Vnořená odolnost pro Prostory úložiště s přímým přístupem
Platí pro: Azure Stack HCI, verze 22H2 a 21H2; Windows Server 2022 a Windows Server 2019
Důležité
Azure Stack HCI je teď součástí Azure Local. Probíhá přejmenování dokumentace k produktu. Starší verze Azure Stack HCI, například 22H2, ale budou dál odkazovat na Azure Stack HCI a nebudou odrážet změnu názvu. Další informace.
Vnořená odolnost je schopnost Prostory úložiště s přímým přístupem v Azure Stack HCI a Windows Serveru. Umožňuje cluster se dvěma servery odolat několika selháním hardwaru současně bez ztráty dostupnosti úložiště, takže uživatelé, aplikace a virtuální počítače budou dál běžet bez přerušení. Tento článek vysvětluje, jak funguje vnořená odolnost, obsahuje podrobné pokyny, jak začít, a odpovědi na nejčastější dotazy.
Než začnete
Zvažte vnořenou odolnost, pokud:
- Váš cluster používá jeden z těchto operačních systémů: Azure Stack HCI, verze 21H2, Azure Stack HCI, verze 20H2, Windows Server 2022 nebo Windows Server 2019; a
- Váš cluster má přesně dva uzly serveru.
Vnořenou odolnost nemůžete použít, pokud:
- Váš cluster používá Windows Server 2016; nebo
- Váš cluster má pouze jeden uzel serveru nebo má tři nebo více uzlů serveru.
Proč vnořená odolnost
Svazky, které používají vnořenou odolnost, můžou zůstat online a přístupné i v případě, že dojde k několika selháním hardwaru najednou, na rozdíl od klasické obousměrné odolnosti zrcadlení . Pokud například dojde k selhání dvou jednotek současně nebo když server selže a jednotka selže, svazky, které používají vnořenou odolnost, zůstanou online a přístupné. U hyperkonvergované infrastruktury se tím zvyšuje doba provozu aplikací a virtuálních počítačů; pro úlohy souborového serveru to znamená, že uživatelé mají k souborům nepřerušený přístup.
Kompromisem je, že vnořená odolnost má nižší efektivitu kapacity než klasické dvoucestné zrcadlení, což znamená, že dostanete mírně méně využitelné místo. Podrobnosti najdete v části Efektivita kapacity v následující části.
Jak to funguje
Tato část obsahuje pozadí o vnořené odolnosti pro Prostory úložiště s přímým přístupem a popisuje dvě nové možnosti odolnosti a jejich efektivitu kapacity.
Inspirace: RAID 5+1
RAID 5+1 je zavedená forma odolnosti distribuovaného úložiště, která poskytuje užitečné pozadí pro pochopení vnořené odolnosti. V raidu 5+1 je v rámci každého serveru zajištěna místní odolnost raid-5 nebo jedinou paritou, aby byla zajištěna ochrana před ztrátou jakékoli jedné jednotky. Další odolnost pak poskytuje RAID-1 nebo obousměrné zrcadlení mezi těmito dvěma servery, které chrání před ztrátou obou serverů.
Možnosti odolnosti
Prostory úložiště s přímým přístupem v Azure Stack HCI a Windows Serveru nabízí dvě možnosti odolnosti implementované v softwaru bez nutnosti specializovaného hardwaru RAID:
Vnořené dvoucestné zrcadlo. V rámci každého serveru je místní odolnost poskytována obousměrným zrcadlením a další odolnost je poskytována obousměrným zrcadlením mezi těmito dvěma servery. Jedná se v podstatě o čtyřcestné zrcadlení se dvěma kopiemi na každém serveru, který se nachází na různých fyzických discích. Vnořené dvoucestné zrcadlení poskytuje nekompromisní výkon: zápisy se přecházejí do všech kopií a čtení pocházejí z libovolné kopie.
