儲存體複本概觀
適用於：Azure Stack HCI、Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016
「儲存體複本」是一種 Windows Server 技術，可在伺服器或叢集之間啟用磁碟區複寫來進行災害復原。 它也可讓您建立跨兩個網站的延展式容錯移轉叢集，且所有節點都會保持同步。
儲存體複本支援同步和非同步複寫︰
- 同步複寫會以當機時保持一致的磁碟區鏡像低延遲網站內的資料，確保檔案系統層級在失敗期間零資料遺失。
- 非同步複寫會透過延遲較高的網路連結來鏡像跨非都會範圍之網站的資料，但不保證兩個網站在失敗時具有相同的資料複本。
為什麼要使用儲存體複本？
儲存體複本在 Windows Server 中提供災害復原和準備功能。 Windows Server 提供令人高枕無憂的零資料遺失功能，並能夠同步地保護位於不同機架、樓層、建築物、校區及縣市的資料。 在發生災害事件後，所有資料都會存在其他地方，而不會有遺失的可能。 這同樣適用於發生災害事件「之前」的情況。儲存體複本可讓您在災害發生之前接獲警告，並將工作負載切換到安全的位置，而避免遺失任何資料。
儲存體複本允許更有效率地使用多個資料中心。 藉由延伸叢集或複寫叢集，便可以在多個資料中心執行工作負載，使當地鄰近的使用者和應用程式能夠更快速地存取資料，以及更妥善地分散負載並使用運算資源。 如果發生的災害使得其中一個資料中心離線，您可以將它的一般工作負載暫時移到其他站台。
儲存體複本可讓您將被迫充當低階災害復原解決方案的現有檔案複寫系統 (例如 DFS 複寫) 進行解除委任。 雖然 DFS 複寫在低頻寬網路上的運作良好，但其延遲偏高，通常長達數小時或數天。 這是由 DFSR 要求將檔案關閉所造成，而它人為節流的目的則是為了防止網路壅塞。 由於那些特性，DFS 複寫複本中最新且最熱門的檔案，是最不可能被複寫的。 儲存體複本是在檔案層級之下運作，而且沒有這些限制。
儲存體複本也針對範圍較遠及延遲較高的網路支援非同步複寫。 它不是以檢查點為基礎，而是會持續地進行複寫，因此變更差異通常遠低於以快照為基礎的產品。 儲存體複本會在分割區層運作，因此會複寫 Windows Server 或備份軟體建立的所有 VSS 快照集。 藉由使用 VSS 快照集，其允許使用應用程式一致的資料快照集進行時間點復原，特別是非同步複寫的非結構化使用者資料。
支援的設定
在延展式叢集中、叢集對叢集之間，以及伺服器對伺服器設定中部署儲存體複寫 (請參閱圖 1-3)。
「延展式叢集」允許在單一叢集中設定電腦與儲存體，其中某些節點會共用一組非對稱式儲存體，而其他節點則會共用另一組非對稱式儲存體，並會以同步或非同步的方式搭配網站感知進行複寫。 此案例可以運用具有共用 SAS 儲存體、SAN 和連接 iSCSI 的 LUN 的儲存空間。 它是以 PowerShell 和容錯移轉叢集管理員圖形工具進行管理，而且允許自動化的工作負載容錯移轉。
圖 1︰使用儲存體複本在延展式叢集中進行儲存體複寫
「叢集對叢集」允許在兩個不同的叢集之間複寫，其中某個叢集會以同步或非同步的方式與另一個叢集進行複寫。 此案例可以運用具有共用 SAS 儲存體、SAN 和連接 iSCSI 的 LUN 的儲存空間直接存取和儲存空間。 它是使用 Windows Admin Center 和 PowerShell 進行管理，且需要手動介入才能進行容錯移轉。
圖 2︰使用儲存體複本進行叢集對叢集儲存體複寫
伺服器對伺服器允許在兩個獨立伺服器之間，使用具有共用 SAS 儲存體、SAN 和連接 iSCSI 的 LUN 的儲存空間以及本機磁碟機，進行同步和非同步複寫。 它是使用 Windows Admin Center 和 PowerShell 進行管理，且需要手動介入才能進行容錯移轉。
圖 3︰使用儲存體複本進行伺服器對伺服器儲存體複寫
