適用於：Azure Stack HCI 版本 22H2 和 21H2;Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016
儲存空間直接存取是 Azure Stack HCI 和 Windows Server 的一項功能，可讓您將具有內部記憶體的伺服器叢集到軟體定義的記憶體解決方案中。
本文提供儲存空間直接存取的概觀、運作方式、使用時機，以及其主要優點。 您也可以透過探索本文中的影片和真實客戶故事來更深入瞭解 Storage Spaces Direct。
若要開始使用，請嘗試在 Microsoft Azure 中使用 Storage Spaces Direct，或者從 Windows Server 評估 下載 180 天授權的 Windows Server 評估複本。 若要瞭解 Windows Server 和 Azure Stack HCI 上儲存空間直接存取的最低硬體需求，請參閱 Windows Server 的系統需求 和 Azure Stack HCI 的系統需求。 若要將 Storage Spaces Direct 部署為 Azure Stack HCI 的一部分，請參閱 部署 Azure Stack HCI 作業系統。
儲存空間直接存取是什麼？
儲存空間直接存取是軟體定義的儲存解決方案，可讓您在聚合式和超融合式 IT 基礎結構中共用記憶體資源。 它可讓您將實體伺服器叢集上的內部儲存磁碟驅動器（2 和最多16個）結合到軟體定義的儲存集區。 此儲存集區具有快取、分層、容錯能力以及跨欄位的刪除碼編碼，所有功能均自動配置和管理。
您可以藉由在叢集中新增更多磁碟驅動器或新增更多伺服器，來相應放大叢集的儲存容量。 儲存空間直接會自動啟用新的磁碟驅動器，並重新平衡儲存集區。 它還自動利用最快速的儲存媒體來提供內建且持續運作的快取。
儲存空間直接存取是 Azure Stack HCI 版本 21H2 和 20H2 的核心技術。 它也包含在 Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016 的 Datacenter 版本、Windows Server Insider Preview 組建和 Windows Server 2022 的 Azure 版本中。
您可以在實體伺服器叢集或虛擬機器 (VM) 客體叢集上部署儲存空間直接存取。 如果在實體伺服器的超融合叢集上部署它，建議您使用 Azure Stack HCI 伺服器。 若要將 Storage Spaces Direct 部署為 Azure Stack HCI 的一部分，請參閱 部署 Azure Stack HCI 作業系統。
在 VM 客體叢集上部署儲存空間直接存取，可在私人或公用雲端上的一組 VM 之間提供虛擬共享儲存。 在生產環境中，只有 Windows Server 才支援此部署。 如需如何在 Windows Server 中的 VM 客體叢集上部署 儲存空間直接存取的詳細資訊，請參閱在客體虛擬機叢集中使用儲存空間直接存取。
運作方式
儲存空間直接存取會套用 Windows Server 中的許多功能，例如故障轉移叢集、叢集共用磁碟區（CSV）檔案系統、伺服器訊息區（SMB） 3 和儲存空間。 它還引進了一種稱為「軟體儲存總線」的新技術。
儲存空間直接存取會結合業界標準伺服器叢集上的內部儲存磁碟驅動器，來建立軟體定義的儲存解決方案。 首先，透過乙太網路將伺服器與內部儲存磁碟驅動器連線以形成叢集，不需要特殊的纜線或儲存網狀架構。 當您在此叢集上啟用儲存空間直接存取時，它會將每部伺服器的儲存磁碟驅動器合併成一個虛擬共用記憶體的軟體定義集區。
然後，您可以從該記憶體集區建立磁碟區，以便儲存數據。 這些磁碟區會執行 CSV 檔案系統。 這表示對每個伺服器而言，這些磁碟區看似如同本機掛載。 透過這些磁碟區中的內建容錯功能，即使磁碟驅動器失敗或整個節點離線，您的數據仍會保持上線且可供存取。
在這些磁碟區中，您可以放置檔案，例如 VM 的 .vhd 和 .vhdx。 您可以將執行儲存空間直接存取的叢集用作：
- 將磁碟區透過網路公開為 SMB3 文件分享，以擴展檔案伺服器 (SoFS)。
- 透過在叢集上啟用 Hyper-V，將虛擬機直接放置在磁碟區上，以實現超融合系統。
下一節說明 Storage Spaces Direct 堆疊的功能和元件。
