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S’applique à : Azure Stack HCI, versions 22H2 et 21H2, Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016
Les espaces de stockage direct sont une fonctionnalité d’Azure Stack HCI et de Windows Server qui vous permet de mettre en cluster des serveurs avec un stockage interne dans une solution de stockage défini par logiciel.
Cet article fournit une vue d’ensemble des espaces de stockage direct, de son fonctionnement, de son utilisation et de ses principaux avantages. Vous pouvez également explorer des vidéos et des témoignages de clients réels dans cet article pour en savoir plus sur les espaces de stockage direct.
Pour commencer, essayez les espaces de stockage direct dans Microsoft Azure ou téléchargez une copie d’évaluation sous licence de 180 jours de Windows Server à partir de Windows Server Evaluations. Pour connaître la configuration matérielle minimale requise pour les espaces de stockage direct sur Windows Server et Azure Stack HCI, consultez Configuration système requise pour Windows Server et Configuration système requise pour Azure Stack HCI, respectivement. Pour déployer des espaces de stockage direct dans le cadre d’Azure Stack HCI, consultez Déployer le système d’exploitation Azure Stack HCI.
Que sont les espaces de stockage direct ?
Storage Spaces Direct est une solution de stockage software-defined qui vous permet de partager des ressources de stockage dans votre infrastructure informatique convergée et hyperconvergée. Il vous permet de combiner des disques de stockage internes sur un cluster de serveurs physiques (2 et jusqu’à 16) dans un pool de stockage défini par logiciel. Ce pool de stockage dispose d’un cache, de niveaux, d’un codage de résilience et d’effacement dans toutes les colonnes, tous configurés et gérés automatiquement.
Vous pouvez augmenter la capacité de stockage de votre cluster en ajoutant des disques ou des serveurs dans le cluster. Les espaces de stockage direct intègrent automatiquement les nouveaux disques et rééquilibrent le groupe de stockage. Il utilise également automatiquement le support de stockage le plus rapide présent pour fournir un cache intégré et toujours actif.
Les espaces de stockage direct sont une technologie de base d’Azure Stack HCI, versions 21H2 et 20H2. Il est également inclus dans les éditions Datacenter de Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server Insider Preview Builds et l’édition Azure de Windows Server 2022.
Vous pouvez déployer les espaces de stockage direct sur un cluster de serveurs physiques ou sur des clusters d’invités de machine virtuelle. Si vous le déployez sur un cluster hyperconvergé de serveurs physiques, nous vous recommandons d’utiliser des serveurs Azure Stack HCI. Pour déployer des espaces de stockage direct dans le cadre d’Azure Stack HCI, consultez Déployer le système d’exploitation Azure Stack HCI.
Le déploiement d’espaces de stockage direct sur des clusters d’invités de machines virtuelles fournit un stockage partagé virtuel sur un ensemble de machines virtuelles au-dessus d’un cloud privé ou public. Dans les environnements de production, ce déploiement est pris en charge uniquement dans Windows Server. Pour plus d’informations sur le déploiement d’espaces de stockage direct sur des clusters d’invités de machines virtuelles dans Windows Server, consultez Utilisation d’espaces de stockage direct dans des clusters de machines virtuelles invitées.
Fonctionnement
Les espaces de stockage direct appliquent de nombreuses fonctionnalités de Windows Server, telles que le clustering de basculement, le système de fichiers CSV (Cluster Shared Volume), SMB (Server Message Block) 3 et les espaces de stockage. Il introduit également une nouvelle technologie appelée Software Storage Bus.
Storage Spaces Direct crée une solution de stockage défini par logiciel en combinant les disques de stockage internes sur un cluster de serveurs standard. Vous commencez par connecter vos serveurs à des disques de stockage internes via Ethernet pour former un cluster. Aucun câble ou structure de stockage spécial n’est requis. Lorsque vous activez les espaces de stockage direct sur ce cluster, il combine les disques de stockage de chacun de ces serveurs en un pool défini par logiciel de stockage virtuellement partagé.
