Bezpośrednie miejsca do magazynowania — przegląd

Artykuł
03/08/2024

Dotyczy: Azure Stack HCI, wersje 22H2 i 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016

Bezpośrednie miejsca do magazynowania to funkcja rozwiązania Azure Stack HCI i Windows Server, która umożliwia klastrowanie serwerów z wewnętrznym magazynem w rozwiązaniu magazynu zdefiniowanego programowo.

Ten artykuł zawiera omówienie Bezpośrednie miejsca do magazynowania, sposobu jej działania, sposobu korzystania z niego i jego kluczowych korzyści. Możesz również zapoznać się z filmami wideo i rzeczywistymi historiami klientów w tym artykule, aby dowiedzieć się więcej o Bezpośrednie miejsca do magazynowania.

Aby rozpocząć pracę, spróbuj Bezpośrednie miejsca do magazynowania na platformie Microsoft Azure lub pobierz 180-dniową kopię ewaluacyjną systemu Windows Server z wersji ewaluacyjnej systemu Windows Server. Aby poznać minimalne wymagania sprzętowe dotyczące Bezpośrednie miejsca do magazynowania w systemach Windows Server i Azure Stack HCI, zobacz Wymagania systemowe dotyczące systemu Windows Server i Wymagania systemowe dotyczące usługi Azure Stack HCI. Aby wdrożyć Bezpośrednie miejsca do magazynowania w ramach rozwiązania Azure Stack HCI, zobacz Wdrażanie systemu operacyjnego Azure Stack HCI.

Co to jest Bezpośrednie miejsca do magazynowania?

Bezpośrednie miejsca do magazynowania to oprogramowanie zdefiniowane rozwiązanie magazynu, które umożliwia udostępnianie zasobów magazynu w konwergentnej i hiperkonwergentnej infrastrukturze IT. Umożliwia łączenie wewnętrznych dysków magazynu w klastrze serwerów fizycznych (2 i maksymalnie 16) w pulę magazynów zdefiniowaną programowo. Ta pula magazynów ma pamięć podręczną, warstwy, odporność i wymazywanie kodu między kolumnami — wszystkie skonfigurowane i zarządzane automatycznie.

Pojemność magazynu klastra można skalować w poziomie, dodając więcej dysków lub dodając więcej serwerów w klastrze. Bezpośrednie miejsca do magazynowania automatycznie dołącza nowe dyski i ponownie równoważy pulę magazynów. Automatycznie używa również najszybszego nośnika magazynu, aby zapewnić wbudowaną i zawsze włączoną pamięć podręczną.

Bezpośrednie miejsca do magazynowania to podstawowa technologia rozwiązania Azure Stack HCI w wersjach 21H2 i 20H2. Jest ona również dostępna w wersjach Datacenter systemu Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server Insider Preview Builds i Azure Edition systemu Windows Server 2022.

Można wdrożyć Bezpośrednie miejsca do magazynowania w klastrze serwerów fizycznych lub w klastrach gościa maszyny wirtualnej. W przypadku wdrażania go w hiperkonwergentnym klastrze serwerów fizycznych zalecamy użycie serwerów usługi Azure Stack HCI. Aby wdrożyć Bezpośrednie miejsca do magazynowania w ramach rozwiązania Azure Stack HCI, zobacz Wdrażanie systemu operacyjnego Azure Stack HCI.

Wdrażanie Bezpośrednie miejsca do magazynowania w klastrach gościa maszyny wirtualnej zapewnia wirtualny magazyn udostępniony w zestawie maszyn wirtualnych na podstawie chmury prywatnej lub publicznej. W środowiskach produkcyjnych to wdrożenie jest obsługiwane tylko w systemie Windows Server. Aby uzyskać informacje na temat wdrażania Bezpośrednie miejsca do magazynowania w klastrach gościa maszyny wirtualnej w systemie Windows Server, zobacz Using Bezpośrednie miejsca do magazynowania in guest virtual machine clusters (Używanie Bezpośrednie miejsca do magazynowania w klastrach maszyn wirtualnych gościa).

Tylko do celów testowania i oceny można wdrożyć Bezpośrednie miejsca do magazynowania w klastrach gościa maszyny wirtualnej w środowiskach testowych rozwiązania Azure Stack HCI. Aby uzyskać informacje o wdrażaniu jej w środowiskach testowych usługi Azure Stack HCI, zobacz Samouczek: tworzenie laboratorium opartego na maszynie wirtualnej dla usługi Azure Stack HCI.

Jak to działa

Bezpośrednie miejsca do magazynowania stosuje wiele funkcji w systemie Windows Server, takich jak klaster trybu failover, system plików udostępnionego woluminu klastra (CSV), blok komunikatów serwera (SMB) 3 i Miejsca do magazynowania. Wprowadzono również nową technologię o nazwie Software Storage Bus.

