Vue d’ensemble du réplica de stockage

Vous pouvez utiliser le réplica de stockage dans Windows Server pour répliquer des volumes entre des serveurs ou des clusters pour la récupération d’urgence. Vous pouvez également l’utiliser pour créer des clusters de basculement étendus qui s’étendent sur deux sites, et tous les nœuds restent synchronisés.

Le réplica de stockage prend en charge la réplication synchrone et asynchrone :

• Synchronous replication mirrors data within a low-latency network site with crash-consistent volumes to ensure zero data loss at the file system level during a failure.
• Asynchronous replication mirrors data across sites beyond metropolitan ranges over network links with higher latencies, but without a guarantee that both sites have identical copies of the data at the time of a potential failure.

Pourquoi utiliser le réplica de stockage ?

Le réplica de stockage offre des fonctionnalités de préparation aux situations d’urgence et de récupération d’urgence dans Windows Server. La réplication de stockage dans Windows Server offre la tranquillité d'esprit d'une absence totale de perte de données, avec la possibilité de protéger de manière synchrone les données sur différents racks, étages, bâtiments, campus, comtés et villes. Après un incident, toutes les données sont intactes ailleurs sans aucune perte. The same applies before a disaster. Storage Replica peut vous aider à basculer les charges de production vers des emplacements sécurisés sans perte de données avant une catastrophe lorsque vous avez quelques instants de préavis.

Utilisez Storage Replica pour une utilisation optimisée de plusieurs centres de données. En étirant ou en répliquant des clusters, vous pouvez exécuter des charges de travail dans plusieurs centres de données pour un accès plus rapide aux données par les utilisateurs et applications de proximité. Vous bénéficiez également d’une meilleure distribution de charge et de l’utilisation des ressources de calcul. Si un sinistre met un centre de données hors connexion, vous pouvez déplacer temporairement ses charges de travail classiques vers l’autre site.

Lorsque vous implémentez Storage Replica, vous pouvez peut-être désactiver des systèmes de réplication de fichiers existants, comme la réplication DFS, qui ont été utilisés comme solutions simples de récupération d’urgence. Bien que la réplication DFS fonctionne bien sur les réseaux à faible bande passante, sa latence est élevée. La latence dans ce scénario est souvent mesurée en heures ou en jours. La latence élevée est due à son exigence que les fichiers se ferment et à ses limitations artificielles, qui sont destinées à empêcher la congestion du réseau. De par ces caractéristiques de conception, les fichiers les plus récents et les plus sensibles d’un réplica DFSR sont les moins susceptibles d’être répliqués.

Le réplica de stockage fonctionne sous le niveau de fichier et ne présente aucune de ces restrictions.

Storage Réplica prend également en charge la réplication asynchrone, adaptée aux réseaux à latence plus élevée et couvrant des distances plus longues. Étant donné qu’il n’est pas basé sur des points de contrôle et qu’il est répliqué en continu, le delta des modifications tend à être beaucoup plus bas que les produits basés sur des instantanés.

Le réplica de stockage fonctionne au niveau de la couche de partition et réplique donc tous les instantanés VSS (Volume Shadow Copy Service) créés par Windows Server ou le logiciel de sauvegarde. En utilisant des captures instantanées VSS, vous pouvez obtenir des instantanés de données compatibles avec les applications pour la récupération à un instant précis, en particulier pour les données utilisateur non structurées qui sont répliquées de manière asynchrone.

Supported configurations

Vous pouvez déployer Storage Replica dans un cluster étendu, entre clusters et dans une configuration entre serveurs.

Réplication de cluster étendu

Utilisez la réplication de cluster étendu pour répliquer des données entre les ordinateurs et le stockage dans un seul cluster. Dans ce scénario, certains nœuds partagent un ensemble de stockage asymétrique et certains nœuds partagent un autre ensemble de stockage. Ensuite, ils sont répliqués de façon synchrone ou asynchrone avec la prise en charge du site.

Dans la réplication de cluster étendu du réplica de stockage, vous pouvez utiliser des espaces de stockage avec stockage SCSI (SAS) attaché partagé, des numéros d’unité logique (SAN) et des numéros d’unité logique iSCSI.