Vous créez ensuite des volumes à partir de ce pool de stockage, dans lesquels vous pouvez stocker vos données. Ces volumes exécutent le système de fichiers CSV. Cela signifie que pour chaque serveur, ces volumes ressemblent et agissent comme s’ils étaient montés localement. Grâce à la tolérance aux pannes intégrée dans ces volumes, vos données restent en ligne et accessibles même en cas de défaillance d’un disque ou de mise hors ligne de l’ensemble du nœud.
Dans ces volumes, vous pouvez placer vos fichiers, tels que .vhd et .vhdx pour les machines virtuelles. Vous pouvez utiliser le cluster exécutant des espaces de stockage direct en tant que :
- Serveur de fichiers avec montée en charge (SoFS) en exposant les volumes sur le réseau en tant que partages de fichiers SMB3.
- Système hyperconvergé en activant Hyper-V sur le cluster et en plaçant vos machines virtuelles directement au-dessus des volumes.
La section suivante décrit les fonctionnalités et les composants d’une pile d’espaces de stockage direct.
Matériel réseau. Les espaces de stockage direct utilisent SMB3, y compris SMB Direct et SMB Multichannel, sur Ethernet pour communiquer entre les serveurs. Nous vous recommandons vivement d’utiliser 10+ GbE avec accès direct à la mémoire à distance (RDMA), soit iWARP ou RoCE.
Matériel de stockage. Les espaces de stockage direct nécessitent 2 à 16 serveurs approuvés par Microsoft avec des disques SATA, SAS, NVMe ou de mémoire persistante à connexion directe qui ne sont physiquement connectés qu’à un seul serveur chacun. Chaque serveur doit disposer d’au moins deux disques SSD et d’au moins quatre disques supplémentaires. Les périphériques SATA et SAS doivent se trouver derrière un adaptateur HBA (Host-Bus) et un expandeur SAS.
Clustering de basculement. Les espaces de stockage direct utilisent la fonctionnalité de clustering intégrée d’Azure Stack HCI et de Windows Server pour connecter les serveurs.
Bus de stockage logiciel. Le bus de stockage logiciel s’étend sur le cluster et établit une structure de stockage définie par logiciel dans laquelle tous les serveurs peuvent voir tous les disques locaux des autres. Il s’agit d’un remplacement coûteux et restrictif d’un câblage Fibre Channel ou SAS partagé.
Cache de la couche de bus de stockage. Le bus de stockage logiciel lie dynamiquement les disques les plus rapides présents (par exemple, les disques SSD) aux disques plus lents (par exemple, les disques durs) pour fournir une mise en cache en lecture/écriture côté serveur qui accélère les E/S et augmente le débit.
Pool de stockage. L’ensemble des disques qui constituent la base des espaces de stockage est appelé pool de stockage. Il est créé automatiquement, et tous les disques éligibles sont automatiquement découverts et ajoutés. Nous vous recommandons vivement d’utiliser un pool par cluster, avec les paramètres par défaut. Pour en savoir plus sur le pool de stockage, consultez le blog Deep Dive into the Storage Pool .
Espaces de stockage. Les espaces de stockage offrent une tolérance de panne aux « disques virtuels » à l’aide de la mise en miroir, du codage d’effacement ou des deux. Il s’agit d’un RAID défini par logiciel distribué à l’aide des disques du pool. Dans les espaces de stockage direct, ces disques virtuels sont généralement résilients à deux pannes simultanées de disque ou de serveur (par exemple, la mise en miroir à 3 voies, chaque copie de données étant effectuée sur un serveur différent), bien que la tolérance aux pannes de châssis et de rack soit également disponible.
