[Storage] Windows Server 2016 攻略 (四) - SDS 軟體定義儲存

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2016-02-15

Windows Server 2016 攻略系列文章分 Compute / Storage / Network 三大主題，其中 Compute 主題一月份已經由以下三篇文章涵蓋介紹：

二月份為各位帶來的是 Storage 主題系列文章，將由以下三篇涵蓋介紹：

SDS 軟體定義儲存 ( 即本文 )
資料備援新選擇 Storage Replica ( 預計 2/18 發佈 )
儲存資源品質管控機制 Storage QoS ( 預計 2/23 發佈 )

本文，將說明及實作在微軟新世代 Windows Server 2016 雲端作業系統當中，「軟體定義儲存（Software-Defined Storage，SDS）」技術，它是由 Windows Server 2012 R2 當中的「Storage Spaces」技術演化而來，在 Windows Server vNext 開發時期時稱之為「Storage Spaces Shared Nothing」，在 Windows Server 2016 當中則稱為「Storage Spaces Direct（S2D） 」。探討的主題包括：

S2D 技術簡介

簡單來說，與舊版 Windows Server 2012 R2 的 Storage Spaces 技術，最大不同在於 S2D 軟體定義儲存技術，可以將多台伺服器的「 本機硬碟 （Local Disk）」結合成為一個大的儲存資源池。

圖 1、S2D 軟體定義儲存技術支援本機硬碟運作架構示意圖

(圖片來源： TechNet Library – Storage Spaces Direct in Windows Server 2016 Technical Preview)

此外，即使企業或組織已經建置 Windows Server 2012 R2 的 Storage Spaces 共享式 JBOD 架構的話，那麼在 Windows Server 2016 當中的 S2D 技術，除了支援本機硬碟成為儲存資源池之外，也支援原有的共享式 JBOD 架構，讓企業或組織可以輕鬆將原本的 Windows Server 2012 R2 升級為新一代的 Windows Server 2016 運作環境。

圖 2、S2D 軟體定義儲存技術支援 JBOD 運作架構示意圖

(圖片來源： TechNet Library – Storage Spaces Direct in Windows Server 2016 Technical Preview)

S2D 技術的部署模式

我們來看看 S2D 軟體定義儲存技術支援哪些部署模式，以避免稍後實作時發生觀念混亂的情況。在 S2D 技術中支援兩種部署模式：

超融合式（Hyper-Converged）。
分類（Disaggregated）。

如果，企業或組織希望採用「 超融合式（ Hyper-Converged ）」部署模式，也就是將「 運算（ Compute ）、儲存（ Storage ）、網路（ Network ）」等資源全部「整合」在一起，並將 Hyper-V 及 S2D 技術都運作在「同一個」容錯移轉叢集環境中，此時 VM 虛擬主機將直接運作在本地端的 CSV 當中，而非運作在 SOFS（Scale-Out File Server）環境中，同時也能省去檔案伺服器的存取及權限等組態設定，這樣的部署模式適合用於中小型規模的運作架構。

圖 3、S2D 超融合式部署模式運作示意圖

(圖片來源： TechNet Library – Storage Spaces Direct in Windows Server 2016 Technical Preview)

如果，企業或組織採用「 分類（ Disaggregated ）」部署模式的話，那麼便是將「運算（Compute）、儲存（Storage）、網路（Network）」等資源全部「分開」進行管理，也就是將 Hyper-V 及 S2D 技術都運作在「不同」的容錯移轉叢集環境中，適合用於中大型規模的運作架構。

圖 4、S2D 分類部署模式運作示意圖

(圖片來源： TechNet Library – Storage Spaces Direct in Windows Server 2016 Technical Preview)

S2D 技術硬體需求

那麼，讓我們來看看倘若企業或組織的 IT 管理人員，想要搶先體驗及建置 S2D 軟體定義儲存技術的話，該如何建立 S2D 測試環境：

叢集節點： 最少必須由 4 台叢集節點組成，最多支援至 16 台叢集節點。（在 Windows Server 2016 TP2 版本時，最多支援 12 台叢集節點）。
CPU/Memory ：每台叢集節點，建議至少採用 Dual-Socket CPU（Intel Xeon E5 v3 Family）及 128 GB 記憶體。
硬碟控制器： 每台叢集節點，應採用 SATA Connected 或 SAS HBA Connected 的連接方式，而非使用 ACHI Controller 或 RAID Controller 的方式。
硬碟數量： 每台叢集節點，最少應該使用 2 顆 SSD 固態硬碟及 4 顆機械式硬碟。可以採用如下方式進行搭配

1. NVMe + SAS或SATA SSD
2. NVMe + SAS或SATA HDD
3. SAS或SATA SSD + SAS或SATA HDD
4. 網路卡： 每台叢集節點，最少應具備 1 Port 10GbE 網路卡，並且必須支援 RDMA 特色功能（RoCE、iWARP），目前支援的網路卡廠商有 Mellanox（CX3-Pro）、Chelsio（T5）、Avago/Emulex（Skyhawk）...等。