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Übersicht über Dateiserver mit horizontaler Skalierung für Anwendungsdaten

Der Dateiserver mit horizontaler Skalierung dient zum Bereitstellen von Dateifreigaben mit horizontaler Skalierung, die fortlaufend als dateibasierter Serveranwendungsspeicher verfügbar sind. Dateifreigaben mit horizontaler Skalierung ermöglichen das Freigeben eines Ordners über mehrere Knoten des gleichen Clusters. Der Schwerpunkt dieses Szenarios ist die Planung und Bereitstellung eines Dateiservers mit horizontaler Skalierung.

Sie können mithilfe einer der folgenden Methoden einen gruppierten Dateiserver bereitstellen und konfigurieren:

  • Dateiserver mit horizontaler Skalierung für Anwendungsdaten: Dieser gruppierte Dateiserver wurde in Windows Server 2012 eingeführt und ermöglicht das Speichern von Serveranwendungsdaten wie etwa Dateien virtueller Hyper-V-Computer in Dateifreigaben. Dabei erhalten Sie das gleiche Maß an Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Verwaltbarkeit und hoher Leistung wie bei einem SAN (Storage Area Network). Alle Dateifreigaben sind auf allen Knoten gleichzeitig online. Die dieser Art von gruppiertem Dateiserver zugeordneten Dateifreigaben werden als Dateifreigaben mit horizontaler Skalierung bezeichnet. Dies wird mitunter als Aktiv/Aktiv bezeichnet. Dies ist der empfohlene Dateiservertyp beim Bereitstellen von entweder Hyper-V über Server Message Block (SMB) oder Microsoft SQL Server über SMB.
  • Dateiserver zur allgemeinen Verwendung Dies ist die Weiterführung des gruppierten Dateiservers, der seit der Einführung des Failoverclusterings in Windows Server unterstützt wird. Diese Art von gruppiertem Dateiserver (und damit alle dem gruppierten Dateiserver zugeordneten Dateifreigaben) ist jeweils auf einem Knoten online. Dies wird mitunter als Aktiv/Passiv oder zweifach aktiv bezeichnet. Die dieser Art von gruppiertem Dateiserver zugeordneten Dateifreigaben werden als gruppierte Dateifreigaben bezeichnet. Dies ist der empfohlenen Dateiservertyp bei der Bereitstellung von Information-Worker-Szenarien.

Beschreibung des Szenarios

Mithilfe von Dateifreigaben mit horizontaler Skalierung können Sie denselben Ordner auf mehreren Knoten eines Clusters freigeben. Wenn Sie beispielsweise einen Dateiservercluster mit vier Knoten haben, der SMB (Server Message Block) mit horizontaler Skalierung verwendet, kann über einen Computer unter Windows Server 2012 R2 oder Windows Server 2012 von jedem der vier Knoten aus auf Dateifreigaben zugegriffen werden. Dies wird mit neuen Windows Server-Features für das Failoverclustering und Funktionen des Windows-Dateiserverprotokolls SMB 3.0 erreicht. Dateiserveradministratoren können Dateifreigaben mit horizontaler Skalierung und fortlaufend verfügbare Dateidienste für Serveranwendungen bereitstellen und auf höheren Bedarf reagieren, indem sie schnell weitere Server online schalten. All dies ist in einer Produktionsumgebung möglich und erfolgt für die Serveranwendung vollständig transparent.

Zu den wichtigsten Vorteilen des Dateiservers mit horizontaler Skalierung gehören folgende:

