Обзор масштабируемого файлового сервера для данных приложений

  • Статья

Область применения: Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012

Масштабируемый файловый сервер предназначен для обеспечения масштабируемых общих папок, которые постоянно доступны для хранилища приложений сервера на основе файлов. Масштабируемые общие папки предоставляют возможность совместного использования одной папки из нескольких узлов одного кластера. Этот сценарий фокусируется на планировании и развертывании масштабируемого файлового сервера.

Вы можете развернуть и настроить кластерный файловый сервер с помощью любого из следующих методов.

  • Масштабируемый файловый сервер для данных приложения Эта кластеризованная функция файлового сервера появилась в Windows Server 2012, и позволяет хранить данные приложений сервера, такие как файлы виртуальных машин Hyper-V, на общих папках, и получить аналогичный уровень надежности, доступности, управляемости и высокой производительности, которую вы ожидаете от сети хранения. Все файловые ресурсы одновременно подключены к сети на всех узлах. Общие файловые ресурсы, связанные с кластерным файловым сервером такого типа, называются масштабируемыми файловыми ресурсами. Такая конфигурация иногда называется "активный-активный". Это рекомендуемый тип файлового сервера при развертывании Hyper-V через Server Message Block (SMB) или Microsoft SQL Server через SMB.
  • Файловый сервер для общего использования. Это продолжение кластерного файлового сервера, который поддерживался в Windows Server с момента внедрения отказоустойчивой кластеризации. Это разновидность кластерного файлового сервера, поэтому все общие папки, связанные с кластерным файловым сервером, не могут быть подключены к сети на нескольких узлах одновременно. Такая конфигурация иногда называется "активный-пассивный" или "двойной активный". Общие файловые ресурсы, связанные с кластерным файловым сервером такого типа, называются кластерными файловыми ресурсами. Это рекомендуемый тип файлового сервера при развертывании сценариев информационных работников.

Описание сценария

Масштабируемые файловые ресурсы обеспечивают возможность совместного использования папок несколькими узлами одного кластера. Например, если у вас есть кластер файлового сервера с четырьмя узлами, использующий серверный блок сообщений (S МБ), компьютер под управлением Windows Server 2012 R2 или Windows Server 2012 может получить доступ к общим папкам с любого из четырех узлов. Это достигается путем применения новых функций отказоустойчивой кластеризации Windows Server и возможностей протокола файлового сервера Windows, S МБ 3.0. Администраторы файлового сервера могут предоставлять масштабируемые файловые ресурсы и постоянно доступные файловые службы серверным приложениям и реагировать на повышенные требования быстро, предоставляя больше серверов в сети. Все это можно осуществлять в рабочей среде абсолютно прозрачно для серверного приложения.

Основные преимущества масштабируемого файлового сервера включают следующее.

  • Общие папки Active-Active. Все узлы кластера могут принимать и обслуживать запросы клиентов S МБ. Благодаря одновременной доступности содержимого файловых ресурсов для всех узлов кластера взаимодействие кластеров и клиентов SMB 3.0 обеспечивает прозрачную отработку отказа на альтернативные узлы кластера во время планового обслуживания или внезапных сбоев с нарушением работы служб.
  • Повышенная пропускная способность. Максимальная пропускная способность общего ресурса — общая пропускная способность всех узлов кластера файлового сервера. В отличие от предыдущих версий Windows Server, общая пропускная способность более не ограничивается пропускной способностью одного узла кластера, а определяется возможностями резервной системы хранения, которая задает ограничения. Увеличить общую пропускную способность можно путем добавления узлов.
  • CHKDSK с нулевым временем простоя. CHKDSK в Windows Server 2012 улучшен, чтобы значительно сократить время автономного восстановления файловой системы. Общие тома кластера (CSV) позволяют вообще исключить этап отключения от сети. Файловая система CSV (CSVFS) может использовать операцию CHKDSK, не затрагивая приложения с открытыми дескрипторами в файловой системе.
  • Кластеризованный общий кэш тома. CsVs в Windows Server 2012 предоставляет поддержку кэша чтения, что может значительно повысить производительность в определенных сценариях, например в инфраструктура виртуальных рабочих столов (VDI).
  • Упрощение управления. С помощью масштабируемого файлового сервера вы создадите масштабируемые файловые серверы, а затем добавьте необходимые csvs и общие папки. Теперь нет необходимости создавать несколько кластерных файловых серверов с отдельными дисками кластера, а затем разрабатывать политики размещения, чтобы обеспечить работу каждого узла кластера.
  • Автоматическая перебалансирование клиентов файлового сервера горизонтального масштабирования. В Windows Server 2012 R2 автоматическая перебалансирование повышает масштабируемость и управляемость для масштабируемых файловых серверов. Клиентские подключения SMB отслеживаются для каждого общего файлового ресурса (а не для каждого сервера), после чего клиенты перенаправляются в узел кластера с оптимальным доступом к тому, используемому общим файловым ресурсом. Это повышает производительность, снижая трафик перенаправления между узлами файлового сервера. Клиенты перенаправляются после начального подключения при перенастройке системы хранения данных кластера.

