Implementieren eines Speicherreplikats
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Die Verfügbarkeit von Daten ist für die Geschäftskontinuität von entscheidender Bedeutung. Bisher waren zur Erhöhung der Speicherresilienz teure, anbieterspezifische Lösungen basierend auf hochleistungsfähiger Hardware erforderlich. Ein Speicherreplikat eliminiert diese Abhängigkeit und bietet kostengünstige, hardwareunabhängige Hochverfügbarkeits- und Notfallwiederherstellungsfunktionen.
Was ist ein Speicherreplikat?
Ein Speicherreplikat ist eine Windows Server-Technologie für eine unidirektionale Replikation zwischen Volumes auf eigenständigen oder gruppierten Servern. Diese Replikation soll Hochverfügbarkeit oder Notfallwiederherstellungen gewährleisten.
Für ein Speicherreplikat sind zwei Volumes im NTFS-Format (NT File System) oder ReFS-Format (Resilient File System) an der Quelle und zwei am Ziel erforderlich. Dabei wird jeweils ein Paar für Daten, das andere für Replikationsprotokolle verwendet. Beide Paare müssen in Bezug auf Größe und Leistungsmerkmale übereinstimmen. Das Quelldatenvolume wird als primär bezeichnet, während das Zielvolume als sekundär bezeichnet wird. Die Server, auf denen die Volumes gehostet werden, bilden dabei eine Replikationspartnerschaft. Eine solche Partnerschaft kann mehrere Datenvolumes umfassen, die jedoch alle dasselbe Protokollvolume verwenden. Jeder Server bildet zusammen mit allen seinen Volumes, die Teil einer Replikationspartnerschaft sind, eine Replikationsgruppe.
Wichtig
Protokollvolumes dürfen nicht für andere Workloads verwendet werden.
Features eines Speicherreplikats
Zu den wichtigsten Features von Speicherreplikaten gehören:
- Replikation auf Blockebene: Bei der Replikation auf Blockebene können keine Dateien gesperrt werden.
- Einfachheit. Im Windows Admin Center werden Sie durch den gesamten Prozess der Erstellung einer Replikationspartnerschaft zwischen zwei Servern geleitet. Einen Stretched Cluster können Sie mithilfe des Failovercluster-Manager-Assistenten bereitstellen.
- Unterstützung für physische Server und virtuelle Computer: Alle Speicherreplikatfunktionen sind sowohl für gastbasierte als auch für hostbasierte virtuelle Bereitstellungen verfügbar. Das bedeutet, dass Gäste ihre Datenvolumes auch dann replizieren können, wenn sie auf Nicht-Windows-Virtualisierungsplattformen oder in öffentlichen Clouds ausgeführt werden.
- Verwendung von SMB 3.0. Speicherreplikate verwenden SMB 3.x. Alle erweiterten SMB-Merkmale wie SMB Multichannel und SMB Direct stehen Speicherreplikaten zur Verfügung.
- Sicherheit. Speicherreplikate verfügen über eine Vielzahl von Sicherheitsmechanismen, z. B. Paketsignierung, vollständige AES-128-GCM-Datenverschlüsselung, Unterstützung für beschleunigte Drittanbieterverschlüsselung sowie Vorauthentifizierungsintegrität für die Verhinderung von Man-in-the-Middle-Angriffen. Die Speicherreplikatfunktion nutzt zudem Kerberos AES256 für sämtliche Authentifizierungsvorgänge zwischen Knoten.
- Leistungsstarke erste Synchronisierung. Ein Speicherreplikat unterstützt die erste Synchronisierung durch Seeding. Dabei wird eine Teilmenge von Daten aus einem Quellvolume über ein Sicherungsvolume oder einen Wechseldatenträger in das Zielvolume kopiert. Auf diese Weise besteht die erste Replikation nur aus den Unterschieden zwischen den beiden Volumes. Dadurch wird die Dauer der ersten Synchronisierung verkürzt und die Bandbreitenauslastung begrenzt.
- Konsistenzgruppen. Durch die Schreibreihenfolge wird sichergestellt, dass Schreibvorgänge von Anwendungen wie SQL Server in der Quelle und in den replizierten Volumes in der gleichen Reihenfolge stattfinden.
- Delegierte Verwaltung. Sie können Berechtigungen zur Verwaltung der Replikation delegieren, ohne Berechtigungen auf Administratorebene für die replizierten Knoten gewähren zu müssen.
- Netzwerkeinschränkungen: Sind zwischen den replizierten Volumes mehrere Netzwerkpfade vorhanden, können Sie für den Datenverkehr des Speicherreplikats die Nutzung bestimmter Netzwerkadapter konfigurieren. Auf diese Weise können Sie die potenziellen Auswirkungen des Replikationsdatenverkehrs auf Produktionsworkloads minimieren.
- Schlanke Speicherzuweisung: Sie können die schlanke Speicherzuweisung in „Direkte Speicherplätze“ implementieren und so die Dauer der ersten Replikation minimieren.
Voraussetzungen
Für die Verwendung eines Speicherreplikats müssen die folgenden Voraussetzungen erfüllt sein:
- Server, auf denen replizierte Volumes gehostet werden, müssen Mitglieder derselben AD DS-Gesamtstruktur mit Vertrauensstellung sein.
- Jeder Server sollte über jeweils mindestens 2 GB RAM und zwei CPU-Kerne verfügen.