Bezpośrednie miejsca do magazynowania tworzy rozwiązanie magazynu zdefiniowanego programowo przez połączenie wewnętrznych dysków magazynu w klastrze serwerów standardowych w branży. Zacznij od połączenia serwerów z wewnętrznymi dyskami magazynu za pośrednictwem sieci Ethernet w celu utworzenia klastra — nie jest wymagana żadna specjalna sieć szkieletowa ani kabel. Po włączeniu Bezpośrednie miejsca do magazynowania w tym klastrze łączy dyski magazynu z każdego z tych serwerów w jedną zdefiniowaną programowo pulę wirtualnego magazynu udostępnionego.

Następnie utworzysz woluminy z tej puli magazynu, w której można przechowywać dane. Te woluminy uruchamiają system plików CSV. Oznacza to, że na każdym serwerze te woluminy wyglądają i działają tak, jakby były instalowane lokalnie. Dzięki wbudowanej odporności na uszkodzenia w tych woluminach dane pozostają w trybie online i są dostępne nawet wtedy, gdy dysk ulegnie awarii lub cały węzeł przejdzie w tryb offline.

W tych woluminach można umieścić pliki, takie jak .vhd i vhdx dla maszyn wirtualnych. Klaster z systemem Bezpośrednie miejsca do magazynowania można użyć jako:

Skalowalny w poziomie serwer plików (SoFS), ujawniając woluminy w sieci jako udziały plików SMB3.
System hiperkonwergentny przez włączenie funkcji Hyper-V w klastrze i umieszczenie maszyn wirtualnych bezpośrednio na woluminach.

W poniższej sekcji opisano funkcje i składniki stosu Bezpośrednie miejsca do magazynowania.

Sprzęt sieci. Funkcja Bezpośrednie miejsca do magazynowania używa do komunikacji między serwerami protokołu SMB3, w tym SMB Direct i SMB Multichannel, za pośrednictwem sieci Ethernet. Zdecydowanie zalecamy używanie 10 GbE z zdalnym bezpośrednim dostępem do pamięci (RDMA), iWARP lub RoCE.

Sprzęt magazynu. Bezpośrednie miejsca do magazynowania wymaga 2 i maksymalnie 16 serwerów zatwierdzonych przez firmę Microsoft z dołączonymi bezpośrednio dyskami SATA, SAS, NVMe lub trwałymi dyskami pamięci, które są fizycznie dołączone do tylko jednego serwera. Każdy serwer musi mieć co najmniej dwa dyski półprzewodnikowe i co najmniej cztery więcej dysków. Urządzenia SATA i SAS powinny znajdować się za kartą magistrali hosta (HBA) i funkcją SAS Expander.

Klaster trybu failover. Bezpośrednie miejsca do magazynowania używa wbudowanej funkcji klastrowania usług Azure Stack HCI i Windows Server do łączenia serwerów.

Programowa magistrala magazynu. Programowa magistrala magazynu obejmuje klaster i ustanawia zdefiniowaną programowo sieć szkieletową magazynu, w której wszystkie serwery mogą wyświetlać wszystkie dyski lokalne. Można ją traktować jako element zastępujący kosztowne i ograniczające okablowanie Fibre Channel lub udostępnionego interfejsu SAS.

Pamięć podręczna warstwy magistrali magazynu. Programowa magistrala magazynu dynamicznie wiąże najszybsze dyski (na przykład SSD) na wolniejsze dyski (na przykład dyski HDD), aby zapewnić buforowanie odczytu/zapisu po stronie serwera, które przyspiesza operacje we/wy i zwiększają przepływność.

Pula magazynu. Kolekcja dysków, które tworzą podstawę Miejsca do magazynowania, jest nazywana pulą magazynów. Jest on tworzony automatycznie, a wszystkie kwalifikujące się dyski są automatycznie odnajdywane i dodawane do niego. Zdecydowanie zalecamy użycie jednej puli na klaster przy zastosowaniu ustawień domyślnych. Aby dowiedzieć się więcej na temat puli magazynów, zobacz blog Szczegółowe informacje na temat puli magazynów .

Miejsca do magazynowania. Miejsca do magazynowania zapewnia odporność na uszkodzenia "dysków wirtualnych" przy użyciu dublowania, kodowania wymazywania lub obu tych dysków. Można ją porównać do rozproszonej, zdefiniowaną programowo macierzy RAID korzystającej z dysków w puli. W Bezpośrednie miejsca do magazynowania te dyski wirtualne zwykle mają odporność na dwie jednoczesne awarie dysku lub serwera (na przykład dublowanie 3-dwukierunkowe z każdą kopią danych na innym serwerze) — jednak dostępna jest również odporność na uszkodzenia obudowy i stojaka.