Vnořená parita akcelerovaná zrcadlem Zkombinujte vnořené obousměrné zrcadlení z předchozího obrázku s vnořenou paritou. V rámci každého serveru poskytuje místní odolnost většiny dat aritmetické aritmetické bitové parity, s výjimkou nových nedávných zápisů, které používají obousměrné zrcadlení. Poté je další odolnost všech dat poskytována obousměrným zrcadlením mezi servery. Nové zápisy do svazku přejdou na zrcadlovou část se dvěma kopiemi na samostatných fyzických discích na každém serveru. Vzhledem k tomu, že zrcadlová část svazku vyplní na každém serveru, nejstarší data se převedou a uloží na paritu na pozadí. V důsledku toho má každý server data pro svazek ve dvoucestné zrcadle nebo v jedné struktuře parity. Podobá se tomu, jak funguje zrcadlově akcelerovaná parita – rozdíl spočívá v tom, že zrcadleně akcelerovaná parita vyžaduje čtyři servery v clusteru a fondu úložiště a používá jiný paritní algoritmus.
Efektivita kapacity
Efektivita kapacity je poměr využitelného místa a využití svazku. Popisuje režii na kapacitu přisouděnou odolnosti a závisí na zvolené možnosti odolnosti. Jako jednoduchý příklad je ukládání dat bez odolnosti 100% efektivní (1 TB dat zabírá 1 TB fyzické kapacity úložiště), zatímco obousměrné zrcadlení je 50% efektivní (1 TB dat zabírá 2 TB fyzické kapacity úložiště).
Vnořené dvoucestné zrcadlo zapisuje čtyři kopie všeho. To znamená, že k ukládání 1 TB dat potřebujete 4 TB fyzické kapacity úložiště. I když je jeho jednoduchost atraktivní, vnořená obousměrná zrcadla efektivita kapacity 25 % je nejnižší z jakékoli možnosti odolnosti v Prostory úložiště s přímým přístupem.
Vnořená zrcadlově akcelerovaná parita dosahuje vyšší efektivity kapacity přibližně 35 %-40 %, která závisí na dvou faktorech: počtu jednotek kapacity na každém serveru a kombinaci zrcadlení a parity, kterou pro svazek zadáte. Tato tabulka poskytuje vyhledávání pro běžné konfigurace:
Jednotky kapacity na server 10% zrcadlo Zrcadlo 20 % Zrcadlo 30 % 4 35.7% 34.1% 32.6% 5 37.7% 35.7% 33.9% 6 39.1% 36.8% 34.7% 7+ 40.0% 37.5% 35.3% Následuje příklad úplné matematiky. Předpokládejme, že máme na každém ze dvou serverů šest kapacitních jednotek a chceme vytvořit jeden 100GB svazek složený ze zrcadlení 10 GB a 90 GB parity. Dvoucestné zrcadlení místního serveru je 50,0 % efektivní, což znamená, že 10 GB zrcadlových dat zabírá 20 GB k uložení na každém serveru. Zrcadlené na oba servery, jeho celková stopa je 40 GB. Jednoúčelová parita místního serveru je v tomto případě 5/6 = 83,3 % efektivní, což znamená, že 90 GB paritních dat přijímá 108 GB pro ukládání na každém serveru. Zrcadlené na obou serverech, jeho celková stopa je 216 GB. Celková stopa je tedy [(10 GB / 50,0 %) + (90 GB / 83,3 %)] × 2 = 256 GB, pro celkovou efektivitu kapacity 39,1 %.
Všimněte si, že efektivita kapacity klasických obousměrných zrcadlení (přibližně 50 %) a vnořená parita akcelerované zrcadlem (až 40 %) se příliš neliší. V závislosti navašichch Zvolíte odolnost jednotlivých svazků, takže můžete kombinovat vnořené svazky odolnosti a klasické obousměrné zrcadlené svazky v rámci stejného clusteru.
Vytváření vnořených svazků odolnosti
Pomocí známých rutin úložiště v PowerShellu můžete vytvářet svazky s vnořenou odolností, jak je popsáno v následující části.
Krok 1: Vytvoření šablon vrstev úložiště (jenom Windows Server 2019)
Windows Server 2019 vyžaduje, abyste před vytvořením svazků vytvořili nové šablony vrstev úložiště pomocí New-StorageTier rutiny. Stačí to udělat jenom jednou a pak na každý nový svazek, který vytvoříte, můžete odkazovat na tyto šablony.
Poznámka:
Pokud používáte Windows Server 2022, Azure Stack HCI 21H2 nebo Azure Stack HCI 20H2, můžete tento krok přeskočit.