網路硬體。 Storage Spaces Direct 使用 SMB3，包括 SMB Direct 和 SMB 多重通道，透過乙太網路在伺服器之間進行通信。 我們強烈建議使用10GbE以上的遠端直接記憶體存取（RDMA），無論是使用iWARP還是RoCE。
記憶體硬體。 儲存空間直接需要 2 部至最多 16 部經 Microsoft 認可的伺服器，且搭配直接連結於單一伺服器的 SATA、SAS、NVMe 或永續性記憶體磁碟驅動器。 每部伺服器至少必須有兩個固態硬碟，以及至少四部磁碟驅動器。 SATA 和SAS裝置應該位於主機總線適配卡 （HBA） 和SAS擴充器後方。
故障轉移叢集。 儲存空間直接存取會使用 Azure Stack HCI 和 Windows Server 的內建叢集功能來連線伺服器。
軟體儲存匯流排。 軟體儲存總線會跨越叢集並建立軟體定義的儲存網狀架構，讓所有伺服器都能看到彼此的本機磁碟驅動器。 您可以將它視為取代昂貴且嚴格的光纖通道或共用SAS纜線。
記憶體總線層快取。 軟體儲存總線會以動態方式將目前最快速的磁碟驅動器（例如 SSD）系結至較慢的磁碟驅動器（例如 HDD），以提供伺服器端讀取/寫入快取，以加速 IO 並提升輸送量。
儲存池。 構成儲存空間基礎的磁碟驅動器集合稱為存放集區。 它會自動建立，且所有合格磁碟驅動器都會自動探索並新增至該磁碟驅動器。 強烈建議您使用每個叢集一個集區，並搭配預設設定。 若要深入瞭解存放集區，請參閱 深入瞭解存放集區 部落格。
儲存空間。 儲存空間使用 鏡像、清除編碼或兩者來提供「虛擬磁碟」的容錯能力。 您可以將集區中的磁碟驅動器視為分散式軟體定義的 RAID 來使用。 在儲存空間直接存取中，這些虛擬磁碟通常具有容錯能力，可承受兩個磁碟驅動器或伺服器同時失敗（例如，三重鏡像，每個資料副本存儲在不同的伺服器中），也提供底座和機架的容錯能力。
彈性檔案系統概觀 (ReFS)。 ReFS 是專為虛擬化而建置的頂級文件系統。 它包含對 .vhdx 檔案操作的大幅加速，例如建立、擴展和合併檢查點，以及內建檢查碼來偵測和修正比特錯誤。 它還引入了根據使用情況，即時在「熱」和「冷」儲存層之間切換數據的實時層級。
叢集共用磁碟區。 CSV 檔案系統會將所有 ReFS 磁碟區統一到可透過任何伺服器存取的單一命名空間。 對每部伺服器來說，每個磁碟區看起來就像是掛接在本機一樣。
Scale-Out 檔案伺服器。 只有聚合式部署才需要這個最後一層。 它使用 SMB3 存取協定通過網路為用戶端提供遠端檔案存取，例如另一個執行 Hyper-V 的叢集，從而有效地將儲存空間直接存取轉變為網路附加儲存（NAS）。
主要優點
儲存空間直接存取提供下列主要優點：
| 圖片 | 說明 |
|---|---|
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簡單 在不到 15 分鐘的時間內，從執行 Windows Server 或 Azure Stack HCI 的業界標準伺服器，順利過渡到您的第一個 Storage Spaces Direct 叢集。 針對 System Center 使用者，部署只是一個複選框。 |
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高效能。 無論是全快閃還是混合式，Storage Spaces Direct 都可以超過 每部伺服器的 1370 萬 IOPS。 儲存空間直接的 Hypervisor 內嵌架構提供一致、低延遲、內建的讀取/寫入快取，以及支援直接掛接在 PCIe 總線上的尖端 NVMe 硬碟。 |
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容錯。 內建的韌性功能可保證在處理磁碟驅動器、伺服器或元件故障時持續可用。 您也可以針對 底座和機架容錯設定較大的部署。 當硬體故障時，只要交換它即可;軟體會自行癒合，而且沒有複雜的管理步驟。 |
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資源效率。 糾刪編碼可提供高達 2.4 倍以上的儲存效率，具有獨特的創新功能，例如本機重建編碼和 ReFS 即時層級，以將這些收益延伸到硬碟和混合熱或冷的工作負載，同時將 CPU 耗用量降至最低，將資源回到最需要的虛擬機。 |