ReFS (Resilient File System). ReFS est le premier système de fichiers spécialement conçu pour la virtualisation. Il comprend des accélérations spectaculaires pour les opérations de fichiers .vhdx, telles que la création, l’expansion et la fusion de points de contrôle, ainsi que des sommes de contrôle intégrées pour détecter et corriger les erreurs de bits. Il introduit également des niveaux en temps réel qui font pivoter les données entre les niveaux de stockage « chaud » et « froid » en temps réel, en fonction de l’utilisation.
Clusteriser les volumes partagés. Le système de fichiers CSV unifie tous les volumes ReFS dans un seul espace de noms accessible via n’importe quel serveur. Pour chaque serveur, chaque volume a l’air d’être monté localement.
Scale-Out serveur de fichiers. Cette dernière couche n’est nécessaire que dans les déploiements convergés. Il fournit un accès aux fichiers à distance à l’aide du protocole d’accès SMB3 aux clients, tels qu’un autre cluster exécutant Hyper-V, sur le réseau, transformant ainsi les espaces de stockage direct en stockage en réseau (NAS).
Principaux avantages
Les espaces de stockage direct offrent les avantages clés suivants :
| Image | Descriptif |
|---|---|
|
Simplicité. Passez de serveurs standard exécutant Windows Server ou Azure Stack HCI à votre premier cluster d’espaces de stockage direct en moins de 15 minutes. Pour les utilisateurs de System Center, le déploiement n’est qu’une seule case à cocher. |
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Hautes performances. Qu’il s’agisse d’un mode 100 % flash ou hybride, les espaces de stockage direct peuvent dépasser 13,7 millions d’IOPS par serveur. L’architecture intégrée à l’hyperviseur des espaces de stockage direct offre un cache de lecture/écriture intégré cohérent et à faible latence, ainsi qu’une prise en charge des disques NVMe de pointe montés directement sur le bus PCIe. |
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Tolérance aux pannes. La résilience intégrée gère les défaillances de disques, de serveurs ou de composants avec une disponibilité continue. Des déploiements plus importants peuvent également être configurés pour la tolérance aux pannes du châssis et du rack. En cas de défaillance matérielle, il suffit de le remplacer ; Le logiciel se répare tout seul, sans étapes de gestion compliquées. |
|
Efficacité des ressources. Le codage d’effacement offre une efficacité de stockage jusqu’à 2,4 fois supérieure, avec des innovations uniques, telles que les codes de reconstruction locaux et les niveaux en temps réel ReFS pour étendre ces gains aux disques durs et aux charges de travail mixtes chaudes ou froides, tout en minimisant la consommation de processeur pour redonner les ressources là où elles sont le plus nécessaires, c’est-à-dire aux machines virtuelles. |
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Facilité de gestion. Utilisez les contrôles QoS de stockage pour contrôler les machines virtuelles occupées avec des limites minimales et maximales d’IOPS par machine virtuelle. Le service de santé fournit une surveillance et des alertes intégrées continues. Les nouvelles API facilitent la collecte de métriques de performances et de capacité riches à l’échelle du cluster. |
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Scalabilité. Passez à 16 serveurs et plus de 400 disques, pour un stockage allant jusqu’à 4 pétaoctets (4 000 téraoctets) par cluster. Pour effectuer un scale-out, ajoutez d’autres disques ou ajoutez d’autres serveurs. Les espaces de stockage direct intègrent automatiquement les nouveaux disques et commencent à les utiliser. L’efficacité et les performances du stockage s’améliorent de manière prévisible à grande échelle. |
Quand utiliser cette fonctionnalité ?
Les espaces de stockage direct sont une technologie de base d’Azure Stack HCI et de Windows Server. Il s’agit d’une solution de stockage en réseau idéale lorsque vous souhaitez :
- Augmentez ou diminuez la capacité de stockage de votre réseau. Vous pouvez ajouter plus de disques ou ajouter plus de serveurs pour étendre la capacité de stockage de votre réseau, tout en gardant vos données sécurisées et accessibles. En cas de défaillance d’un disque au sein du pool de stockage ou de déconnexion de l’ensemble du nœud, toutes les données restent en ligne et accessibles.
