Resiliência aninhada para espaços de armazenamento diretosNested resiliency for Storage Spaces Direct

Aplica-se a: Windows Server 2019Applies to: Windows Server 2019

Resiliência aninhada é um novo recurso do espaços de armazenamento diretos no Windows Server 2019 que permite que um cluster de dois servidores para dar suporte a várias falhas de hardware ao mesmo tempo sem perda de disponibilidade de armazenamento, para que os usuários, aplicativos, e as máquinas virtuais continuarão sendo executados sem interrupção.Nested resiliency is a new capability of Storage Spaces Direct in Windows Server 2019 that enables a two-server cluster to withstand multiple hardware failures at the same time without loss of storage availability, so users, apps, and virtual machines continue to run without disruption. Este tópico explica como ele funciona, fornece instruções passo a passo para começar a usar e respostas a perguntas mais frequentes.This topic explains how it works, provides step-by-step instructions to get started, and answers the most frequently asked questions.

Pré-requisitosPrerequisites

Ícone de marca de seleção verde. Considere aninhada resiliência se:Consider nested resiliency if:

  • O cluster esteja executando Windows Server de 2019; eYour cluster runs Windows Server 2019; and
  • O cluster tiver exatamente 2 nós de servidorYour cluster has exactly 2 server nodes

Ícone de X vermelho. Você não poderá usar resiliência aninhada se:You can't use nested resiliency if:

  • O cluster esteja executando o Windows Server 2016; ouYour cluster runs Windows Server 2016; or
  • O cluster tiver 3 ou mais nós de servidorYour cluster has 3 or more server nodes

Por que resiliência aninhadaWhy nested resiliency

Volumes que usam a resiliência aninhada podem permanecer online e acessível, mesmo se acontecem de várias falhas de hardware ao mesmo tempo, ao contrário do clássico espelhamento bidirecional resiliência.Volumes that use nested resiliency can stay online and accessible even if multiple hardware failures happen at the same time, unlike classic two-way mirroring resiliency. Por exemplo, se duas unidades falharem ao mesmo tempo, ou se um servidor falhar e um disco falhar, volumes que usam a resiliência aninhada fique online e acessível.For example, if two drives fail at the same time, or if a server goes down and a drive fails, volumes that use nested resiliency stay online and accessible. Para infraestrutura hiperconvergente, isso aumenta o tempo de atividade para aplicativos e máquinas virtuais; para cargas de trabalho de servidor de arquivo, isso significa que os usuários desfrutam de acesso ininterrupto aos seus arquivos.For hyper-converged infrastructure, this increases uptime for apps and virtual machines; for file server workloads, this means users enjoy uninterrupted access to their files.

Disponibilidade de armazenamento

A desvantagem é que resiliência aninhada tem reduzir a eficiência da capacidade que o espelhamento bidirecional clássico, que significa que você obtenha um pouco menos espaço utilizável.The trade-off is that nested resiliency has lower capacity efficiency than classic two-way mirroring, meaning you get slightly less usable space. Para obter detalhes, consulte o eficiência da capacidade seção abaixo.For details, see the Capacity efficiency section below.

Como funcionaHow it works

Inspiração: RAID 5 + 1Inspiration: RAID 5+1

RAID 5 + 1 é um formato estabelecido da resiliência de armazenamento distribuído que fornece informações úteis para garantir a resiliência aninhada Noções básicas sobre.RAID 5+1 is an established form of distributed storage resiliency that provides helpful background for understanding nested resiliency. Em RAID 5 + 1, dentro de cada servidor, a resiliência local é fornecido pelo RAID-5, ou único paridade, para proteger contra a perda de qualquer unidade única.In RAID 5+1, within each server, local resiliency is provided by RAID-5, or single parity, to protect against the loss of any single drive. Em seguida, é ainda mais a resiliência é fornecida pelo RAID-1, ou espelhamento bidirecional, entre os dois servidores para proteger contra a perda de qualquer um dos servidores.Then, further resiliency is provided by RAID-1, or two-way mirroring, between the two servers to protect against the loss of either server.