- Jeder Server sollte die Datacenter-Edition von Windows Server ausführen. Es ist möglich, die Standard-Edition von Windows Server zu verwenden, allerdings unterstützt diese Konfiguration nur die Replikation eines einzelnen Volumes mit einer Größe von bis zu 2 Terabyte (TB).
- Jeder Server sollte mindestens über einen Gigabit-Ethernet-Adapter für die synchrone Replikation verfügen, RDMA ist allerdings vorzuziehen.
- Zwei Volumepaare (ein Volume für Daten, das andere für Protokolle) auf dem Quell- und dem Zielserver mit folgenden Einstellungen:
- Datenträger müssen als GUID-Partitionstabelle (GPT) initialisiert werden, nicht als Master Boot Record (MBR).
- Volumes müssen als ReFS oder NTFS formatiert sein.
- Die Größe der Datenvolumes und die Sektorgröße müssen identisch sein.
- Die Größe der Protokollvolumes und die Sektorgröße müssen identisch sein.
- Für Protokollvolumes sollte ein schnellerer Speicher als für Datenvolumes verwendet werden.
- Die Protokollvolumes dürfen für keine anderen Workloads verwendet werden.
- Zwischen den Servern, auf denen die replizierten Volumes gehostet werden, muss eine bidirektionale Verbindung über ICMP (Internet Control Message Protocol), SMB (Port 445, plus Port 5445 für SMB Direct) und WS-MAN (Web Services-Verwaltung, Port 5985) bestehen.
- Zur Implementierung der synchronen Replikation sollte zwischen den Servern ein Netzwerk mit ausreichender Bandbreite für E/A-Schreibworkloads und einer Roundtriplatenz von weniger als 5 ms vorhanden sein.
Hinweis
Mit einem Speicherreplikat können keine Volumes des Windows Server-Betriebssystems repliziert werden.
Hinweis
Mithilfe des Windows PowerShell-Cmdlets Test-SRTopology können Sie überprüfen, ob die Anforderungen erfüllt sind. Dieses Tool gehört zu den Verwaltungstools für Windows Server-Speicherreplikate.
Implementieren des Speicherreplikats über Windows PowerShell
Verwenden Sie das folgende, auf Windows PowerShell basierende Verfahren, um die Implementierung des Speicherreplikats zu automatisieren:
Überprüfen Sie mithilfe des Cmdlets
Test-SRTopology, ob die Quell- und Zielvolumes die Anforderungen des Speicherreplikats erfüllen. Geben Sie zuerst den ParameterIgnorePerfTestsan, wenn Sie das Cmdlet im Modus „Nur Anforderungen“ verwenden möchten. Wenn dies erfolgreich ist, führen Sie das Cmdlet wie im folgenden Beispiel gezeigt im Modus „Leistungsbewertung“ ohne denIgnorePerfTests-Parameter erneut aus:Test-SRTopology -SourceComputerName 'SEA-SVR1.contoso.com' -SourceVolumeName S: -SourceLogVolumeName L: -DestinationComputerName 'SEA-SVR2.contoso.com' -DestinationVolumeName S: -DestinationLogVolumeName L: -DurationInMinutes 1 -ResultPath C:\Temp } -Authentication Credssp -Credential $credÜberprüfen Sie auf SEA-SVR1 die im Ordner „C:\temp“ gespeicherten Ergebnisse, und stellen Sie sicher, dass keine Probleme behoben werden müssen.
Verwenden Sie das Cmdlet
New-SRPartnership, um eine Speicherreplikat-Partnerschaft zu erstellen. Geben Sie dabei die Quell- und Zieldatenträger, die Quell- und Zielprotokolle, die Namen des Quell- und Zielclusters und optional die Protokollgröße an:New-SRPartnership -SourceComputerName 'SEA-SVR1' -SourceRGName 'RG01' -SourceVolumeName S: -SourceLogVolumeName L: -DestinationComputerName 'SEA-SVR2' -DestinationRGName 'RG02' -DestinationVolumeName S: -DestinationLogVolumeName L:
Demo
Im folgenden Video wird die Implementierung von Speicherreplikaten mithilfe von Windows PowerShell veranschaulicht.
Die wichtigsten Schritte dabei sind:
- Erstellen Sie eine AD DS-Umgebung. Erstellen Sie eine AD DS-Gesamtstruktur mit einer einzelnen Domäne. Die Struktur muss zwei Domänenmitgliedsserver mit jeweils vier Datenträgern und eine Verwaltungsarbeitsstation unter Windows 10 umfassen.
- Initialisieren Sie die Quell- und Zieldatenträger auf jedem Domänenmitgliedsserver, erstellen Sie auf jedem Server ein als ReFS formatiertes Volume, und weisen Sie jedem Volume einen Laufwerkbuchstabe zu. Verwenden Sie auf jedem Domänenmitgliedsserver den Server-Manager, um die Quell- und Zieldatenträger zu initialisieren, ein als ReFS formatiertes Volume zu erstellen, und jedem Volume einen Laufwerkbuchstabe zuzuweisen.
- Aktivieren Sie CredSSP auf jedem Domänenmitgliedsserver. Verwenden Sie Windows PowerShell, um CredSSP auf den beiden Domänenmitgliedsservern zu aktivieren.
- Konfigurieren Sie das Speicherreplikat zwischen den beiden Domänenmitgliedsservern. Verwenden Sie Windows PowerShell, um das Speicherreplikat zwischen den beiden Domänenmitgliedsservern zu konfigurieren.
- Überprüfen Sie die Speicherreplikatkonfiguration. Verwenden Sie Windows PowerShell, um die Konfiguration des Speicherreplikats zu überprüfen.