System plików ReFS. System plików ReFS jest pierwszym systemem plików opracowanym specjalnie do celów wirtualizacji. Obejmuje ona dramatyczne przyspieszenia operacji plików vhdx, takich jak tworzenie, rozszerzanie i scalanie punktów kontrolnych oraz wbudowane sumy kontrolne w celu wykrywania i poprawiania błędów bitowych. Wprowadzono również warstwy czasu rzeczywistego, które obracają dane między warstwami magazynowania "gorąca" i "zimna" w czasie rzeczywistym na podstawie użycia.

Udostępnione woluminy klastra. System plików CSV łączy wszystkie woluminy systemu plików ReFS w jedną przestrzeń nazw dostępną za pośrednictwem dowolnego serwera. Na każdym serwerze każdy wolumin wygląda i działa jak jest instalowany lokalnie.

Serwer plików skalowalny w poziomie. Ta ostatnia warstwa jest niezbędna tylko we wdrożeniach zbieżnych. Zapewnia dostęp do plików zdalnych przy użyciu protokołu dostępu SMB3 do klientów, takich jak inny klaster z uruchomioną funkcją Hyper-V, przez sieć, skutecznie zamieniając Bezpośrednie miejsca do magazynowania w magazyn dołączony do sieci (NAS).

Najważniejsze korzyści

Bezpośrednie miejsca do magazynowania oferuje następujące kluczowe korzyści:

Obraz	Opis
	Prostota. Przejdź od standardowych serwerów z systemem Windows Server lub Azure Stack HCI do pierwszego klastra Bezpośrednie miejsca do magazynowania w ciągu 15 minut. W przypadku użytkowników programu System Center wdrożenie wymaga jedynie zaznaczenia jednego pola wyboru.
	Wysoka wydajność. Niezależnie od tego, czy wszystkie operacje flash, czy hybrydowe, Bezpośrednie miejsca do magazynowania mogą przekraczać 13,7 miliona operacji we/wy na sekundę na serwer. Architektura osadzonej funkcji hypervisor Bezpośrednie miejsca do magazynowania zapewnia spójne, małe opóźnienia, wbudowaną pamięć podręczną odczytu/zapisu oraz obsługę najnowocześniejszych dysków NVMe zainstalowanych bezpośrednio w magistrali PCIe.
	Odporność na uszkodzenia. Wbudowana odporność umożliwia obsługę awarii dysku, serwera lub składnika przy zapewnieniu ciągłej dostępności. Większe wdrożenia można również skonfigurować pod kątem odporności na uszkodzenia obudowy i stojaka. W przypadku awarii sprzętu wystarczy po prostu wyjąć uszkodzony element — oprogramowanie dostosuje się samodzielnie bez wykonywania skomplikowanych czynności zarządzania.
	Wydajność zasobów. Kodowanie wymazywania zapewnia do 2,4 razy większą wydajność magazynowania, z unikatowymi innowacjami, takimi jak lokalne kody rekonstrukcji i warstwy czasu rzeczywistego ReFS, aby rozszerzyć te zyski na dyski twarde i mieszane obciążenia gorące lub zimne, jednocześnie minimalizując zużycie procesora CPU, aby zapewnić zasoby z powrotem do miejsca, w którym są one najbardziej potrzebne — do maszyn wirtualnych.
	Możliwości zarządzania. Użyj kontrolek QoS magazynu , aby zachować zajęte maszyny wirtualne przy użyciu minimalnych i maksymalnych limitów liczby operacji we/wy na sekundę maszyny wirtualnej. Usługa kondycji zapewnia ciągłe wbudowane monitorowanie i alerty. Nowe interfejsy API ułatwiają zbieranie bogatych metryk wydajności i pojemności dla całego klastra.
	Skalowalność. Przejdź do 16 serwerów i ponad 400 dysków, aby maksymalnie 4 petabajt (4000 terabajtów) magazynu na klaster. Aby skalować w poziomie, dodaj więcej dysków lub dodaj więcej serwerów; Bezpośrednie miejsca do magazynowania automatycznie dołącza nowe dyski i zaczyna ich używać. Wydajność i efektywność magazynu zostanie ulepszona odpowiednio do skali.