RAID 5 + 1

Duas novas opções de resiliênciaTwo new resiliency options

Espaços de armazenamento diretos no Windows Server 2019 oferece duas novas opções de resiliência, implementadas no software, sem a necessidade de hardware especializado de RAID:Storage Spaces Direct in Windows Server 2019 offers two new resiliency options implemented in software, without the need for specialized RAID hardware:

  • Espelhamento bidirecional aninhado.Nested two-way mirror. Dentro de cada servidor, a resiliência local é fornecida pelo espelhamento bidirecional e, em seguida, a resiliência adicional é fornecida pelo espelhamento bidirecional entre os dois servidores.Within each server, local resiliency is provided by two-way mirroring, and then further resiliency is provided by two-way mirroring between the two servers. Ele é essencialmente um espelho de quatro vias, com duas cópias de cada servidor.It's essentially a four-way mirror, with two copies in each server. Espelhamento bidirecional aninhada fornece desempenho de ponta: todas as cópias acessem gravações e leituras vir de qualquer cópia.Nested two-way mirroring provides uncompromising performance: writes go to all copies, and reads come from any copy.

    Espelhamento bidirecional aninhado

  • Paridade de aceleração de espelho aninhada.Nested mirror-accelerated parity. Combinar aninhados espelhamento bidirecional de acima, com a paridade aninhada.Combine nested two-way mirroring, from above, with nested parity. Dentro de cada servidor, a resiliência local para a maioria dos dados é fornecida por única paridade de bit a bit aritmética, exceto as novas gravações recentes que usam espelhamento bidirecional.Within each server, local resiliency for most data is provided by single bitwise parity arithmetic, except new recent writes which use two-way mirroring. Em seguida, ainda mais resiliência para todos os dados é fornecida pelo espelhamento bidirecional entre os servidores.Then, further resiliency for all data is provided by two-way mirroring between the servers. Para obter mais informações sobre como aceleradas espelho paridade funciona, consulte paridade acelerada de espelho.For more information about how mirror-accelerated parity works, see Mirror-accelerated parity.

    Paridade de aceleração de espelho aninhada

Eficiência de capacidadeCapacity efficiency

Eficiência de capacidade é a proporção de espaço utilizável para espaço de volume.Capacity efficiency is the ratio of usable space to volume footprint. Ele descreve a sobrecarga de capacidade atribuível a resiliência e depende da opção de resiliência que você escolher.It describes the capacity overhead attributable to resiliency, and depends on the resiliency option you choose. Como um exemplo simples, o armazenamento de dados sem resiliência é 100% da capacidade eficiente (1 TB de dados leva até 1 TB de capacidade de armazenamento físico), enquanto o espelhamento bidirecional é 50% eficiente (1 TB de dados leva até 2 TB de capacidade de armazenamento físico).As a simple example, storing data without resiliency is 100% capacity efficient (1 TB of data takes up 1 TB of physical storage capacity), while two-way mirroring is 50% efficient (1 TB of data takes up 2 TB of physical storage capacity).

  • Espelhamento bidirecional aninhado grava quatro cópias de tudo, ou seja armazenar a 1 TB de dados, você precisa de 4 TB de capacidade de armazenamento físico.Nested two-way mirror writes four copies of everything, meaning to store 1 TB of data, you need 4 TB of physical storage capacity. Embora sua simplicidade é atraente, eficiência da capacidade do espelho bidirecional aninhada de 25% é o mais baixo de qualquer opção de resiliência em espaços de armazenamento diretos.Although its simplicity is appealing, nested two-way mirror's capacity efficiency of 25% is the lowest of any resiliency option in Storage Spaces Direct.

  • Aninhado acelerada de espelho paridade alcança a maior eficiência de capacidade, aproximadamente 35% a 40%, que depende de dois fatores: o número de capacidade de unidades em cada servidor e a combinação de espelho e paridade especificados para o volume.Nested mirror-accelerated parity achieves higher capacity efficiency, around 35%-40%, that depends on two factors: the number of capacity drives in each server, and the mix of mirror and parity you specify for the volume. Esta tabela fornece uma pesquisa para as configurações comuns:This table provides a lookup for common configurations:

    Unidades de capacidade por servidorCapacity drives per server espelho de 10%10% mirror espelho de 20%20% mirror espelho de 30%30% mirror
    44 35.7%35.7% 34.1%34.1% 32.6%32.6%
    55 37.7%37.7% 35.7%35.7% 33.9%33.9%
    66 39.1%39.1% 36.8%36.8% 34.7%34.7%
    7+7+ 40.0%40.0% 37.5%37.5% 35.3%35.3%