Vous gérez une configuration de cluster stretch à l’aide de PowerShell et de l’outil graphique gestionnaire du cluster de basculement. Le scénario prend en charge le basculement de charge de travail automatisé.

La figure suivante illustre la réplication de stockage dans un cluster étendu à l’aide du réplica de stockage :

Cluster-to-cluster replication

In cluster-to-cluster replication, one cluster synchronously or asynchronously replicates with another cluster.

Dans la réplication de cluster à cluster de Storage Replica, vous pouvez utiliser Storage Spaces Direct, Storage Spaces avec un stockage SAS partagé, des unités logiques SAN et des unités logiques liées à iSCSI.

Vous gérez une configuration de cluster à cluster à l’aide de Windows Admin Center et de PowerShell. La configuration nécessite une intervention manuelle pour le basculement.

La figure suivante illustre la réplication de stockage de cluster à cluster à l’aide de Storage Replica :

Server-to-server replication

Server-to-server replication is synchronous and asynchronous replication between two standalone servers.

Dans ce scénario, vous pouvez utiliser des espaces de stockage avec un stockage SAS partagé, des LUNs SAN, des LUNs attachés via iSCSI et des lecteurs locaux.

Vous gérez une configuration de serveur à serveur à l’aide de Windows Admin Center et de PowerShell. La configuration nécessite une intervention manuelle pour le basculement.

La figure suivante illustre la réplication de stockage de serveur à serveur à l’aide de la réplication de stockage :

Note

Vous pouvez également configurer la réplication de serveur vers soi-même à l’aide de quatre volumes distincts sur un ordinateur. Toutefois, cet article ne couvre pas ce scénario.

Fonctionnalités du réplica de stockage

Le réplica de stockage dans Windows Server offre les fonctionnalités suivantes :

• Aucune perte de données et réplication au niveau du bloc. Avec la réplication synchrone, il n’existe aucun risque de perte de données. Avec la réplication au niveau du bloc, il n’existe aucun risque de verrouillage de fichier.

• Déploiement et gestion simples. Le réplica de stockage est spécialement conçu pour être simple d’utilisation. Vous pouvez utiliser Windows Admin Center pour créer un partenariat de réplication entre deux serveurs. Utilisez un Assistant intuitif dans l’outil Gestionnaire de cluster de basculement familier pour déployer des clusters étendus.

• Invité et hôte. Toutes les fonctions du réplica de stockage sont exposées à la fois dans les déploiements basés sur l’invité et sur l’hôte virtualisés. Les invités peuvent répliquer leurs volumes de données même s’ils s’exécutent sur des plateformes de virtualisation non-Windows ou dans des clouds publics si Windows Server se trouve dans l’environnement invité.

• SMB 3-based. Storage Replica utilise la technologie éprouvée et mature de Server Message Block (SMB) 3, d’abord publiée dans Windows Server 2012. Toutes les caractéristiques avancées de SMB, notamment la prise en charge de Multichannel et SMB Direct sur les cartes réseau RoCE, iWARP et RDMA InfiniBand sont disponibles pour le réplica de stockage.

• Security. Contrairement à de nombreux produits de fournisseurs, Storage Replica intègre une technologie de sécurité de pointe. Cette technologie inclut la signature des paquets, le chiffrement intégral des données AES-128-GCM, la prise en charge de l’accélération du chiffrement AES-NI d’Intel et la prévention des attaques de l’intercepteur « man in the middle » de l’intégrité de l’authentification préalable. Storage Replica utilise Kerberos AES256 pour toutes les authentifications entre les nœuds.

• Synchronisation initiale haute performance. Storage Replica prend en charge la synchronisation initiale pré-existante, dont un sous-ensemble de données est déjà présent sur une cible grâce à des copies antérieures, des sauvegardes ou des lecteurs expédiés. La réplication initiale copie uniquement les blocs différents, ce qui raccourcit potentiellement le temps de synchronisation initial et empêche les données d’utiliser une bande passante limitée. Le calcul et l’agrégation de somme de contrôle de bloc dans le réplica de stockage signifie que les performances de synchronisation initiales sont limitées uniquement par la vitesse du stockage et du réseau.

• Consistency groups. L’ordre d’écriture garantit que les applications telles que SQL Server peuvent écrire dans plusieurs volumes répliqués et que les données sont écrites sur le serveur de destination de manière séquentielle.

