針對軟體定義資料中心而生的 - 新世代儲存機制

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05/08/2015

「儲存（Storage）」是資料中心運作架構當中的基本元件，也是 Microsoft 軟體定義資料中心解決方案當中的重要組成部分。我們對於儲存機制的投資，都集中在為客戶增加雲端規模、可用性、效能以及可靠性等方面，同時降低客戶在 Windows Server 以及新版私有雲解決方案 Microsoft Azure Stack 方面的採購及營運成本。

本文索引：

儲存的選擇

什麼是軟體定義儲存（Software Defined Storage，SDS） ?

我們的 SDS 旅程

儲存創新的軟體定義資料中心

總結及參考資源

儲存類型的選擇

現在，企業或組織可以根據運作環境的需求挑選多種儲存類型，這都有賴於微軟在雲端作業系統網路合作夥伴（Cloud OS Network Partners）當中，擁有非常豐富的生態系統所賜。簡單來說，我們提供企業或組織能夠選擇的儲存應用情境：

- 私有雲（Private Cloud）： Microsoft SDS 軟體定義儲存解決方案。

- 私有雲（Private Cloud）：採用我們的 SAN/NAS 儲存合作夥伴解決方案。

- 混合雲（Hybrid Cloud）：透過儲存分層機制延伸資料中心至 Azure 的 StorSimple 解決方案。

- 公有雲（Public Cloud）：即時存取且具備大型規模的 Microsoft Azure 儲存解決方案。

那麼，讓我們來談談上述儲存應用情境其中之一的 Microsoft 私有雲 SDS 軟體定義儲存解決方案 。

什麼是 軟體定義儲存（Software Defined Storage，SDS） ?

儲存業界正在經歷大型雲端服務設計的影響，所產生的各種因素造成的有趣轉變，並且不斷將更多智慧型特色功能加入到儲存設備控制軟體當中，其中虛擬化風潮便是將「 容器（Containers） 」概念推向儲存設備的主要動力之一。此外，各種大型層級及運作規模的出現，也讓「 隨需付費（pay-as-you grow） 」的營運模型更為確立。

簡言之，SDS 就是雲端儲存規模以及標準化儲存設備的經濟學。

我們的 SDS 旅程

在 Windows Server 2012 雲端作業系統版本中，便是我們最初提供 SDS 解決方案的版本，它能幫助管理人員建置並體驗公有雲及私有雲。當然，我們持續不斷的增強它的功能性，透過 Storage Space 以及 Scale-Out File Server等特色功能，採用標準化的儲存設備便能提供私有雲儲存解決方案。我們提供的儲存功能特色如「分層（Tiering）」及「重複資料刪除（De-Duplication）」，同時更保留簡單易用容易管理等特性。我們也提供 SMB Direct 功能，以提供具備負載平衡且高效能的網路吞吐量解決方案，其它儲存特色功能還有 SMB 多重通道（SMB MultiChannel）、Storage Space 的簡易儲存路徑、磁碟容錯備援機制…等，以及新一代 ReFS 檔案系統具備線上檢測及校正及錯誤修正…等。

合作夥伴： 我們整合 Windows Server 2012 R2 SDS 技術，提供私有雲硬體及軟體解決方案為「Cloud Platform System」。此外，我們也有多家 JBOD 儲存設備的合作夥伴如DataOn、Dell、HP、RAID Inc…等等，提供整合Storage Space及 Shared SAS JBOD的解決方案。

客戶： 已經有許多採用 Storage Space、Scale-Out File Server with SMB3 的客戶使用案例可供大家參考。

Azure ： Microsoft Azure 公有雲儲存機制，是塑造和激勵我們提供私有雲儲存機制給服務供應商及企業的重要動力之一。Microsoft Azure 是我們傾聽私有雲儲存解決方案客戶意見反應的一個重要管道，我們也正在把 Azure 雲端規模及成本經濟的設計要務，提供給採用我們私有雲解決方案的客戶們。

儲存創新的軟體定義資料中心

現在，讓我們把焦點回到 Windows Server 2016 以及新發佈的 Azure Stack 身上。我們持續針對 Azure 的成本經濟設計要務中，繼續私有雲儲存解決方案的旅程，以不斷降低成本為目標，且不單單只是降低採購成本同時更降低了營運成本。接下來，除非有額外說明否則您都可以在 Windows Server 2016 技術預覽 2（Technical Preview 2，TP2）版本中，測試下列所述的應用情境。

儲存資源服務品質控制（Storage QoS） ：在 Windows Server 2012 R2 版本中，我們開始提供更多管控功能及高效能的 Storage QoS 機制。在 TP2 版本中，管理人員可以跨 Hyper-V Cluster 統一進行 Storage QoS 管控，我們提供最小及最大 IOPS 定義功能（可以針對 VM 虛擬主機中的 VHD 虛擬磁碟、單台 VM 虛擬主機、服務當中某一組的 VM 虛擬主機）。現在，管理人員可以將 IOPS 管控功能，套用在某些 VM 虛擬主機或 VHD虛擬磁碟等異常爆增的工作負載身上（例如，SQL Server 當中儲存 Log 的 VHD 虛擬磁碟）。因此，Storage QoS 管理機制能為您的資料中心提供強大的儲存資源管控機制。