注意
您也可以在一部電腦上使用四個不同的磁碟區，設定伺服器對自我複寫。 不過，本指南並未涵蓋此案例。
儲存體複本功能
零資料遺失、區塊層級的複寫： 使用同步複寫時，不可能會發生資料遺失。 有了區塊層級複寫，就不可能會發生檔案鎖定。
簡單的部署和管理： 儲存體複本具有容易使用的設計。 建立兩部伺服器之間的複寫合作關係可以利用 Windows Admin Center。 部署延展式叢集時，會使用熟悉的容錯移轉叢集管理員工具中的直覺式精靈。
客體和主機： 儲存體複本的所有功能都會向虛擬化客體和主機型部署公開。 也就是說，即使客體是在非 Windows 的虛擬化平台或公用雲端上執行，只要客體是使用 Windows Server，便可以複寫其資料磁碟區。
以 SMB3 為基礎： 儲存體複本會使用經過實證且成熟的 SMB 3 技術，此技術首次是在 Windows Server 2012 中發佈。 這表示所有 SMB 的進階特性 (例如 RoCE、iWARP 及 InfiniBand RDMA 網路卡上的多重通道和 SMB 直接傳輸支援) 都可用於儲存體複本。
安全性。 與許多廠商的產品不同，儲存體複本具備領先業界的安全性技術。 這包括封包簽署、AES-128-GCM 完整資料加密、Intel AES NI 加密加速的支援，以及預先驗證完整性攔截式攻擊預防。 儲存體複本在節點之間利用 Kerberos AES256 進行所有驗證。
高效能的初始同步：儲存體複本支援已植入的初始同步，其中資料的子集已經存在於舊版複本、備份，或隨附磁碟機的目標上。 初始複寫只會複製不同的區塊，這可能會縮短初始同步時間，並防止資料用盡有限的頻寬。 儲存體複本會封鎖總和檢查碼計算和彙總，也就是說，初始同步效能只會受到儲存體和網路速度的限制。
一致性群組： 寫入順序可保證 Microsoft SQL Server 之類的應用程式可以寫入至多個複寫的磁碟區，並知道資料會在目的地伺服器上循序寫入。
使用者委派： 不是區域複寫節點上內建系統管理員群組成員的使用者，可以取得委派權限以管理複寫，這將能限制該使用者對於不相關區域的存取。
網路限制： 儲存體複本可依伺服器和複寫的磁碟區，限制為個別的網路，以提供應用程式、備份和管理軟體頻寬。
精簡佈建： 支援儲存空間和 SAN 裝置的精簡佈建，以在許多情況下提供接近即時的初始複寫時間。 初始複寫起始後，磁碟區將無法壓縮或修剪
壓縮。 儲存體複本會針對來源和目的地伺服器之間透過網路傳輸的資料提供壓縮。 只有在 Windows Server Datacenter 中才支援用於資料傳輸的儲存體複本壓縮：從 OS 組建 20348.1070 和更新版本開始的 Azure Edition (KB5017381)。
儲存體複本包含下列功能：
| 功能 | 詳細資料 |
|---|---|
| 類型 | 主機型 |
| 同步 | Yes |
| 非同步 | Yes |
| 儲存硬體無關 | Yes |
| 複寫單位 | 磁碟區 (磁碟分割) |
| 建立 Windows Server 延展式叢集 | Yes |
| 伺服器對伺服器複寫 | Yes |
| 叢集對叢集複寫 | Yes |
| 傳輸 | SMB3 |
| 網路 | TCP/IP 或 RDMA |
| 網路限制支援 | Yes |
| 網路壓縮 | 是** |
| RDMA* | iWARP、InfiniBand、RoCE v2 |
| 複寫網路連接埠防火牆需求 | 單一 IANA 連接埠 (TCP 445 或 5445) |
| 多重路徑/多重通道 | 是 (SMB3) |
| Kerberos 支援 | 是 (SMB3) |
| 透過連線加密和簽署 | 是 (SMB3) |
| 允許個別磁碟區容錯移轉 | Yes |
| 精簡佈建的儲存體支援 | Yes |
| 隨附管理 UI | PowerShell、容錯移轉叢集管理員 |