• User delegation. Les utilisateurs peuvent disposer d’autorisations pour gérer la réplication sans être membre du groupe Administrateurs intégré sur les nœuds répliqués. L’avantage est que leur accès à des domaines non liés est limité.

• Network constraint. Vous pouvez limiter le réplica de stockage à des réseaux individuels par serveur et par des volumes répliqués pour fournir une bande passante logicielle d’application, de sauvegarde et de gestion.

• Thin provisioning. L’allocation dynamique dans les espaces de stockage et les appareils SAN est prise en charge pour fournir des temps de réplication initiales quasi instantanés dans de nombreuses circonstances. Une fois la réplication initiale lancée, vous ne pouvez pas réduire ou découper le volume.

• Compression. Le réplica de stockage offre une compression pour les données transférées sur le réseau entre les serveurs source et de destination. The Storage Replica Compression for Data Transfer feature is supported only in Windows Server Datacenter: Azure Edition beginning with OS build 20348.1070 and later (KB5017381).

Le réplica de stockage inclut les fonctionnalités suivantes :

Feature	Details
Type	Host-based
Synchronous	Yes
Asynchronous	Yes
Storage hardware-agnostic	Yes
Replication unit	Volume (Partition)
Création du cluster étendu Windows Server	Yes
Réplication de serveur à serveur	Yes
Réplication de cluster à cluster	Yes
Transport	SMB3
Network	TCP/IP ou RDMA
Prise en charge de la contrainte de réseau	Yes
Network compression	Yes**
RDMA*	iWARP, InfiniBand, RoCE v2
Configuration requise du pare-feu du port réseau de réplication	Port IANA unique (TCP 445 ou 5445)
Multipath/Multichannel	Oui (SMB 3)
Kerberos support	Oui (SMB 3)
Chiffrement simultané et signature	Oui (SMB 3)
Basculements par volume autorisés	Yes
Prise en charge du stockage alloué dynamiquement	Yes
Interface utilisateur de gestion intégrée	PowerShell, Gestionnaire du cluster de basculement

* Peut nécessiter un équipement et un câblage long-courrier supplémentaires.

** Lors de l’utilisation de Windows Server Datacenter : Azure Edition commençant par la build du système d’exploitation 20348.1070.

Conditions préalables pour le réplica de stockage

• Forêt des services de domaine Active Directory.

• Espaces de stockage avec boîtiers SSCSI (SAS) « juste un tas de disques » (JBOD), espaces de stockage direct, réseau SAN (Fibre Channel Storage Area Network), disque dur virtuel partagé v2 (VHDX), cible iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface) ou stockage SAS local, SCSI ou sata (Serial Advanced Technology Attachment). Nous vous recommandons un disque SSD (Solid-State Drive) ou plus rapide pour les lecteurs de journaux de réplication. Nous vous recommandons d’utiliser le stockage de journaux qui est plus rapide que votre stockage de données. Les volumes de journal ne doivent jamais être utilisés pour d’autres charges de travail.

• Au moins une connexion Ethernet/TCP sur chaque serveur pour la réplication synchrone, mais l’accès à la mémoire directe à distance (RDMA) est préféré.

• Au moins 2 Go de RAM et deux cœurs par serveur.

• Un réseau entre les serveurs avec suffisamment de bande passante pour contenir votre charge de travail d’écriture d’entrée/sortie (E/S) et une latence d’aller-retour de 5 ms ou moins pour la réplication synchrone. La réplication asynchrone n’a pas de recommandation de latence.

• Windows Server Datacenter ou Windows Server Standard. Le réplica de stockage s’exécutant sur Windows Server Standard, présente les limitations suivantes :

  • Vous devez utiliser Windows Server 2019 ou version ultérieure.
  • Le réplica de stockage réplique un seul volume au lieu d’un nombre illimité de volumes.
  • Les volumes peuvent avoir une taille allant jusqu’à 2 To au lieu d’une taille illimitée.

Background

Cette section fournit des informations sur les termes généraux liés au secteur d’activité, la réplication synchrone et asynchrone, ainsi que les principaux comportements.

