Panoramica di Spazi di archiviazione diretta

Si applica a: Azure Stack HCI, versioni 21H2 e 20H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016

Spazi di archiviazione diretta è una funzionalità di Azure Stack HCI e Windows Server che consente di raggruppare i server con archiviazione interna in una soluzione di archiviazione definita dal software.

Questo articolo offre una panoramica di Spazi di archiviazione diretta, come funziona, quando usarla e i relativi vantaggi principali. È anche possibile esplorare video e storie dei clienti reali in questo articolo per altre informazioni su Spazi di archiviazione diretta.

Per iniziare, provare Spazi di archiviazione diretta in Microsoft Azure o scaricare una copia di valutazione con licenza di 180 giorni di Windows Server da Windows Valutazioni del server. Per conoscere i requisiti hardware minimi per Spazi di archiviazione diretta in Windows Server e Azure Stack HCI, vedere Requisiti di sistema per Windows Requisiti di sistema per Azure Stack HCI rispettivamente. Per distribuire Spazi di archiviazione diretta come parte di Azure Stack HCI, vedere Distribuire il sistema operativo Azure Stack HCI.

Che cos'è Spazi di archiviazione diretta?

Spazi di archiviazione diretta è una soluzione di archiviazione definita dal software che consente di condividere le risorse di archiviazione nell'infrastruttura IT convergente e iperconvergente. Consente di combinare unità di archiviazione interne in un cluster di server fisici (2 e fino a 16) in un pool di archiviazione definito dal software. Questo pool di archiviazione include cache, livelli, resilienza e codifica di cancellazione tra colonne, tutti configurati e gestiti automaticamente.

È possibile aumentare la capacità di archiviazione del cluster aggiungendo altre unità o aggiungendo altri server nel cluster. Spazi di archiviazione diretta esegue automaticamente l'onboarding delle nuove unità e riequilibra il pool di archiviazione. Usa automaticamente anche i supporti di archiviazione più veloci per fornire cache predefinita e always-on.

Spazi di archiviazione diretta è una tecnologia di base di Azure Stack HCI, versioni 21H2 e 20H2. È incluso anche nelle edizioni Datacenter di Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server Insider Preview Build e edizioni di Azure di Windows Server 2022 e Windows Server 2019.

È possibile distribuire Spazi di archiviazione diretta in un cluster di server fisici o in cluster guest della macchina virtuale. Se viene distribuito in un cluster iperconvergente di server fisici, è consigliabile usare i server HCI di Azure Stack. Per distribuire Spazi di archiviazione diretta come parte di Azure Stack HCI, vedere Distribuire il sistema operativo Azure Stack HCI.

La distribuzione di Spazi di archiviazione diretta nei cluster guest della macchina virtuale offre un'archiviazione condivisa virtuale in un set di macchine virtuali in un cloud privato o pubblico. Negli ambienti di produzione questa distribuzione è supportata solo in Windows Server. Per informazioni su come distribuire Spazi di archiviazione diretta nei cluster guest della macchina virtuale in Windows Server, vedere Uso di Spazi di archiviazione diretta nei cluster di macchine virtuali guest.

Per scopi di test e valutazione, è possibile distribuire Spazi di archiviazione diretta nei cluster guest della macchina virtuale negli ambienti di test di Azure Stack HCI. Per informazioni sulla distribuzione in ambienti di test di Azure Stack HCI, vedere Esercitazione: Creare un lab basato su vm per Azure Stack HCI.

Funzionamento

Spazi di archiviazione diretta applica molte delle funzionalità presenti in Windows Server, ad esempio clustering di failover, file system del volume condiviso cluster (CSV), server message block (SMB) 3 e Spazi di archiviazione. Introduce anche una nuova tecnologia denominata Software Archiviazione Bus.