-MediaType Zadejte kapacitní jednotky a volitelně také požadovanou kapacitu-FriendlyName. Neupravujte jiné parametry.
Pokud jsou například disky s kapacitou pevné disky (HDD), spusťte PowerShell jako správce a spusťte následující rutiny.
Vytvoření vrstvy NestedMirror:
New-StorageTier -StoragePoolFriendlyName S2D* -FriendlyName NestedMirrorOnHDD -ResiliencySettingName Mirror -MediaType HDD -NumberOfDataCopies 4
Vytvoření vrstvy NestedParity:
New-StorageTier -StoragePoolFriendlyName S2D* -FriendlyName NestedParityOnHDD -ResiliencySettingName Parity -MediaType HDD -NumberOfDataCopies 2 -PhysicalDiskRedundancy 1 -NumberOfGroups 1 -FaultDomainAwareness StorageScaleUnit -ColumnIsolation PhysicalDisk
Pokud jsou disky ssd (Solid-State Drive), nastavte -MediaType místo toho hodnotu SSD na hodnotu a změňte hodnotu -FriendlyName na *OnSSD. Neupravujte jiné parametry.
Tip
Ověřte, že Get-StorageTier se úrovně úspěšně vytvořily.
Krok 2: Vytvoření vnořených svazků
Vytvořte nové svazky pomocí rutiny New-Volume .
Vnořené dvoucestné zrcadlo
Pokud chcete použít vnořené dvoucestné zrcadlení, nastavte šablonu
NestedMirrorvrstvy a zadejte velikost. Příklad:New-Volume -StoragePoolFriendlyName S2D* -FriendlyName Volume01 -StorageTierFriendlyNames NestedMirrorOnHDD -StorageTierSizes 500GBPokud jsou vaše jednotky kapacity jednotky SSD (Solid-State Drive), změňte
-StorageTierFriendlyNamesna*OnSSD.Vnořené zrcadlené parity
Pokud chcete použít vnořenou zrcadleně akcelerovanou paritu, odkazujte na
NestedMirrorNestedParityšablony i šablony vrstev a určete dvě velikosti, jednu pro každou část svazku (zrcadlení první, parita druhé). Pokud například chcete vytvořit jeden svazek o velikosti 500 GB, který je 20% vnořený dvoucestný zrcadlový a 80% vnořený parita, spusťte:New-Volume -StoragePoolFriendlyName S2D* -FriendlyName Volume02 -StorageTierFriendlyNames NestedMirrorOnHDD, NestedParityOnHDD -StorageTierSizes 100GB, 400GBPokud jsou vaše jednotky kapacity jednotky SSD (Solid-State Drive), změňte
-StorageTierFriendlyNamesna*OnSSD.
Krok 3: Pokračování v Centru pro správu Windows
Svazky, které používají vnořenou odolnost, se zobrazí v Centru pro správu Windows s jasným popiskem, jako na následujícím snímku obrazovky. Jakmile jsou vytvořené, můžete je spravovat a monitorovat pomocí Centra pro správu Windows stejně jako jakýkoli jiný svazek v Prostory úložiště s přímým přístupem.
Volitelné: Rozšíření na jednotky mezipaměti
S výchozím nastavením chrání vnořená odolnost proti ztrátě více kapacitních jednotek najednou nebo jeden server a jedna jednotka kapacity současně. Pokud chcete tuto ochranu rozšířit na jednotky mezipaměti, je potřeba vzít v úvahu další aspekty: protože jednotky mezipaměti často poskytují ukládání do mezipaměti pro více kapacitních jednotek, jediný způsob, jak zajistit, abyste mohli tolerovat ztrátu jednotky mezipaměti, když je druhý server mimo provoz, není zápis do mezipaměti, ale to má vliv na výkon.