*可能需要更長的運輸設備及纜線。 **使用 Windows Server Datacenter 時：從 OS 組建 20348.1070 開始的 Azure 版本
儲存體複本先決條件
Active Directory 網域服務樹系。
具有 SAS JBOD、儲存空間直接存取、光纖通道 SAN、共用 VHDX、iSCSI 目標或本機 SAS/SCSI/SATA 儲存體的儲存空間。 針對複寫記錄檔磁碟機，建議使用 SSD 或更快的裝置。 Microsoft 建議記錄儲存體比資料儲存體快。 記錄磁碟區絕對不能用於其他工作負載。
每部伺服器上至少要有一個乙太網路/TCP 連線，以進行同步複寫，但最好是 RDMA。
每部伺服器至少要有 2 GB 的 RAM 和兩個核心。
針對同步複寫，伺服器間的網路頻寬必須足以容納您的 IO 寫入工作負載，以及平均 5 毫秒以下的來回延遲。 非同步複寫沒有建議的延遲值。
Windows Server、Datacenter Edition 或 Windows Server、Standard Edition。 在 Windows Server Standard Edition 上執行的儲存體複本具有下列限制：
- 您必須使用 Windows Server 2019 或更新版本
- 儲存體複本會複寫單一磁碟區，而不是無限數量的磁碟區。
- 磁碟區的大小最多可達 2 TB，而不是無限制的大小。
背景
本節包含高階業界術語、同步和非同步複寫和重要行為的相關資訊。
高階業界術語
災害復原 (DR) 指的是從網站災害中復原，使企業能夠繼續運作的緊急應變計畫。 資料 DR 表示位於不同實體位置中的多個生產資料複本。 其中一個例子為延展式叢集，其半數的節點位於一個站台，而另一半則位於另一個站台。 災害準備 (DP) 指的是在災害 (例如颶風) 即將到來之前，先將工作負載移到不同位置的緊急應變計畫。
服務等級協定 (SLA) 定義企業應用程式在已計畫和未計畫中斷期間的可用性，以及對於停機時間和資料遺失的容忍度。 復原時間目標 (RTO) 定義企業可以容忍完全無法存取資料的時間長度。 復原點目標 (RPO) 定義企業可以容忍遺失的資料量。
同步複寫
同步複寫可保證應用程式在完成 IO 作業前，將資料同時寫入至兩個位置。 此複寫更適合任務關鍵資料，因為它需要網路和儲存體投資，也會有需要在兩個位置執行寫入導致應用程式效能降低的風險。
當應用程式寫入在來源資料複本上發生時，原始儲存體將不會立即確認 IO。 相反地，那些資料變更會複寫到遠端目的地複本並傳回確認。 只有在那時，應用程式才會接收到 IO 確認。 這可確保遠端站台與來源站台持續同步處理，因而將儲存體 IO 延伸到整個網路。 如果來源站台失敗，應用程式可以容錯移轉至遠端站台，並繼續執行其作業並保證零資料遺失。
| [模式] | 圖表 | 步驟。 |
|---|---|---|
| 同步 零資料遺失 復原點目標 (RPO) |
 |
1.應用程式寫入資料 2.記錄檔資料已寫入，且資料已複寫至遠端站台 3.記錄檔資料已在遠端站台寫入 4.遠端站台做出確認 5.應用程式寫入已確認 t & t1︰資料排清到磁碟區，記錄檔一律寫入 |
非同步複寫
相反地，非同步複寫表示當應用程式寫入資料時，該資料會複寫至遠端站台，且不保證會立即做出確認。 此模式允許應用程式更快的回應時間，以及能夠跨地理位置運作的 DR 解決方案。
當應用程式寫入資料時，複寫引擎會擷取寫入，並立即向應用程式確認。 接著，擷取的資料會複寫至遠端位置。 遠端節點會處理資料的複本，並延遲向來源複本做出確認。 由於複寫效能已不再位於應用程式 IO 路徑中，因此遠端站台的回應速度和距離等因素將變得較不重要。 這在來源資料遺失，而該資料的目的地複本仍在緩衝區且尚未離開來源時，將會有資料遺失的風險。