圖片來源： TechEd Europe 2014 – Delivering Predictable Storage Performance with Storage Quality of Service in the Next Release of Windows Server

儲存資源複寫 （Storage Replica）： 為了保護企業或組織的關鍵應用資料及工作負載，我們提供 Storage Replica功能，透過「同步 （Synchronous） 」的複寫方式可以達到磁碟區層級「 零資料遺失 （Zero Data Loss） 」的目標，並且複寫的磁碟區不僅支援 Storage Space 磁碟區，即使連接到 Windows Server主機的 SAN / NAS 磁碟區也支援複寫。現在，透過Storage Replica功能，管理人員可以得到更經濟實惠的關鍵業務連續性和災難復原解決方案，我們提供多種運作模式如 2 個叢集之間、2 個站台之間、2 台獨立伺服器之間進行複寫作業。

圖片來源： Channel 9 – Windows Server vNext

Azure consistent object storage ：在後續的技術預覽版本中，將會在私有雲環境中支援Azure Object storage （Tables and Blobs），這有助於開發人員先前所撰寫的Azure Storage APIs應用程式，能夠無縫或透過極小的變動就能讓該應用程式在私有雲環境中運作。

VM 儲存資源復原（VM Storage resiliency）： 當儲存設備臨時發生故障損壞事件時，能夠有效保護 VM 虛擬主機。VM Storage resiliency機制，將會監控儲存設備的運作狀態，當儲存設備不穩定或意外發生故障時，能夠安全的暫停 VM 虛擬主機的運作，等到儲存設備恢復健康運作狀態時再回復 VM 虛擬主機的運作。

重複資料刪除（Deduplication）： 我們已經針對單一磁碟區（支援多達 64TB）作業進行重新設計及優化處理。此外，在效能改善的部分，超過 1TB 空間大小的單一檔案已經不會有任何的使用限制，同時我們還新增「備份（Backup）」的使用類型。

滾動式升級（Rolling upgrades）： 讓您的儲存叢集（或 Hyper-V 叢集），能夠無縫式升級到最新雲端作業系統版本，同時過程中也不會產生任何停機時間。

圖片來源： Channel 9 – Windows Server vNext

Storage Spaces Direct ：我們在儲存層級也加入「 無共享式（ Shared Nothing ）」的概念。現在，管理人員可以透過 Storage Space 功能，配合標準伺服器建立具有高密度及機櫃空間利用率的私有雲解決方案，因為「Storage Space Direct」功能不再需要「共享式 SAS 網狀架構（Shared SAS Fabric）」，讓整個儲存網路傳輸架構更為簡單且容易配置及管理。同時，我們也保持企業與組織對 SMB Direct（RDMA）的既有投資，所以管理人員只需要準備多台標準伺服器，搭配高吞吐量卻又相對低成本的儲存網路傳輸架構，便能建構大型虛擬化儲存資源池，並且只要增加標準伺服器的數量便能提高儲存空間及 IO 效能，而不再需要受到過往 SAS Cables 的牽絆。

Storage Space Direct 目前提供 2 種部署方式，在 TP2 版本中提供「 融合式（Converged） 」部署方式，也就是儲存資源及運算資源分別在不同的伺服器層級中進行規模的縮放。在後續的技術預覽版本中，將會提供「 超融合式（Hyper-Converged） 」的部署方式，將儲存及運算資源整合在同一伺服器層級進行規模的縮放。

我們也同時宣布，在下列的初步發展合作夥伴中已經提供 Storage Spaces Direct 解決方案。

System Center 及 PowerShell： 在私有雲環境中，讓管理人員透過 System Center 管理介面的 SMAPI（Storage Management API）方便管理 Microsoft SDS、SAS/NAS 儲存設備以及 FC-Switch。透過 VMM（Virtual Machine Manager）管理套件，提供儲存、分類儲存、儲存至 Hyper-V 主機、叢集、VM 虛擬主機…等管理機制，同時結合OM（Operations Manager）管理套件，針對 VMM 所管理的儲存設備進行健康狀態監控。

我們同時也宣布在 System Center 當中已經支援 Storage Space Direct功能。現在，System Center 可以透過裸機（Bare-Metal）方式部署 Scale-Out File Server with Storage Space Direct，同時能管理儲存資源池、建立SOFS（Scale-Out File Shares）、快速配置及部署 VM 虛擬主機、管理 Storage QoS 原則、更新叢集節點、監控儲存設備的工作負載及健康情況、可自定義的告警機制。

總結及參考資源

我們正在為客戶提供私有雲儲存資源及需求更多樣化的選擇。現在，您可以選擇我們豐富的 SAN/NAS 儲存合作夥伴解決方案，或採用 Microsoft SDS 軟體定義儲存解決方案。

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