Pokud chcete tento scénář vyřešit, Prostory úložiště s přímým přístupem nabízí možnost automatického zakázání ukládání do mezipaměti zápisu, když je jeden server v clusteru se dvěma servery mimo provoz, a po zálohování serveru znovu povolit ukládání do mezipaměti zápisu. Pokud chcete povolit rutinní restartování bez dopadu na výkon, ukládání do mezipaměti zápisu není zakázané, dokud server nebude po dobu 30 minut vypnutý. Po zakázání ukládání do mezipaměti pro zápis se obsah mezipaměti zápisu zapíše do kapacitních zařízení. Po tom může server tolerovat zařízení mezipaměti, které selhalo na online serveru, i když čtení z mezipaměti může být zpožděné nebo selžou, pokud zařízení mezipaměti selže.
Poznámka:
U fyzického systému všech mezipamětí (jeden typ média) nemusíte zvážit automatické zakázání ukládání do mezipaměti při výpadku jednoho serveru v clusteru se dvěma servery. Musíte to vzít v úvahu pouze s mezipamětí vrstvy sběrnice úložiště (SBL), která se vyžaduje jenom v případě, že používáte pevné disky.
(Volitelné) Pokud chcete ukládání do mezipaměti automaticky zakázat, když je jeden server v clusteru se dvěma servery mimo provoz, spusťte PowerShell jako správce a spusťte:
Get-StorageSubSystem Cluster* | Set-StorageHealthSetting -Name "System.Storage.NestedResiliency.DisableWriteCacheOnNodeDown.Enabled" -Value "True"
Jakmile je nastavená hodnota True, chování mezipaměti je:
| Situace | Chování mezipaměti | Může tolerovat ztrátu jednotky mezipaměti? |
|---|---|---|
| Oba servery vzhůru | Čtení a zápisy do mezipaměti, plný výkon | Ano |
| Server nefunguje, prvních 30 minut | Čtení a zápisy do mezipaměti, plný výkon | Ne (dočasně) |
| Po prvních 30 minutách | Jen čtení mezipaměti, ovlivněný výkon | Ano (po zápisu mezipaměti do kapacitních jednotek) |
Nejčastější dotazy
Najděte odpovědi na nejčastější dotazy týkající se vnořené odolnosti.
Můžu převést existující svazek mezi obousměrným zrcadlem a vnořenou odolností?
Ne, svazky nelze převést mezi typy odolnosti. V případě nových nasazení v Azure Stack HCI, Windows Serveru 2022 nebo Windows Serveru 2019 se předem rozhodněte, který typ odolnosti nejlépe vyhovuje vašim potřebám. Pokud upgradujete z Windows Serveru 2016, můžete vytvořit nové svazky s vnořenou odolností, migrovat data a pak odstranit starší svazky.
Můžu použít vnořenou odolnost s několika typy kapacitních jednotek?
Ano, stačí zadat -MediaType každou úroveň odpovídajícím způsobem během kroku 1 výše. Například s NVMe, SSD a HDD ve stejném clusteru poskytuje NVMe mezipaměť, zatímco druhá dvě poskytují kapacitu: nastavte NestedMirror úroveň na -MediaType SSD úroveň a vrstvu NestedParity na -MediaType HDD. V tomto případě efektivita kapacity parity závisí pouze na počtu jednotek HDD a potřebujete alespoň 4 z nich na server.
Můžu použít vnořenou odolnost se třemi nebo více servery?
Ne, používejte pouze vnořenou odolnost, pokud má váš cluster přesně dva servery.
Kolik jednotek potřebuji použít vnořenou odolnost?
Minimální počet jednotek požadovaných pro Prostory úložiště s přímým přístupem je čtyři jednotky kapacity na uzel serveru a dvě jednotky mezipaměti na uzel serveru (pokud existuje). Toto se nezmění od Windows Serveru 2016. Neexistuje žádný další požadavek na vnořenou odolnost a doporučení pro rezervovanou kapacitu se nezmění.
Mění vnořená odolnost způsob, jakým nahrazení jednotek funguje?
Ne.
Mění vnořená odolnost způsobu fungování nahrazení uzlů serveru?
Ne. Pokud chcete nahradit uzel serveru a jeho jednotky, postupujte podle tohoto pořadí:
- Vyřazení jednotek na serveru pro odchozí poštu
- Přidání nového serveru s jeho jednotkami do clusteru
- Fond úložiště obnoví rovnováhu.
- Odebrání serveru pro odchozí poštu a jeho jednotek
Podrobnosti najdete v článku Odebrání serverů .