Termes généraux liés au secteur d’activité

Disaster recovery refers to a contingency plan for recovering from site catastrophes so that the business continues to operate. La récupération d’urgence des données signifie que plusieurs copies des données de production sont stockées dans un emplacement physique distinct. Par exemple, un cluster étendu, où la moitié des nœuds se trouvent dans un site et la moitié se trouvent dans une autre. La préparation aux catastrophes fait référence à un plan d’urgence pour le déplacement préemptif des charges de travail vers un autre emplacement avant un sinistre à venir, tel qu’un ouragan.

Les contrats de niveau de service définissent la disponibilité d’une application d’organisation et leur tolérance de temps d’arrêt et de perte de données pendant les pannes planifiées et non planifiées. L’objectif de temps de récupération (RTO) définit la durée pendant laquelle l’entreprise peut tolérer l’inaccessibilité totale des données. L’objectif de point de récupération (RPO) définit la quantité de données que l’entreprise peut se permettre de perdre.

Synchronous replication

Synchronous replication guarantees that the application writes data to two locations at once before it completes the I/O operation. Cette réplication est plus adaptée aux données stratégiques, car elle nécessite des investissements de réseau et de stockage, et risque de dégrader les performances des applications en effectuant des écritures à deux emplacements.

Lorsque les écritures d’application se produisent sur la copie de données source, le stockage d’origine ne reconnaît pas immédiatement les E/S. Au lieu de cela, ces modifications de données sont répliquées sur la copie de destination distante et renvoient un accusé de réception. Ce n’est qu’à ce moment-là que l’application reçoit l’accusé de réception des E/S. Cette séquence garantit la synchronisation constante du site distant avec le site source, en étendant en effet les E/S de stockage sur le réseau. Si une défaillance de site source se produit, les applications peuvent basculer vers le site distant et reprendre leurs opérations avec l’assurance de zéro perte de données.

Mode	Diagram	Steps
Synchronous Perte de données nulle RPO		1. L’application écrit des données. 2. Les données de journal sont écrites et les données sont répliquées sur le site distant. 3. Les données de journal sont écrites sur le site distant. 4. L’accusé de réception est reçu du site distant. 5. Confirmation de l’écriture d’application. t & t1 : données vidées sur le volume, journaux toujours écrits en continu

Asynchronous replication

Asynchronous replication means that when the application writes data, the data replicates to the remote site without immediate acknowledgment guarantees. Ce mode permet un temps de réponse plus rapide à l’application et une solution de récupération d’urgence qui fonctionne géographiquement.

Lorsque l’application écrit des données, le moteur de réplication capture l’écriture et le reconnaît immédiatement à l’application. Les données capturées sont ensuite répliquées vers l’emplacement distant. Le nœud distant traite la copie des données et accuse progressivement réception de la copie source. Étant donné que les performances de réplication ne se trouvent plus dans le chemin d’E/S de l’application, la réactivité et la distance du site distant sont des facteurs moins importants. Il existe un risque de perte de données si les données sources sont perdues et que la copie de destination des données était toujours en mode mémoire tampon sans quitter la source.

Avec son objectif de point de récupération supérieur à zéro, la réplication asynchrone est moins adaptée aux solutions de haute disponibilité telles que les clusters de basculement, car elles sont conçues pour un fonctionnement continu avec redondance et sans perte de données.

Mode	Diagram	Steps
Asynchronous Pratiquement aucune perte de données (dépend de plusieurs facteurs) RPO		1. L’application écrit des données. 2. Les données de log sont enregistrées. 3. Confirmation de l’écriture d’application. 4. Les données sont répliquées sur le site distant. 5. Les données de journal sont écrites sur le site distant. 6. L’accusé de réception est reçu du site distant. t & t1 : données vidées sur le volume, journaux toujours écrits en continu

Principaux points d’évaluation et comportements

• Bande passante réseau et latence avec stockage plus rapide. Il existe des limitations physiques dans la réplication synchrone. Étant donné que le réplica de stockage implémente un mécanisme de filtrage d’E/S à l’aide de journaux et nécessite des allers-retours réseau, la réplication synchrone est susceptible de ralentir les écritures d’application. En utilisant une faible latence, les réseaux à large bande passante, ainsi que les sous-systèmes de disque de haut débit pour les journaux, vous réduisez la surcharge de performances.