  • Aktiv/Aktiv-Dateifreigaben: Alle Clusterknoten können SMB-Clientanforderungen akzeptieren und verarbeiten. Da auf den Inhalt der Dateifreigaben über alle Clusterknoten gleichzeitig zugegriffen werden kann, ermöglichen Cluster und Clients mit SMB 3.0 gemeinsam transparentes Failover auf alternative Clusterknoten bei geplanten Wartungsarbeiten und bei nicht geplanten Fehlern mit Dienstunterbrechung.
  • Höhere Bandbreite: Die maximale Freigabebandbreite entspricht der Gesamtbandbreite aller Dateiserver-Clusterknoten. Im Gegensatz zu vorherigen Versionen von Windows Server wird die Gesamtbandbreite nicht mehr durch die Bandbreite eines einzelnen Clusterknotens begrenzt, sondern durch die Möglichkeiten des unterstützenden Speichersystems. Sie können die Gesamtbandbreite erhöhen, indem Sie Knoten hinzufügen.
  • CHKDSK ohne Downtime: CHKDSK wurde in Windows Server 2012 verbessert, um reparaturbedingte Offlinezeiten von Dateisystemen erheblich zu verkürzen. Mit den freigegebenen Clustervolumes (Clustered Shared Volumes, CSVs) wird dies noch weiter verbessert, da die Offlinephase ganz entfällt. In einem CSV-Dateisystem (CSVFS) kann CHKDSK verwendet werden, ohne dass sich Auswirkungen auf Anwendungen mit geöffneten Handles im Dateisystem ergeben.
  • Cache für freigegebene Clustervolumes: Für freigegebene Clustervolumes in Windows Server 2012 wird Unterstützung für einen Lesecache eingeführt. Dadurch kann die Leistung in bestimmten Szenarien deutlich verbessert werden, beispielsweise für eine virtuelle Desktopinfrastruktur (VDI).
  • Einfachere Verwaltung: Bei Dateiservern mit horizontaler Skalierung erstellen Sie den Dateiserver mit horizontaler Skalierung und fügen dann die benötigten freigegebenen Clustervolumes und Dateifreigaben hinzu. Es ist nicht mehr notwendig, mehrere Clusterdateiserver jeweils mit separaten Clusterdatenträgern zu erstellen und dann Platzierungsrichtlinien zu entwickeln, um Aktivität auf den einzelnen Clusterknoten sicherzustellen.
  • Automatischer Neuausgleich der Clients für Dateiserver mit horizontaler Skalierung: Unter Windows Server 2012 R2 verbessert die automatische Neuverteilung die Skalierbarkeit und Verwaltbarkeit von Dateiservern mit horizontaler Skalierung. SMB-Clientverbindungen werden nach Dateifreigabe (und nicht nach Server) nachverfolgt. Clients werden dann an den Clusterknoten mit dem besten Zugriff auf das von der Dateifreigabe verwendete Volume umgeleitet. Dadurch wird die Effizienz gesteigert, da der Umleitungsdatenverkehr zwischen Dateiserverknoten verringert wird. Clients werden nach der Anfangsverbindung und bei einer Neukonfiguration des Clusterspeichers umgeleitet.

Inhalt dieses Szenarios

Die folgenden Artikel enthalten hilfreiche Informationen zur Bereitstellung eines Dateiservers mit horizontaler Skalierung:

Anwendungsbereiche eines Dateiservers mit horizontaler Skalierung

Sie sollten einen Dateiserver mit horizontaler Skalierung nicht verwenden, wenn die Arbeitsauslastung eine hohe Anzahl von Metadatenvorgängen generiert, beispielsweise Öffnen von Dateien, Schließen von Dateien, Erstellen neuer Dateien oder Umbenennen vorhandener Dateien. Ein typischer Information-Worker generiert mehrere Metadatenvorgänge. Sie sollten einen Dateiserver mit horizontaler Skalierung verwenden, wenn die damit verbundene Skalierbarkeit und Einfachheit für Sie von Interesse ist und Sie nur Technologien benötigen, die von einem Dateiserver mit horizontaler Skalierung unterstützt werden.

In der folgenden Tabelle sind die neuen Funktionen in SMB 3.0, die gängigen Windows-Dateisysteme, Datenverwaltungstechnologien für Dateiserver und übliche Arbeitsauslastungen aufgeführt. Sie können sehen, ob die Technologie mit horizontaler Skalierung unterstützt wird oder ein herkömmlicher gruppierter Dateiserver (auch bekannt als ein Dateiserver zur allgemeinen Verwendung) erforderlich ist.