Spazi di archiviazione diretta crea una soluzione di archiviazione definita dal software combinando le unità di archiviazione interne in un cluster di server standard del settore. Per iniziare, connettere i server con unità di archiviazione interne tramite Ethernet per formare un cluster, non è necessario alcun cavo o infrastruttura di archiviazione speciale. Quando si abilita Spazi di archiviazione diretta in questo cluster, combina le unità di archiviazione da ognuno di questi server in un pool definito dal software di archiviazione virtualmente condiviso.

Si creano quindi volumi da quel pool di archiviazione, in cui è possibile archiviare i dati. Questi volumi eseguono file system CSV. Ciò significa che a ogni server questi volumi sembrano e agiscono come se siano montati in locale. Con la tolleranza di errore predefinita in questi volumi, i dati rimangono online e accessibili anche se un'unità ha esito negativo o l'intero nodo viene disattivato.

In questi volumi è possibile inserire i file, ad esempio .vhd e vhdx per le macchine virtuali. È possibile usare il cluster che esegue Spazi di archiviazione diretta come:

  • Ridimensionare il file server (SoFS) esponendo i volumi sulla rete come condivisioni file SMB3.
  • Sistema iperconvergente abilitando Hyper-V nel cluster e posizionando le macchine virtuali direttamente all'inizio dei volumi.

La sezione seguente descrive le funzionalità e i componenti di uno stack di Spazi di archiviazione diretta.

Storage Spaces Direct Stack

Hardware di rete. Spazi di archiviazione diretta usa SMB3, inclusi SMB diretto e SMB multicanale, su Ethernet per la comunicazione tra server. È consigliabile usare 10+ GbE con accesso a memoria diretta remota (RDMA), iWARP o RoCE.

Hardware di archiviazione. Spazi di archiviazione diretta richiede 2 e fino a 16 server approvati da Microsoft con unità SATA, NVMe o memoria persistente collegate direttamente a un solo server. Ogni server deve avere almeno due unità a stato solido e almeno quattro unità. I dispositivi SATA e SAS devono essere dietro a una scheda bus host (HBA) e un espansore SAS.

Clustering di failover. Spazi di archiviazione diretta usa la funzionalità di clustering predefinito di Azure Stack HCI e Windows Server per connettere i server.

Bus di archiviazione software. Il software Archiviazione bus si estende sul cluster e stabilisce un'infrastruttura di archiviazione definita dal software in cui tutti i server possono visualizzare tutte le unità locali dell'altra. Può essere considerato un'alternativa ai cavi più costosi e limitati Fibre Channel o Shared SAS.

Cache a livello del bus di archiviazione. Il software Archiviazione bus associa dinamicamente le unità più veloci presenti (ad esempio, SSD) a unità più lente (ad esempio, HDD) per fornire la memorizzazione nella cache di lettura/scrittura lato server che accelera la velocità effettiva di I/O e aumenta la velocità effettiva.

Pool di archiviazione. Il pool di archiviazione è la raccolta di unità che costituiscono la base di Spazi di archiviazione. Viene creato automaticamente e tutte le unità idonee vengono individuate e aggiunte automaticamente. Si consiglia di usare un pool per cluster con le impostazioni predefinite. Per altre informazioni sul pool di Archiviazione, vedere il blog Approfondimento sul pool di Archiviazione.

Spazi di archiviazione. Spazi di archiviazione fornisce la tolleranza di errore a "dischi virtuali" usando il mirroring, la codifica di cancellazione o entrambi. Può essere considerato un RAID software-defined che usa le unità nel pool. In Spazi di archiviazione diretta, questi dischi virtuali in genere hanno resilienza a due errori di unità o server simultanei (ad esempio, mirroring a 3 vie, con ogni copia dei dati in un server diverso), anche se è disponibile anche la tolleranza di errore dello chassis e del rack.

Resilient File System (ReFS) ReFS è il file system specificatamente progettato per la virtualizzazione. Include accelerazioni drammatiche per le operazioni di file vhdx, ad esempio la creazione, l'espansione e l'unione dei checkpoint e i checksum predefiniti per rilevare e correggere gli errori di bit. Introduce anche livelli in tempo reale che ruotano i dati tra livelli di archiviazione "ad accesso frequente" e "ad accesso sporadico" in tempo reale, in base all'utilizzo.