Содержание сценария

Для развертывания файлового сервера горизонтального масштабирования доступны следующие статьи.

Когда использовать масштабируемый файловый сервер

Масштабируемый файловый сервер не следует использовать, если рабочая нагрузка создает большое количество операций с метаданными, например открытие и закрытие файлов, создание новых файлов или переименование существующих. Типичная информационная рабочая роль создаст несколько операций метаданных. Масштабируемый файловый сервер рекомендуется использовать, если важны масштабируемость и простота и требуются только те технологии, которые поддерживает масштабируемый файловый сервер.

В следующей таблице перечислены возможности SMB 3.0, общие файловые системы Windows, технологии управления данными файловых серверов и общие рабочие нагрузки. Вы можете увидеть, поддерживается ли технология масштабируемым файловым сервером, или требуется традиционный кластерный файловый сервер (также известный как файловый сервер общего назначения).

Технологическая область Функция Кластер файлового сервера общего назначения Масштабируемый файловый сервер.
SMB S МБ непрерывная доступность (*) Да Да
SMB Технология SMB Multichannel Да Да
SMB SMB Direct Да Да
SMB Шифрование SMB Да Да
SMB Прозрачная отработка отказа SMB Да (если включена постоянная доступность) Да
Файловая система NTFS Да Неприменимо
Файловая система Отказоустойчивая файловая система (ReFS) Рекомендуется использовать Локальные дисковые пространства Рекомендуется использовать Локальные дисковые пространства
Файловая система Файловая система общего тома кластера (CSV) Неприменимо Да
Управление файлами BranchCache Да Нет
Управление файлами Дедупликация данных (Windows Server 2012) Да Нет
Управление файлами Дедупликация данных (Windows Server 2012 R2) Да Да (только VDI)
Управление файлами Корень корневого сервера пространства имен DFS (DFSN) Да Нет
Управление файлами Целевой сервер папки пространства имен DFS (DFSN) Да Да
Управление файлами Репликация DFS (DFSR) Да Нет
Управление файлами Диспетчер ресурсов файлового сервера (экраны и квоты) Да Нет
Управление файлами Инфраструктура классификации файлов Да Нет
Управление файлами Динамический контроль доступа (доступ на основе утверждений, CAP) Да Нет
Управление файлами Перенаправление папок Да Не рекомендуется
Управление файлами Автономные файлы (кэширование на стороне клиента) Да Не рекомендуется
Управление файлами Проверка перемещаемых профилей пользователей Да Не рекомендуется
Управление файлами Домашние каталоги Да Не рекомендуется
Управление файлами Рабочие папки Да Нет
NFS Сервер NFS Да Нет
Приложения Hyper-V Не рекомендуется Да
Приложения Microsoft SQL Server Не рекомендуется Да

* S МБ непрерывной доступности (ЦС) в гиперконвергентных конфигурациях доступен в Windows Server 2019.

Примечание.

Перенаправление папок, автономные файлы, перемещаемые профили пользователей или домашние каталоги создают большое количество операций записи, которые должны быть немедленно записаны на диск (без буферизации) при использовании постоянно доступных общих папок, что снижает производительность по сравнению с общими папками общего назначения. Постоянно доступные файловые ресурсы также несовместимы с диспетчером ресурсов файлового сервера и ПК под управлением Windows XP. Кроме того, автономные файлы могут не переходить в автономный режим в течение 3–6 минут после того, как пользователь теряет доступ к общей папке, что может расстраивать пользователей, которые еще не используют режим "Автономный" автономных файлов.