Technologiebereich Feature Dateiservercluster zur allgemeinen Verwendung Dateiserver mit horizontaler Skalierung
SMB Fortlaufende Verfügbarkeit von SMB (*) Ja Ja
SMB SMB Multichannel Ja Ja
SMB SMB Direct Ja Ja
SMB SMB-Verschlüsselung Ja Ja
SMB SMB – Transparentes Failover Ja (wenn kontinuierliche Verfügbarkeit aktiviert ist) Yes
Dateisystem NTFS Ja Nicht verfügbar
Dateisystem Robustes Dateisystem (Resilient File System, ReFS) Empfohlen mit Direkte Speicherplätze Empfohlen mit Direkte Speicherplätze
Dateisystem Dateisystem des freigegebenen Clustervolumes (CSV) Nicht verfügbar Ja
Dateiverwaltung BranchCache Ja Nein
Dateiverwaltung Datendeduplizierung (WindowsServer 2012) Ja Nein
Dateiverwaltung Datendeduplizierung (Windows Server 2012 R2) Yes Ja (nur VDI)
Dateiverwaltung DFS-Namespace (DFSN) – Stammserverstamm Ja Nein
Dateiverwaltung DFS-Namespace (DFSN) – Zielserver für Ordner Ja Ja
Dateiverwaltung DFS-Replikation (DFSR) Ja Nein
Dateiverwaltung Ressourcen-Manager für Dateiserver (Bildschirme und Kontingente) Ja Nein
Dateiverwaltung Dateiklassifizierungsinfrastruktur Ja Nein
Dateiverwaltung Dynamische Zugriffssteuerung (anspruchsbasierter Zugriff) Ja Nein
Dateiverwaltung Ordnerumleitung Yes Nicht empfohlen
Dateiverwaltung Offlinedateien (clientseitiges Zwischenspeichern) Yes Nicht empfohlen
Dateiverwaltung Roamingbenutzerprofile Yes Nicht empfohlen
Dateiverwaltung Basisverzeichnisse Yes Nicht empfohlen
Dateiverwaltung Arbeitsordner Ja Nein
NFS NFS-Server Ja Nein
Anwendungen Hyper-V Nicht empfohlen Yes
Anwendungen Microsoft SQL Server Nicht empfohlen Yes

* Fortlaufende SMB-Loopback-Verfügbarkeit (Continuous Availability, CA) in hyperkonvergenten Konfigurationen ist in Windows Server 2019 verfügbar.

Hinweis

Die Features „Ordnerumleitung“, „Offlinedateien“, „Roamingbenutzerprofile“ und „Basisverzeichnisse“ generieren eine große Anzahl von Schreibvorgängen, die sofort (ohne Pufferung) auf den Datenträger geschrieben werden müssen, wenn fortlaufend verfügbare Dateifreigaben verwendet werden. Dies verringert die Leistung im Vergleich zu universellen Dateifreigaben. Fortlaufend verfügbare Dateifreigaben sind zudem nicht mit dem Ressourcen-Manager für Dateiserver und PCs unter Windows XP kompatibel. Darüber hinaus wechseln Offlinedateien ggf. drei bis sechs Minuten nicht in den Offlinemodus, nachdem ein Benutzer den Zugriff auf eine Freigabe verloren hat, was Benutzer stören kann, die noch nicht den Modus „Immer offline“ von Offlinedateien nutzen.

Praktische Anwendung

Dateiserver mit horizontaler Skalierung eignen sich ideal für die Speicherung von Serveranwendungen. Es folgen einige Beispiele für Serveranwendungen, die ihre Daten in einer Dateifreigabe mit horizontaler Skalierung speichern können:

  • Der IIS-Webserver (Internetinformationsdienste) kann Konfigurationen und Daten für Websites in einer Dateifreigabe mit horizontaler Skalierung speichern. Weitere Informationen finden Sie unter Freigegebene Konfiguration.
  • Hyper-V kann Konfigurationen und aktive virtuelle Datenträger in einer Dateifreigabe mit horizontaler Skalierung speichern. Weitere Informationen finden Sie unter Bereitstellen von Hyper-V über SMB.
  • SQL Server kann aktive Datenbankdateien in einer Dateifreigabe mit horizontaler Skalierung speichern. Weitere Informationen finden Sie unter Installieren von SQL Server mit SMB-Dateifreigabe als Speicheroption.
  • Virtual Machine Manager (VMM) kann eine Bibliotheksfreigabe (mit Vorlagen für virtuelle Computer und zugehörigen Dateien) in einer Dateifreigabe mit horizontaler Skalierung speichern. Allerdings darf der Bibliotheksserver kein Dateiserver mit horizontaler Skalierung sein. Es muss sich um einen eigenständigen Server oder um einen Failovercluster handeln, der nicht die Clusterrolle „Dateiserver mit horizontaler Skalierung“ verwendet.