Volumi condivisi cluster. Il file system CSV unifica tutti i volumi ReFS in un singolo spazio dei nomi accessibile tramite qualsiasi server. Per ogni server, ogni volume sembra e agisce come viene montato in locale.

File server di scalabilità orizzontale. Questo livello finale è necessario solo nelle distribuzioni convergenti. Fornisce l'accesso ai file remoti usando il protocollo di accesso SMB3 ai client, ad esempio un altro cluster che esegue Hyper-V, sulla rete, trasformando in modo efficace Spazi di archiviazione diretta nell'archiviazione collegata alla rete (NAS).

Vantaggi principali

Spazi di archiviazione diretta offre i vantaggi principali seguenti:

Immagine Descrizione
Simplicity Semplicità. Passare dai server standard del settore che eseguono Windows Server o Azure Stack HCI al primo cluster Spazi di archiviazione diretta in meno di 15 minuti. Per gli utenti di System Center, la distribuzione avviene semplicemente selezionando una casella di controllo.
High performance Prestazioni elevate. Indipendentemente dal fatto che il flash o l'ibrido, Spazi di archiviazione diretta può superare i 13,7 milioni di operazioni di I/O al secondo per server. L'architettura hypervisor-embedded di Spazi di archiviazione diretta offre una cache NVMe coerente, bassa latenza, lettura/scrittura predefinita e supporto per le unità NVMe all'avanguardia montate direttamente sul bus PCIe.
Fault tolerance Tolleranza di errore. La resilienza predefinita gestisce gli errori delle unità, dei server o dei componenti con disponibilità continua. È anche possibile configurare distribuzioni di dimensioni maggiori per la tolleranza di errore di chassis e rack. Quando si verifica un errore hardware, è sufficiente effettuare lo swapping. Il software si ripara da solo senza richiedere operazioni di gestione complesse.
Resource efficiency Efficienza delle risorse. La codifica di cancellazione offre fino a 2,4 volte maggiore efficienza di archiviazione, con innovazioni uniche, ad esempio codici di ricostruzione locale e livelli in tempo reale ReFS per estendere questi vantaggi ai dischi rigidi e ai carichi di lavoro ad accesso frequente o freddo misto, riducendo al minimo l'utilizzo della CPU per restituire le risorse a dove sono necessarie le macchine virtuali.
Manageability Gestibilità. Usare Archiviazione controlli QoS per mantenere le macchine virtuali occupato in controllo con limiti minimi e massimi per le operazioni di I/O al secondo della macchina virtuale. La Servizio integrità fornisce monitoraggio e avvisi predefiniti continui. Le nuove API semplificano la raccolta di metriche avanzate, a livello di cluster e di capacità.
Scalability Scalabilità. Fino a 16 server e più di 400 unità, per un massimo di 4 petabyte (4.000 terabyte) di spazio di archiviazione per ogni cluster. Per aumentare il numero di istanze, aggiungere altre unità o aggiungere altri server; Spazi di archiviazione diretta esegue automaticamente l'onboarding di nuove unità e inizia a usarle. L'efficienza e le prestazioni di archiviazione migliorano la prevedibilità su vasta scala.