Zastosowanie

Bezpośrednie miejsca do magazynowania to podstawowa technologia usług Azure Stack HCI i Windows Server. Zapewnia idealne rozwiązanie do magazynowania sieciowego, gdy chcesz:

Skalowanie w górę lub skalowanie w poziomie pojemności magazynu sieciowego. Możesz dodać więcej dysków lub dodać więcej serwerów, aby rozszerzyć pojemność magazynu sieciowego, zachowując bezpieczeństwo i dostępność danych. Jeśli dysk w puli magazynów ulegnie awarii lub cały węzeł przejdzie w tryb offline, wszystkie dane pozostaną w trybie online i są dostępne.
Udostępnij ten sam zestaw danych z różnych lokalizacji w tym samym czasie. Pula magazynów, która Bezpośrednie miejsca do magazynowania tworzy, wygląda i działa jak udział sieciowy. Użytkownicy sieci mogą uzyskiwać dostęp do przechowywanych danych w dowolnym momencie z dowolnej lokalizacji bez obaw o fizyczną lokalizację przechowywanych danych.
Użyj kombinacji nośnika magazynu. Za pomocą Bezpośrednie miejsca do magazynowania można połączyć różne typy nośników magazynu w klastrze serwerów, aby utworzyć pulę magazynów zdefiniowaną programowo. Oprogramowanie automatycznie decyduje, które nośniki mają być używane na podstawie danych — aktywne dane na szybszym nośniku i inne rzadko używane dane na wolniejszych nośnikach.

Opcje wdrożenia

Bezpośrednie miejsca do magazynowania obsługuje następujące dwie opcje wdrażania:

Hiperkonwergentne
Konwergentnej

Uwaga

Rozwiązanie Azure Stack HCI obsługuje tylko wdrożenie hiperkonwergentne.

Wdrożenie hiperkonwergentne

We wdrożeniu hiperkonwergentnym należy użyć pojedynczego klastra zarówno dla zasobów obliczeniowych, jak i magazynu. Opcja wdrażania hiperkonwergentnego uruchamia maszyny wirtualne funkcji Hyper-V lub SQL Server bazy danych bezpośrednio na serwerach dostarczających magazyn — przechowując pliki na woluminach lokalnych. Eliminuje to konieczność konfigurowania dostępu i uprawnień serwera plików, co z kolei zmniejsza koszty sprzętu dla małych i średnich wdrożeń biznesowych i zdalnych lub oddziałów. Aby wdrożyć Bezpośrednie miejsca do magazynowania w systemie Windows Server, zobacz Wdrażanie Bezpośrednie miejsca do magazynowania w systemie Windows Server. Aby wdrożyć Bezpośrednie miejsca do magazynowania w ramach rozwiązania Azure Stack HCI, zobacz Co to jest proces wdrażania usługi Azure Stack HCI?

Wdrażanie konwergentne

We wdrożeniu konwergentnym używane są oddzielne klastry do magazynowania i obliczeń. Opcja wdrożenia konwergentnego, znana również jako "rozagregowana", warstwy serwera plików skalowalnego w poziomie (SoFS) na szczycie Bezpośrednie miejsca do magazynowania w celu zapewnienia magazynu dołączonego do sieci za pośrednictwem udziałów plików SMB3. Umożliwia to skalowanie zasobów obliczeniowych i obciążeń niezależnie od klastra magazynu, niezbędne dla wdrożeń na większą skalę, takich jak IaaS funkcji Hyper-V (infrastruktura jako usługa) dla dostawców usług i przedsiębiorstw.

Zarządzanie i monitorowanie

Do zarządzania i monitorowania Bezpośrednie miejsca do magazynowania można użyć następujących narzędzi:

Nazwa	Graficzny lub wiersz polecenia?	Płatne lub uwzględnione?
Windows Admin Center	Element graficzny	Dołączono
Menedżer klastra trybu failover Menedżer serwera &	Element graficzny	Dołączono
Windows PowerShell	Wiersz polecenia	Dołączono
System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) & Operations Manager	Element graficzny	Płatna

Filmy wideo

przegląd Bezpośrednie miejsca do magazynowania (5 minut)

Bezpośrednie miejsca do magazynowania w: Microsoft Ignite 2018 (1 godzina)

Bezpośrednie miejsca do magazynowania w: Microsoft Ignite 2017 (1 godzina)

Bezpośrednie miejsca do magazynowania wydarzenie uruchamiania w konferencji Microsoft Ignite 2016 (1 godzina)

Historie klientów

Istnieje ponad 10 000 klastrów działających na całym świecie Bezpośrednie miejsca do magazynowania. Organizacje o wszystkich rozmiarach, od małych firm wdrażających tylko dwa węzły, do dużych przedsiębiorstw i instytucji rządowych wdrażających setki węzłów, zależą od Bezpośrednie miejsca do magazynowania dla ich krytycznych aplikacji i infrastruktury.

Odwiedź Microsoft.com/HCI , aby przeczytać swoje historie.