    Observação

    Se você estiver curioso, aqui está um exemplo de como a matemática completo.If you're curious, here's an example of the full math. Suponha que temos seis unidades de capacidade em cada um dos dois servidores, e queremos criar um volume de 100 GB, composto de 10 GB de espelho e de 90 GB de paridade.Suppose we have six capacity drives in each of two servers, and we want to create one 100 GB volume comprised of 10 GB of mirror and 90 GB of parity. Local do servidor de espelho bidirecional é 50,0% eficiente, que significa que 10 GB de dados espelho usa 20 GB para armazenar em cada servidor.Server-local two-way mirror is 50.0% efficient, meaning the 10 GB of mirror data takes 20 GB to store on each server. Total do seu espaço espelhado para ambos os servidores, é de 40 GB.Mirrored to both servers, its total footprint is 40 GB. Servidor de local paridade única, nesse caso, é 5/6 = 83.3% de eficiência, o que significa que os 90 GB de dados de paridade leva 108 GB para armazenar em cada servidor.Server-local single parity, in this case, is 5/6 = 83.3% efficient, meaning the 90 GB of parity data takes 108 GB to store on each server. Total do seu espaço espelhado para ambos os servidores, é 216 GB.Mirrored to both servers, its total footprint is 216 GB. O volume total é, portanto, [(10 GB/50,0%) + (90 GB / 83.3%)] × 2 = 256 GB, 39.1% geral eficiência da capacidade.The total footprint is thus [(10 GB / 50.0%) + (90 GB / 83.3%)] × 2 = 256 GB, for 39.1% overall capacity efficiency.

Observe que a eficiência da capacidade do clássico (cerca de 50%) de espelhamento bidirecional e aninhados paridade acelerada de espelho (até 40%) não são muito diferentes.Notice that the capacity efficiency of classic two-way mirroring (about 50%) and nested mirror-accelerated parity (up to 40%) are not very different. Dependendo dos seus requisitos, a eficiência da capacidade ligeiramente menor talvez vale a pena o aumento significativo na disponibilidade de armazenamento.Depending on your requirements, the slightly lower capacity efficiency may be well worth the significant increase in storage availability. Escolha o resiliência por volume, portanto, você pode misturar os volumes de resiliência aninhados e clássico de espelho bidirecional dentro do mesmo cluster.You choose resiliency per-volume, so you can mix nested resiliency volumes and classic two-way mirror volumes within the same cluster.

Compensação

Uso no PowerShellUsage in PowerShell

Você pode usar os cmdlets de armazenamento familiarizado no PowerShell para criar volumes com resiliência aninhada.You can use familiar storage cmdlets in PowerShell to create volumes with nested resiliency.

Etapa 1: Criar modelos de camada de armazenamentoStep 1: Create storage tier templates

Primeiro, crie novos modelos de camadas de armazenamento usando o New-StorageTier cmdlet.First, create new storage tier templates using the New-StorageTier cmdlet. Você só precisará fazer isso vez e, em seguida, cada novo volume em que você cria pode fazer referência a esses modelo.You only need to do this once, and then every new volume you create can reference these template. Especifique o -MediaType de suas unidades de capacidade e, opcionalmente, o -FriendlyName de sua escolha.Specify the -MediaType of your capacity drives and, optionally, the -FriendlyName of your choice. Não modifique os outros parâmetros.Do not modify the other parameters.

Se suas unidades de capacidade são unidades de disco rígido (HDD), inicie o PowerShell como administrador e execute:If your capacity drives are hard disk drives (HDD), launch PowerShell as Administrator and run:

# For mirror
New-StorageTier -StoragePoolFriendlyName S2D* -FriendlyName NestedMirror -ResiliencySettingName Mirror -MediaType HDD -NumberOfDataCopies 4

# For parity
New-StorageTier -StoragePoolFriendlyName S2D* -FriendlyName NestedParity -ResiliencySettingName Parity -MediaType HDD -NumberOfDataCopies 2 -PhysicalDiskRedundancy 1 -NumberOfGroups 1 -FaultDomainAwareness StorageScaleUnit -ColumnIsolation PhysicalDisk 

Se suas unidades de capacidade são unidades de estado sólido (SSD), defina as -MediaType para SSD em vez disso.If your capacity drives are solid-state drives (SSD), set the -MediaType to SSD instead. Não modifique os outros parâmetros.Do not modify the other parameters.

