky. Můžete si to představit jako nahrazení nákladných a omezujících kabeláží Fibre Channel nebo sdílených SAS.

Mezipaměť sběrnicové vrstvy úložiště. Softwarová sběrnice úložiště dynamicky spojuje nejrychlejší disky,které jsou přítomné (například SSD) na pomalejší jednotky (například PEVNÉ DISKY), aby se zajistila ukládání do mezipaměti pro čtení a zápis na straně serveru, které zrychluje vstupně-výstupní operace a zvyšuje propustnost.

Fond úložiště. Sada jednotek, které tvoří základ úložišť, se nazývá fond úložiště. Automaticky se vytvoří a všechny oprávněné jednotky se automaticky detekují a přidají do něj. Důrazně doporučujeme použít jeden fond na cluster s výchozím nastavením. Další informace o fondu úložiště najdete v blogovém příspěvku o fondu úložiště .

Prostory úložiště. Prostory úložiště poskytují odolnost proti chybám vůči "virtuálním diskům" pomocí zrcadlení, kódování mazání nebo obojího. Můžete si ho představit jako distribuovaný, softwarově definovaný RAID využívající jednotky ve fondu. Ve Storage Spaces Direct mají tyto virtuální disky obvykle odolnost proti dvěma souběžným selháním jednotek nebo serverů (například 3cestné zrcadlení s každou kopií dat na jiném serveru), přičemž je také k dispozici odolnost proti chybám skříně a racku.

Odolný systém souborů (ReFS). ReFS je pokročilý systém souborů optimalizovaný pro virtualizaci. Zahrnuje výrazné zrychlení operací se soubory .vhdx, jako jsou vytváření, rozšíření a slučování kontrolních bodů a integrované kontrolní součty pro detekci a opravu chyb bitů. Zavádí také vrstvy, které v reálném čase obměňují data mezi "horkými" a "studenými" úložnými vrstvami na základě využití.

Sdílené svazky klastru Systém souborů CSV sjednocuje všechny svazky ReFS do jednoho oboru názvů přístupného prostřednictvím libovolného serveru. Pro každý server každý svazek vypadá a chová se, jako by byl připojen místně.

Scale-Out souborový server. Tato konečná vrstva je nezbytná pouze v konvergovaných nasazeních. Poskytuje vzdálený přístup k souborům pomocí protokolu SMB3 klientům, jako je například jiný cluster s Hyper-V, přes síť, čímž účinně promění Storage Spaces Direct na úložiště připojené k síti (NAS).

Klíčové výhody

Prostory úložiště s přímým přístupem nabízejí následující klíčové výhody:

Obrázek	Popis
	Jednoduchost. Přejděte ze standardních serverů se systémem Windows Server nebo Azure Stack HCI do prvního clusteru Prostorů úložiště s přímým přístupem za méně než 15 minut. Pro uživatele System Center je nasazení jen jedno zaškrtávací políčko.
	Vysoký výkon. Bez ohledu na to, jestli je vše flash nebo hybridní, můžou Prostory úložiště s přímým přístupem překročit 13,7 milionu IOPS na server. Architektura Storage Spaces Direct zabudovaná v hypervisoru poskytuje konzistentní, nízkou latenci, integrovanou mezipaměť pro čtení a zápis a podporu špičkových NVMe disků namontovaných přímo na sběrnici PCIe.
	Odolnost proti chybám. Integrovaná odolnost zpracovává selhání jednotek, serveru nebo komponent s nepřetržitou dostupností. Větší nasazení lze také nakonfigurovat pro odolnost vůči chybám šasi a racku. Když hardware selže, jednoduše ho vyměňte; software se sám bez složitých kroků správy opraví.
	Efektivita zdrojů. Kódování vymazání přináší až 2,4× vyšší efektivitu úložiště, s jedinečnými inovacemi, jako jsou místní kódy pro obnovu a úrovně ReFS v reálném čase pro rozšíření těchto výhod na pevné disky a smíšené horké nebo studené úlohy. Zároveň minimalizuje spotřebu procesoru, aby se zdroje vrátily tam, kde jsou potřeba nejvíce – k virtuálním počítačům.
	Spravovatelnost. Pomocí ovládacích prvků kvality služby úložiště můžete udržovat zaneprázdněné virtuální počítače v kontrole s minimálními a maximálními limity IOPS pro jednotlivé virtuální počítače. Služba Health Service poskytuje nepřetržité integrované monitorování a upozorňování. Nová rozhraní API usnadňují shromažďování bohatých metrik výkonu a kapacity pro celý cluster.
	Škálovatelnost. Přejděte až na 16 serverů a více než 400 disků, až 4 petabajty (4 000 terabajtů) úložiště na každý cluster. Pokud chcete rozšiřovat, přidejte další jednotky nebo přidejte další servery; Storage Spaces Direct automaticky nasadí nové jednotky a začnou je používat. Efektivita úložiště a výkon se předvídatelně zlepšují v měřítku.