Wenn Sie eine Dateifreigabe mit horizontaler Skalierung als Bibliotheksfreigabe verwenden, können Sie nur Technologien nutzen, die mit dem Dateiserver mit horizontaler Skalierung kompatibel sind. Sie können beispielsweise nicht die DFS-Replikation verwenden, um eine Bibliotheksfreigabe zu replizieren, die in einer Dateifreigabe mit horizontaler Skalierung gehostet wird. Es ist auch wichtig, dass für den Dateiserver mit horizontaler Skalierung die neuesten Softwareupdates installiert sind.

Zum Verwenden einer Dateifreigabe mit horizontaler Skalierung fügen Sie zunächst einen Bibliotheksserver (wahrscheinlich einen virtuellen Computer) mit einer lokalen Freigabe bzw. ohne Freigaben hinzu. Wenn Sie eine Bibliotheksfreigabe hinzufügen, wählen Sie eine Dateifreigabe, die auf einem Dateiserver mit horizontaler Skalierung gehostet wird. Diese Freigabe muss von VMM verwaltet werden und ausschließlich für die Verwendung durch den Bibliotheksserver erstellt worden sein. Stellen Sie außerdem sicher, dass auf dem Dateiserver mit horizontaler Skalierung die neuesten Updates installiert werden. Weitere Informationen zum Hinzufügen von VMM-Bibliothekservern und Bibliotheksfreigaben finden Sie unter Hinzufügen von Profilen zur VMM-Bibliothek. Eine Liste der derzeit verfügbaren Hotfixes für Datei- und Speicherdienste finden Sie im Microsoft Knowledge Base-Artikel 2899011.

Hinweis

Einige Benutzer, wie z. B. Information-Worker, haben Arbeitsauslastungen, die eine größere Auswirkung auf die Leistung haben. Vorgänge wie das Öffnen und Schließen von Dateien, das Erstellen neuer Dateien und das Umbenennen vorhandener Dateien haben Auswirkungen auf die Leistung, wenn sie durch mehrere Benutzer erfolgen. Wenn eine Dateifreigabe mit fortlaufender Verfügbarkeit aktiviert ist, bietet diese Datenintegrität, wirkt sich aber auch auf die allgemeine Leistung aus. Die fortlaufende Verfügbarkeit erfordert das Schreiben von Daten auf den Datenträger, damit bei einem Ausfall eines Clusterknotens in einem Dateiserver mit horizontaler Skalierung die Integrität gewährleistet ist. Daher muss ein Benutzer, der mehrere große Dateien auf einen Dateiserver kopiert, in einer fortlaufend verfügbaren Dateifreigabe mit einer erheblich langsameren Leistung rechnen.

In diesem Szenario enthaltene Features

In der folgenden Tabelle werden die Features dieses Szenarios und die Art der bereitgestellten Unterstützung aufgeführt.

Feature Auf welche Weise dieses Szenario unterstützt wird
Failoverclustering Durch Failovercluster wurde Windows Server 2012 um die folgenden Features ergänzt, die Dateiserver mit horizontaler Skalierung unterstützen: verteilter Netzwerkname, Ressourcentyp „Dateiserver mit horizontaler Skalierung“, freigegebene Clustervolumes (Cluster Shared Volumes, CSV) und die Hochverfügbarkeitsrolle „Dateiserver mit horizontaler Skalierung“. Weitere Informationen zu diesen Features finden Sie unter Neues beim Failoverclustering unter Windows Server 2012 [Weiterleitung].
Server Message Block Mit SMB 3.0 wurde Windows Server 2012 um die folgenden Features zur Unterstützung von Dateiservern mit horizontaler Skalierung ergänzt: SMB Transparent Failover, SMB Multichannel und SMB Direct.

Weitere Informationen zu neuen und geänderten Funktionen für SMB in Windows Server 2012 R2 finden Sie unter Neues in SMB unter Windows Server.

Weitere Informationen