- Partagez le même ensemble de données à partir de différents emplacements en même temps. Le pool de stockage créé par les espaces de stockage direct se présente et agit comme un partage réseau. Les utilisateurs de votre réseau peuvent accéder aux données stockées à tout moment et depuis n’importe quel endroit, sans se soucier de l’emplacement physique de leurs données stockées.
- Utilisez un mélange de supports de stockage. Avec les espaces de stockage direct, vous pouvez combiner différents types de supports de stockage dans votre cluster de serveurs pour former le pool de stockage défini par logiciel. Le logiciel décide automatiquement des supports à utiliser en fonction des données (données actives sur les supports plus rapides et autres données rarement utilisées sur les supports plus lents).
Options de déploiement
Les espaces de stockage direct prennent en charge les deux options de déploiement suivantes :
- Hyperconvergé
- Convergence
Remarque
Azure Stack HCI prend uniquement en charge le déploiement hyperconvergé.
Déploiement hyperconvergé
Dans un déploiement hyperconvergé, vous utilisez un seul cluster pour le calcul et le stockage. L’option de déploiement hyperconvergé s’exécute Hyper-V machines virtuelles ou les bases de données SQL Server directement sur les serveurs fournissant le stockage, en stockant leurs fichiers sur les volumes locaux. Il n’est donc plus nécessaire de configurer l’accès et les autorisations du serveur de fichiers, ce qui réduit les coûts matériels pour les petites et moyennes entreprises et les déploiements de bureaux distants ou de succursales. Pour déployer des espaces de stockage Direct sur Windows Server, consultez Déployer des espaces de stockage Direct sur Windows Server. Pour déployer des espaces de stockage direct dans le cadre d’Azure Stack HCI, consultez Quel est le processus de déploiement d’Azure Stack HCI ?
Déploiement convergé
Dans un déploiement convergé, vous utilisez des clusters distincts pour le stockage et le calcul. L’option de déploiement convergé, également appelée « désagrégé », superpose un serveur de fichiers avec montée en puissance parallèle (SoFS) au-dessus des espaces de stockage direct pour fournir un stockage en réseau sur des partages de fichiers SMB3. Cela permet de mettre à l’échelle le calcul et la charge de travail indépendamment du cluster de stockage, ce qui est essentiel pour les déploiements à plus grande échelle tels que l’IaaS (Infrastructure as a Service) Hyper-V pour les fournisseurs de services et les entreprises.
Gestion et surveillance
Vous pouvez utiliser les outils suivants pour gérer et surveiller les espaces de stockage direct :
| Nom | Graphique ou en ligne de commande ? | Payant ou inclus ? |
|---|---|---|
| Windows Admin Center | Graphique | Inclus |
| Gestionnaire de serveur et gestionnaire de cluster de basculement | Graphique | Inclus |
| Windows PowerShell | Ligne de commande | Inclus |
|
System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) & Responsable des Opérations |
Graphique | Payé |
Vidéos
Présentation d’Espaces de stockage Direct (5 minutes)
Espaces de stockage direct à Microsoft Ignite 2018 (1 heure)
Espaces de stockage direct à Microsoft Ignite 2017 (1 heure)
Événement de lancement des espaces de stockage direct à Microsoft Ignite 2016 (1 heure)
Témoignages client
Plus de 10 000 clusters dans le monde entier exécutent Storage Spaces Direct. Les entreprises de toutes tailles, qu’il s’agisse de petites entreprises déployant seulement deux nœuds, de grandes entreprises ou de gouvernements déployant des centaines de nœuds, dépendent d’espaces de stockage direct pour leurs applications et leur infrastructure critiques.
Rendez-Microsoft.com/HCI pour lire leurs histoires.
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