Kdy ji použít

Technologie Storage Spaces Direct je základní součástí Azure Stack HCI a Windows Serveru. Poskytuje ideální řešení síťového úložiště, pokud chcete:

• Rozšiřte kapacitu nebo rozsah síťového úložiště. Můžete přidat další jednotky nebo přidat další servery, abyste rozšířili kapacitu síťového úložiště, a přitom udržovat svá data zabezpečená a přístupná. Pokud jednotka ve fondu úložiště selže nebo celý uzel přejde do režimu offline, všechna data zůstanou online a přístupná.
• Nasdílejte stejnou sadu dat z různých umístění současně. Fond úložiště, který Prostory úložiště s přímým přístupem vytváří, vypadá a funguje jako sdílená síťová složka. Uživatelé sítě mají přístup k uloženým datům kdykoli z libovolného umístění, aniž by se museli starat o fyzické umístění uložených dat.
• Použijte kombinaci úložných médií. Pomocí Storage Spaces Direct můžete kombinovat různé typy úložných médií v clusteru serverů a vytvořit softwarově definovaný úložný fond. Software se automaticky rozhodne, které médium se má použít na základě dat – aktivní data na rychlejším médiu a jiná zřídka použitá data na pomalejším médiu.

Možnosti nasazení

Storage Spaces Direct podporuje následující dvě možnosti nasazení:

• Hyperkonvergované
• Konvergoval

Poznámka:

Azure Stack HCI podporuje pouze hyperkonvergované nasazení.

Hyperkonvergované nasazení

V hyperkonvergovaném nasazení použijete jeden cluster pro výpočetní prostředky i úložiště. Možnost hyperkonvergovaného nasazení spouští Hyper-V virtuální počítače nebo databáze SQL Serveru přímo na serverech poskytujících úložiště – ukládá jejich soubory do místních svazků. Tím se eliminuje nutnost konfigurovat přístup k souborovým serverům a oprávnění, což zase snižuje náklady na hardware pro nasazení malých až středních firem a vzdálených poboček. Pokud chcete nasadit Prostory úložiště s přímým přístupem na Windows Serveru, přečtěte si téma Nasazení Prostorů úložiště s přímým přístupem na Windows Server. Pokud chcete nasadit Prostory úložiště s přímým přístupem jako součást Azure Stack HCI, přečtěte si téma Co je proces nasazení pro Azure Stack HCI?

Konvergované nasazení

V sblíženém nasazení používáte pro úložiště a výpočetní prostředky samostatné clustery. Konvergovaná možnost nasazení, označovaná také jako 'disagregovaná', staví Scale-out File Server (SoFS) na Storage Spaces Direct, aby poskytla úložiště připojené k síti přes sdílené složky SMB3. To umožňuje škálování výpočetních prostředků a úloh nezávisle na clusteru úložiště, což je nezbytné pro rozsáhlejší nasazení, jako je Hyper-V IaaS (infrastruktura jako služba) pro poskytovatele služeb a podniky.

Správa a monitorování

Ke správě a monitorování Prostorů úložiště s přímým přístupem můžete použít následující nástroje:

Název	Grafické nebo řádkové?	Zaplacené nebo zahrnuté?
Centrum pro správu Windows	Grafický	Včetně
Správce serveru a Správce clusteru pro převzetí služeb při selhání	Grafický	Včetně
Windows PowerShell	Příkazový řádek	Včetně
System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) & Operations Manager	Grafický	Zaplaceno

Videa

Přehled Storage Spaces Direct (5 minut)

Storage Spaces Direct na konferenci Microsoft Ignite 2018 (1 hodina)

Storage Spaces Direct na konferenci Microsoft Ignite 2017 (1 hodina)

Uvedení Úložných prostor s přímým přístupem na konferenci Microsoft Ignite 2016 (1 hodina)

Příběhy zákazníků

Na celém světě běží více než 10 000 clusterů s technologií Storage Spaces Direct. Organizace všech velikostí, od malých firem, které nasazují jen dva uzly, až po velké podniky a vlády, které nasazují stovky uzlů, závisí na Prostorech úložiště s přímým přístupem pro důležité aplikace a infrastrukturu.

Navštivte Microsoft.com/HCI , kde si můžete přečíst své příběhy.

:::image type="content" source="media/storage-spaces-direct-overview/customer-stories.png" alt-text="Mřížka zákaznických log." link=""https://azure.microsoft.com/products/azure-stack/hci/:::-->

Další odkazy

• Odolnost proti chybám a efektivita úložiště
• Replika úložiště
• Storage na blogu Microsoftu
• Propustnost Storage Spaces Direct s použitím iWARP (blog TechNetu)
• Novinky v clusteringu s podporou převzetí služeb při selhání ve Windows Serveru
• Kvalita služby úložiště
• Podpora pro IT profesionály pro Windows