Dica

Verifique se as camadas criadas com êxito com Get-StorageTier.Verify the tiers created successfully with Get-StorageTier.

Etapa 2: Criar volumesStep 2: Create volumes

Em seguida, criar novos volumes usando o New-Volume cmdlet.Then, create new volumes using the New-Volume cmdlet.

Espelhamento bidirecional aninhadoNested two-way mirror

Para usar espelhamento bidirecional aninhado, fazer referência a NestedMirror camada de modelo e especifique o tamanho.To use nested two-way mirror, reference the NestedMirror tier template and specify the size. Por exemplo: For example:

New-Volume -StoragePoolFriendlyName S2D* -FriendlyName Volume01 -StorageTierFriendlyNames NestedMirror -StorageTierSizes 500GB

Paridade de aceleração de espelho aninhadaNested mirror-accelerated parity

Para usar a paridade de aceleração de espelho aninhada, fazer referência a NestedMirror e NestedParity modelos de camada e especifique dois tamanhos, uma para cada parte do volume (espelhar o paridade da primeiro, segundo).To use nested mirror-accelerated parity, reference both the NestedMirror and NestedParity tier templates and specify two sizes, one for each part of the volume (mirror first, parity second). Por exemplo criar um volume de 500 GB que é espelhamento bidirecional aninhada de 20% e 80% aninhados paridade, execute:For example, to create one 500 GB volume that's 20% nested two-way mirror and 80% nested parity, run:

New-Volume -StoragePoolFriendlyName S2D* -FriendlyName Volume02 -StorageTierFriendlyNames NestedMirror, NestedParity -StorageTierSizes 100GB, 400GB

Etapa 3: Continuar no Windows Admin CenterStep 3: Continue in Windows Admin Center

Volumes que usam a resiliência aninhada aparecem no Windows Admin Center com os rótulos não criptografado, como na captura de tela abaixo.Volumes that use nested resiliency appear in Windows Admin Center with clear labeling, as in the screenshot below. Depois que elas forem criadas, você pode gerenciar e monitorá-los usando Windows Admin Center, assim como qualquer outro volume em espaços de armazenamento diretos.Once they're created, you can manage and monitor them using Windows Admin Center just like any other volume in Storage Spaces Direct.

Opcional: Estender para unidades de cacheOptional: Extend to cache drives

Com suas configurações padrão, a resiliência aninhada protege contra a perda de várias unidades de capacidade ao mesmo tempo, ou um servidor e uma unidade de capacidade ao mesmo tempo.With its default settings, nested resiliency protects against the loss of multiple capacity drives at the same time, or one server and one capacity drive at the same time. Para expandir essa proteção para unidades de cache tem uma consideração adicional: porque as unidades de cache geralmente fornecem leitura e gravar cache para vários unidades de capacidade , a única maneira de garantir que você pode tolerar perda de uma unidade de cache quando o outro servidor está inativo é simplesmente não gravações em cache, mas que afeta o desempenho.To extend this protection to cache drives has an additional consideration: because cache drives often provide read and write caching for multiple capacity drives, the only way to ensure you can tolerate the loss of a cache drive when the other server is down is to simply not cache writes, but that impacts performance.

Para abordar esse cenário, espaços de armazenamento diretos oferece a opção de desabilitar automaticamente a gravação em cache quando um servidor em um cluster de dois servidores é pressionada e, em seguida, habilite novamente depois que o servidor é fazer backup de cache de gravação.To address this scenario, Storage Spaces Direct offers the option to automatically disable write caching when one server in a two-server cluster is down, and then re-enable write caching once the server is back up. Para permitir que a rotina reinicializações sem afetar o desempenho, gravar o cache não é desabilitado até que o servidor tiver sido interrompido por 30 minutos.To allow routine restarts without performance impact, write caching isn't disabled until the server has been down for 30 minutes.