由於非同步複寫具有高於零的 RPO，因此比較不適合做為容錯移轉叢集之類的 HA 解決方案，因為它們是針對具有備援能力且不會遺失資料的連續作業而設計。
| [模式] | 圖表 | 步驟。 |
|---|---|---|
| 非同步 接近零的資料遺失 (取決於多個因素) 復原點目標 (RPO) |
 |
1.應用程式寫入資料 2.記錄檔資料已寫入 3.應用程式寫入已確認 4.資料複寫到遠端站台 5.記錄檔資料已在遠端站台寫入 6.遠端站台做出確認 t & t1︰資料排清到磁碟區，記錄檔一律寫入 |
關鍵評估重點和行為
使用最快儲存體的網路頻寬和延遲： 同步複寫有一些相關的實體限制。 由於儲存體複本會使用記錄檔實作 IO 篩選機制，並需要進行網路往返，因此同步複寫可能會讓應用程式寫入更慢。 透過針對記錄檔使用低延遲、高頻寬網路，以及高輸送量的磁碟子系統，您可將效能負擔降至最低。
在 Windows Server 2016 中複寫時，無法存取目的地磁碟區。 當您設定複寫時，目的地磁碟區會卸載，讓使用者無法存取任何讀取或寫入。 其磁碟機代號可能會在檔案總管等一般介面中顯示，但應用程式無法存取磁碟區本身。 區塊層級複寫技術與允許存取目的地目標在磁碟區中掛接的檔案系統不相容。 NTFS 和 ReFS 不支援使用者在磁碟區下方區塊變更時將資料寫入磁碟區。
Test-Failover Cmdlet 首次在 Windows Server 版本 1709 中亮相，也包含在 Windows Server 2019 中。 這現在支援暫時掛接目的地磁碟區的讀寫快照集，以供備份、測試等使用。如需詳細資訊，請參閱儲存體複本的常見問題集。
Microsoft 非同步複寫的實作與大多數實作不同： 業界大部分的非同步複寫實作依賴以快照為基礎的複寫，其中定期的差異傳輸會移到其他節點並合併。 儲存體複本的非同步複寫的運作方式和同步複寫相同，唯一不同之處在於它移除了目的地進行序列化同步通知的需求。 也就是說，儲存體複本的 RPO 在理論上會比較低，因為它會連續複寫。 不過，這也表示它會依賴內部應用程式的一致性保證，而不是使用快照在應用程式檔案中強制執行一致性。 儲存體複本可以在所有複寫模式中保證絕對一致性
許多客戶使用 DFS 複寫作為災害復原解決方案，雖然 DFSR 對於該案例通常並不實用，因為 DFS 複寫無法複寫已開啟的檔案，且其設計是犧牲效能來將頻寬使用量降至最低，進而導致大量的復原點差異。 儲存體複本可讓您將 DFS 複寫從上述部分類型的災害復原責任中淘汰。
儲存體複本不是備份解決方案。 相較於每日備份，某些 IT 環境基於複寫系統的零資料遺失選項，會將複寫系統部署為備份解決方案。 儲存體複本會將所有資料區塊的變更複寫到磁碟區上，無論該變更的類型為何。 如果有使用者將磁碟區中的資料全數刪除，儲存體複本會將該刪除立即複寫到其他磁碟區，進而將兩部伺服器中的資料同時移除，而且無法變更。 請勿使用儲存體複本作為時間點備份解決方案的替代方案。
儲存體複本不是 Hyper-V 複本或 Microsoft SQL AlwaysOn 可用性群組。 儲存體複本是一個一般用途，且與儲存體無關的引擎。 根據定義，它無法將其行為量身打造為應用程式層級的複寫。 這可能會導致特定功能差距，這些差距會讓您想要部署或繼續使用特定應用程式複寫技術。
儲存體複本術語
本指南會經常使用下列術語︰
「來源」是允許本機寫入，且會向外複寫的電腦磁碟區。 也稱為「主要」。
「目的地」是不允許本機寫入，且會向內複寫的電腦磁碟區。 也稱為「次要」。
「複寫合作關係」是來源電腦和目的地電腦之間，針對一或多個磁碟區的同步處理關係，並會運用單一記錄檔。
「複寫群組」是以個別伺服器為基礎，於相同合作關係內的磁碟區及其複寫設定的組織。 「群組」可能包含一或多個磁碟區。
儲存體複本的新功能
如需 Windows Server 2019 中儲存體複本的新功能清單，請參閱儲存體的新功能