• Le volume de destination n’est pas accessible lors de la réplication dans Windows Server 2016. Quand vous configurez la réplication, le volume de destination est démonté, ce qui le rend inaccessible à toute lecture ou écriture par les utilisateurs. Sa lettre de pilote peut être visible dans les interfaces utilisateur courantes telles que l’Explorateur de fichiers, mais une application ne peut pas réellement accéder au volume. Les technologies de réplication au niveau du bloc ne sont pas compatibles avec le fait d’autoriser l’accès au système de fichier monté de la cible de destination dans un volume. Le nouveau système de fichiers de technologie (NTFS) et le système de fichiers résilients (ReFS) ne prennent pas en charge l’écriture de données sur le volume, tandis que les blocs changent sous eux.

  L’applet Test-Failover de commande a débuté dans Windows Server version 1709 et a également été incluse dans Windows Server 2019. L’applet de commande prend désormais en charge le montage temporaire d’un instantané en lecture-écriture du volume de destination pour les sauvegardes, les tests, et ainsi de suite. Pour plus d’informations, consultez la FAQ sur le réplica de stockage.

• L’implémentation Microsoft de la réplication asynchrone est différente de la plupart. La plupart des implémentations du secteur de la réplication asynchrone s’appuient sur la réplication basée sur des captures instantanées, dans lesquelles les transferts différentiels périodiques passent à l’autre nœud et fusionnent. La réplication asynchrone du réplica de stockage fonctionne comme la réplication synchrone, sauf qu’elle supprime l’exigence d’un accusé de réception synchrone sérialisé de la destination. Le réplica de stockage a théoriquement un RPO inférieur, car il est répliqué en continu. Toutefois, cela signifie également qu’il s’appuie sur des garanties de cohérence des applications internes plutôt que d’utiliser des captures instantanées pour forcer la cohérence dans les fichiers d’application. Le réplica de stockage garantit la cohérence d’incident dans tous les modes de réplication.

• De nombreux clients utilisent la réplication DFS comme solution de récupération d’urgence, même s’il est souvent peu pratique pour ce scénario. La réplication DFS ne peut pas répliquer les fichiers ouverts et est conçue pour réduire l’utilisation de la bande passante au détriment des performances, ce qui entraîne des deltas de point de récupération volumineux. Le réplica de stockage peut vous permettre de mettre hors service la réplication DFS de certains de ces types de tâches de récupération d’urgence.

• Le réplica de stockage n’est pas une solution de sauvegarde. Certains environnements informatiques déploient des systèmes de réplication en tant que solutions de sauvegarde en raison de leurs options de perte de données nulles par rapport aux sauvegardes quotidiennes. Le réplica de stockage réplique toutes les modifications dans tous les blocs de données sur le volume, quel que soit le type de modification. Si un utilisateur supprime toutes les données d’un volume, le réplica de stockage réplique la suppression instantanément sur l’autre volume, en supprimant définitivement les données des deux serveurs. N’utilisez pas le réplica de stockage en remplacement d’une solution de sauvegarde jusqu’à une date et une heure données.

• Le réplica de stockage n’est pas un réplica Hyper-V ou des groupes de disponibilité Always On SQL Server. Le réplica de stockage est un moteur polyvalent, indépendant du stockage. Par définition, il ne peut pas adapter son comportement de façon aussi idéale que la réplication au niveau de l’application. La conception et le but de Storage Replica peuvent entraîner des lacunes fonctionnelles qui vous encouragent à déployer ou à continuer à utiliser certaines technologies de réplication d'applications.

Note

You can view a list of known issues and expected behaviors and review the Storage Replica FAQ.

Terminologie relative au réplica de stockage

Les articles de réplica de stockage utilisent régulièrement les termes suivants :

• The source is a computer's volume that allows local writes and replicates outbound. Also known as primary.

• The destination is a computer's volume that doesn't allow local writes and replicates inbound. Also known as secondary.

• A replication partnership is the synchronization relationship between a source and destination computer for one or more volumes and uses a single log.

• A replication group is the organization of volumes and their replication configuration within a partnership, on a per-server basis. Un groupe peut contenir un ou plusieurs volumes.

Nouveautés du réplica de stockage

Pour obtenir la liste des nouvelles fonctionnalités de Storage Replica dans Windows Server 2019, consultez Nouveautés du stockage.

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