Практическое применение

Масштабируемые файловые серверы идеально подходят для хранилища серверных приложений. Ниже перечислены некоторые примеры серверных приложений, которые могут хранить свои данные в масштабируемом файловом ресурсе.

  • Веб-сервер IIS может хранить конфигурацию и данные для веб-сайтов в масштабируемом файловом ресурсе. Дополнительные сведения см. в разделе Общая конфигурация.
  • Hyper-V может хранить конфигурацию и динамические виртуальные диски в масштабируемом файловом ресурсе. Дополнительные сведения см. в разделе Развертывание Hyper-V через SMB.
  • SQL Server может хранить динамические файлы базы данных в масштабируемом файловом ресурсе. Дополнительные сведения см. в разделе Установка SQL Server с файловым ресурсом SMB в качестве хранилища.
  • Диспетчер виртуальных машин (VMM) может хранить общую папку библиотеки (содержащую шаблоны виртуальных машин и связанные файлы) в масштабируемом файловом ресурсе. Однако сам сервер библиотеки не может быть файловым сервером горизонтального масштабирования. Он должен находиться на автономном сервере или в отказоустойчивом кластере, который не использует роль кластера файлового сервера горизонтального масштабирования.

При использовании масштабируемого файлового ресурса в качестве общей папки библиотеки можно применять только те технологии, которые совместимы с масштабируемым файловым сервером. Например, невозможно использовать репликацию DFS для реплика te общей папки библиотеки, размещенной в масштабируемом файловом ресурсе. Кроме того, важно, чтобы масштабируемый файловый сервер установил последние обновления программного обеспечения.

Чтобы использовать масштабируемый файловый ресурс в качестве общей папки библиотеки, сначала добавьте сервер библиотеки (скорее всего, это виртуальная машина) с локальной общей папкой или вообще без общих папок. Затем при добавлении общей папки библиотеки выберите общую папку, размещенную на масштабируемом файловом сервере. Этот ресурс должен быть управляемым VMM и созданным исключительно для использования сервером библиотеки. Также не забудьте установить последние обновления на масштабируемом файловом сервере. Дополнительные сведения о добавлении серверов библиотекИ VMM и общих папок библиотек см. в разделе "Добавление профилей" в библиотеку VMM. Список доступных в настоящее время исправлений для файловых служб и служб хранилища см. в статье базы знаний Майкрософт 2899011.

Примечание.

Некоторые пользователи, например информационные работники, имеют рабочие нагрузки, которые значительно влияют на производительность. Например, если такие операции, как открытие и закрытие файлов, создание новых файлов и переименование существующих файлов, выполняются несколькими пользователями, они оказывают влияние на производительность. Если файловый ресурс включен с непрерывной доступностью, он обеспечивает целостность данных, но также влияет на общую производительность. Для постоянной доступности требуется сквозная запись данных на диск, чтобы обеспечить целостность в случае сбоя узла кластера на масштабируемом файловом сервере. Таким образом, пользователь, который копирует несколько больших файлов на файловый сервер, может ожидать значительно более низкую производительность на постоянно доступном файловом ресурсе.

Компоненты, используемые в данном сценарии

В следующей таблице перечислены компоненты, являющиеся частью данного сценария, и описано, как они поддерживают его.

Функция Способ поддержки сценария
Отказоустойчивая кластеризация Отказоустойчивые кластеры добавили следующие функции в Windows Server 2012 для поддержки масштабируемого файлового сервера: распределенного сетевого имени, типа ресурса файлового сервера горизонтального масштабирования, общего тома кластера (CSV) 2 и роли высокого уровня доступности файлового сервера горизонтального масштабирования. Дополнительные сведения об этих функциях см. в статье "Новые возможности отказоустойчивой кластеризации" в Windows Server 2012 [перенаправлено].
Server Message Block Overview (Общие сведения об SMB) S МБ 3.0 добавил следующие функции в Windows Server 2012 для поддержки горизонтального масштабирования файлового сервера: S МБ прозрачной отработки отказа, S МБ Multichannel и S МБ Direct.

Дополнительные сведения о новых и измененных функциях S МБ в Windows Server 2012 R2 см. в статье "Новые возможности S МБ в Windows Server".

Дополнительные сведения