Scenari di utilizzo

Spazi di archiviazione diretta è una tecnologia di base di Azure Stack HCI e Windows Server. Offre una soluzione di archiviazione di rete ideale quando si vuole:

  • Aumentare o aumentare le prestazioni della capacità di archiviazione di rete. È possibile aggiungere altre unità o aggiungere altri server per espandere la capacità di archiviazione di rete, mantenendo comunque i dati protetti e accessibili. Se un'unità all'interno del pool di archiviazione ha esito negativo o l'intero nodo passa offline, tutti i dati rimangono online e accessibili.
  • Condividere contemporaneamente lo stesso set di dati da posizioni diverse. Il pool di archiviazione che Spazi di archiviazione diretta crea sembra e agisce come una condivisione di rete. Gli utenti della rete possono accedere ai dati archiviati in qualsiasi momento da qualsiasi posizione, senza doversi preoccupare della posizione fisica dei dati archiviati.
  • Usare una combinazione di supporti di archiviazione. Con Spazi di archiviazione diretta, è possibile combinare diversi tipi di supporti di archiviazione nel cluster server per formare il pool di archiviazione software-defined. Il software decide automaticamente quali supporti usare in base ai dati, ovvero dati attivi su supporti più veloci e altri dati usati raramente su supporti più lenti.

Opzioni di distribuzione

Spazi di archiviazione diretta supporta le due opzioni di distribuzione seguenti:

  • Iperconvergente
  • Convergenza eseguita

Nota

Azure Stack HCI supporta solo la distribuzione iperconvergente.

Distribuzione iperconvergente

In una distribuzione iperconvergente si usa un singolo cluster sia per il calcolo che per l'archiviazione. L'opzione di distribuzione iperconvergente esegue macchine virtuali Hyper-V o SQL Server database direttamente nei server che forniscono l'archiviazione, archiviando i file nei volumi locali. In questo modo si elimina la necessità di configurare l'accesso al file server e le autorizzazioni, riducendo a sua volta i costi hardware per le distribuzioni di piccole e medie imprese e succursali o remote. Per distribuire Spazi di archiviazione diretta in Windows Server, vedere Distribuire Spazi di archiviazione diretta in Windows Server. Per distribuire Spazi di archiviazione diretta come parte di Azure Stack HCI, vedere Che cos'è il processo di distribuzione per Azure Stack HCI?

[Storage Spaces Direct serves storage to Hyper-V VMs in the same cluster]

Distribuzione convergente

In una distribuzione convergente si usano cluster separati per l'archiviazione e il calcolo. L'opzione di distribuzione convergente, nota anche come "disaggregata", esegue il layer di un file server di scalabilità orizzontale (SoFS) su Spazi di archiviazione diretta per fornire spazio di archiviazione collegato alla rete su condivisioni file SMB3. Ciò consente di ridimensionare il calcolo e il carico di lavoro in modo indipendente dal cluster di archiviazione, essenziale per le distribuzioni su larga scala, ad esempio IaaS Hyper-V (Infrastruttura distribuita come servizio) per provider di servizi e aziende.

Storage Spaces Direct serves storage using the Scale-Out File Server feature to Hyper-V VMs in another server or cluster

Gestire e monitorare

È possibile usare gli strumenti seguenti per gestire e monitorare Spazi di archiviazione diretta:

Nome Interfaccia grafica o riga di comando? A pagamento o incluso?
Windows Admin Center Grafico Incluso
& Server Manager Gestione cluster di failover Grafico Incluso
Windows PowerShell Riga di comando Incluso
System Center Virtual Machine Manager (SCVMM)
&Operations Manager
Grafico Paid

Video

Panoramica di Spazi di archiviazione diretta (5 minuti)

Spazi di archiviazione diretta a Microsoft Ignite 2018 (1 ora)

Spazi di archiviazione diretta a Microsoft Ignite 2017 (1 ora)

Spazi di archiviazione diretta evento di lancio a Microsoft Ignite 2016 (1 ora)

Casi di successo dei clienti

Sono presenti più di 10.000 cluster in tutto il mondo che eseguono Spazi di archiviazione diretta. Le organizzazioni di tutte le dimensioni, dalle piccole imprese che distribuiscono solo due nodi, alle grandi aziende e ai governi che distribuiscono centinaia di nodi, dipendono da Spazi di archiviazione diretta per le applicazioni e l'infrastruttura critiche.

Visita Microsoft.com/HCI per leggere le loro storie.

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Altri riferimenti