Para definir esse comportamento (opcional), inicie o PowerShell como administrador e execute:To set this behavior (optional), launch PowerShell as Administrator and run:

Get-StorageSubSystem Cluster* | Set-StorageHealthSetting -Name "System.Storage.NestedResiliency.DisableWriteCacheOnNodeDown.Enabled" -Value "True"

Uma vez definido como True, o comportamento de cache é:Once set to True, the cache behavior is:

SituaçãoSituation Comportamento do cacheCache behavior Pode tolerar perda de unidade de cache?Can tolerate cache drive loss?
Ambos os servidores de backupBoth servers up Cache de leituras e gravações, o desempenho totalCache reads and writes, full performance SimYes
Servidor inoperante, primeiros 30 minutosServer down, first 30 minutes Cache de leituras e gravações, o desempenho totalCache reads and writes, full performance Não (temporariamente)No (temporarily)
Após os primeiros 30 minutosAfter first 30 minutes Desempenho de cache lê apenas, afetadoCache reads only, performance impacted SimYes

Perguntas frequentesFrequently asked questions

É possível converter um volume existente entre espelho bidirecional e resiliência aninhada?Can I convert an existing volume between two-way mirror and nested resiliency?

Não, volumes não podem ser convertidos entre tipos de resiliência.No, volumes cannot be converted between resiliency types. Para novas implantações no Windows Server 2019, decida antecipadamente qual tipo de resiliência melhor atenda às suas necessidades.For new deployments on Windows Server 2019, decide ahead of time which resiliency type best fits your needs. Se você estiver atualizando do Windows Server 2016, pode criar novos volumes com resiliência aninhada, migre seus dados e, em seguida, exclua os volumes antigos.If you're upgrading from Windows Server 2016, you can create new volumes with nested resiliency, migrate your data, and then delete the older volumes.

Pode usar resiliência aninhada com vários tipos de unidades de capacidade?Can I use nested resiliency with multiple types of capacity drives?

Sim, basta especificar o -MediaType de cada camada adequadamente durante etapa 1 acima.Yes, just specify the -MediaType of each tier accordingly during step 1 above. Por exemplo, com NVMe, SSD e HDD no mesmo cluster, o NVMe fornece cache enquanto a capacidade de fornecer os dois últimos: definir a NestedMirror camadas para -MediaType SSD e o NestedParity camadas para -MediaType HDD.For example, with NVMe, SSD, and HDD in the same cluster, the NVMe provides cache while the latter two provide capacity: set the NestedMirror tier to -MediaType SSD and the NestedParity tier to -MediaType HDD. Nesse caso, observe que eficiência da capacidade de paridade depende do número de unidades de disco rígido somente, e você precisa de pelo menos 4 deles por servidor.In this case, note that parity capacity efficiency depends on the number of HDD drives only, and you need at least 4 of them per server.

Pode usar resiliência aninhada com 3 ou mais servidores?Can I use nested resiliency with 3 or more servers?

Não, use apenas aninhada resiliência se seu cluster tem exatamente 2 servidores.No, only use nested resiliency if your cluster has exactly 2 servers.

Quantas unidades precisa usar resiliência aninhada?How many drives do I need to use nested resiliency?

O número mínimo de unidades necessárias para espaços de armazenamento diretos é 4 unidades de capacidade por nó de servidor, além de cache de 2 discos por nó de servidor (se houver).The minimum number of drives required for Storage Spaces Direct is 4 capacity drives per server node, plus 2 cache drives per server node (if any). Isso permanece inalterado em Windows Server 2016.This is unchanged from Windows Server 2016. Não há nenhum requisito adicional para garantir a resiliência aninhada, e a recomendação para capacidade reserva é alterada muito.There is no additional requirement for nested resiliency, and the recommendation for reserve capacity is unchanged too.

Resiliência aninhada altera como a substituição da unidade funciona?Does nested resiliency change how drive replacement works?

Nenhum.No.

Resiliência aninhada altera como a substituição de nó do servidor funciona?Does nested resiliency change how server node replacement works?

Nenhum.No. Para substituir um nó de servidor e suas unidades, siga esta ordem:To replace a server node and its drives, follow this order:

  1. Desativar as unidades no servidor de saídaRetire the drives in the outgoing server
  2. Adicione o novo servidor, com suas unidades para o clusterAdd the new server, with its drives, to the cluster
  3. O pool de armazenamento irá rebalancearThe storage pool will rebalance
  4. Remover o servidor de saída e suas unidadesRemove the outgoing server and its drives

Para obter detalhes, consulte o remover servidores tópico.For details see the Remove servers topic.

Consulte tambémSee also