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管理性。 使用 儲存 QoS 控制 以管理繁忙的虛擬機，並設置每個虛擬機 IOPS 的最小和最大限值。 Health Service 提供持續內建的監視和警示。 新的 API 可讓您輕鬆地收集豐富、全叢集的效能和容量計量。 |
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延展性。 每個叢集最多 16 部伺服器和 400 個以上的磁碟驅動器，最多可有 4 PB（4,000 TB）的記憶體。 若要擴充規模，請新增更多磁碟或伺服器；儲存空間直接存取會自動配置新的磁碟，並開始使用。 記憶體效率與效能可預期地大規模改善。 |
使用時機
儲存空間直接存取是 Azure Stack HCI 和 Windows Server 的核心技術。 它提供理想的網路記憶體解決方案，當您想要：
- 擴展或擴大您的網路儲存容量。 您可以新增更多磁碟驅動器或新增更多伺服器來擴充您的網路儲存容量，但仍讓您的數據保持安全且可存取。 如果存放集區內的磁碟驅動器失敗，或整個節點離線，則所有數據都會保持上線且可供存取。
- 同時共用來自不同位置的相同數據集。 Storage Spaces Direct 所建立的存放集區看起來和網路共享相似。 您的網路使用者可以隨時從任何位置存取儲存的數據，而不必擔心其儲存數據的實體位置。
- 使用混合儲存媒體。 透過儲存空間直接存取，您可以結合伺服器叢集中不同類型的儲存媒體，以形成軟體定義的存放集區。 軟體會自動根據數據來決定應使用的媒體—將活躍的數據放在較快的媒體上，並將不常用的數據放在較慢的媒體上。
部署選項
儲存空間直接存取支援下列兩個部署選項：
- 超融合
- 融合
備註
Azure Stack HCI 僅支援超融合式部署。
超融合式部署
在超融合部署中，您會針對計算和記憶體使用單一叢集。 超融合部署選項會直接在提供記憶體的伺服器上執行 Hyper-V 虛擬機或 SQL Server 資料庫，將其檔案儲存在本機磁碟區上。 這不需要設定檔伺服器存取權和許可權，進而降低中小型企業和遠端或分公司部署的硬體成本。 若要在 Windows Server 上部署儲存空間直接，請參閱在 Windows Server 上部署儲存空間直接。 若要將儲存空間直接存取部署為 Azure Stack HCI 的一部分，請參閱 什麼是 Azure Stack HCI 的部署程式？
聚合式部署
在聚合式部署中，您會使用個別的叢集來儲存和計算。 整合式部署選項也稱為「解構式」，會在 Storage Spaces Direct 上層以 Scale-out 檔案伺服器 (SoFS) 提供透過 SMB3 檔案共用的網路連接存儲。 這可讓計算和工作負載與記憶體叢集獨立調整，對於服務提供者和企業來說，Hyper-V IaaS（基礎結構即服務）等大規模部署至關重要。
管理和監視
您可以使用下列工具來管理及監控 Storage Spaces Direct。
| 名稱 | 圖形化或命令行？ | 付費或內含？ |
|---|---|---|
| Windows Admin Center | 圖形化 | 已包括 |
| 伺服器管理員和故障轉移叢集管理員 | 圖形化 | 已包括 |
| Windows PowerShell | 命令列 | 已包括 |
|
System Center Virtual Machine Manager （SCVMM） & Operations Manager |
圖形化 | 已付款 |
視頻
Storage Spaces Direct 簡介（5 分鐘）
Microsoft Ignite 2018 的「儲存空間直通」（1 小時）
Microsoft Ignite 2017 直接儲存空間 （1 小時）
Microsoft Ignite 2016 的儲存空間直接存取啟動活動（1 小時）
客戶案例
全球 有超過 10,000 個叢集 正在執行儲存空間直接存取。 不同規模的組織，從僅部署兩個節點的小型企業，到大型企業和政府需要部署數百個節點，均依賴 Storage Spaces Direct 來支持其關鍵應用程式及基礎架構。
參觀 Microsoft.com/HCI 閱讀他們的故事。
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