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Windows 8 平台存储 – 第 1 部分

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原文链接：https://blogs.technet.com/b/server-cloud/archive/2011/11/23/windows-8-platform-storage-part-1.aspx

中小型企业、大型企业和商业托管服务提供商，各种规模的企业都有永不满足的存储需求。在 Windows Server 8 中，我们投入了大量精力和资金打造最经济高效的平台，以支持可扩展和持续可用的数据访问。此博客概述了我们对平台存储投资的理由。此外，我们将快速介绍在 Windows Server 8 中所提供的一些更重要的平台存储增强，后续的博客（Windows 8 平台存储 - 第 2 部分）将完成该介绍。

我们的客户已经非常简明地阐述了他们的存储需求：

(a) 保证数据的完整性

(b) 确保服务的可用性

(c) 使存储基础架构的资本投资所产生的价值最大化

(d) 使存储管理的复杂性和相关的日常运营成本最小化

下列假设构成了我们在 Windows Server 8 中的功能增强的基础，以解决上述的需求：
(a) 通过在该平台中提供一组更丰富的存储虚拟化功能，可以成功地将不同的客户工作负载子集部署在经济高效的行业标准（商品）存储组件上。

(b) 存储厂商非常努力地使他们的组件更强大。然而，由于越来越依赖于商品存储基础架构，存储组件的部分或完全故障是预料之中的。尽管存在这样的故障，仍然必须保持数据的完整性以及服务的正常运行时间。

(c) 随着存储需求不断扩展，企业部署了更多存储基础架构。在大规模的存储基础架构中，存储组件故障成为“常规”，并且这些组件故障的处理必须非常简单，不会增加复杂性。

(d) 最大化所有已部署存储容量的利用率，从而遏制已部署存储的增长速度，并因此减少额外的资本支出的需要。

(e) 有些客户为其数据中心内的关键任务工作负载部署功能非常强大的“外部存储阵列”，并因此承受巨额的资本开支。我们与合作伙伴的联合创新，以及 Windows 与这些复杂存储阵列的深度整合，为这样的客户带来了显著的附加价值。

(f) 在 Windows 中有一组统一且丰富的存储管理功能，可以支持多计算机的异构存储管理，这些功能将降低存储管理的复杂性和相关的运营成本，同时提高组织的敏捷性和灵活性。

Windows Server 8 平台存储增强的以下子集针对的是前面所述的目标：

  • 提高商品存储上的 NTFS 元数据的完整性 – 从 Windows 8 开始，NTFS 已得到改进，对于需要写入顺序以确保文件系统元数据的完整性的所有操作，只需使用“flush”命令代替“强制单元访问”（即，连续写入）。此增强功能可以降低因商品硬盘驱动器意外断电而造成元数据不一致的可能性，同时使磁盘在安全的条件下可以缓存相关的数据。因此，可以更可靠地利用经济高效的行业标准 SATA 驱动器。
  • 通过在线文件系统扫描和修复，最大化 NTFS 的可用性 – 现在可以充满信心地部署非常大的卷（比如 64TB），而不必担心与文件系统检查/修复操作相关的服务中断。Windows 8 执行在线损坏扫描、在线识别磁盘上的文件系统数据结构的错误状态和在线修复。Windows 8 现在只有在绝对需要时才产生文件系统停机时间，并且这样的停机时间仅与（在线）检测到损坏的特定数量成正比。所有这些增强功能一起提供了大幅延长的 NTFS 的正常运行时间。下图对比了在 Windows Server2008 R2 和 Windows Server 8 之间检测和纠正一个 NTFS 损坏而产生的停机时间：

此外，该功能通过在群集部署中的群集共享卷集成得到增强，并且可管理性也通过 Action Center、Server Manager 的文件系统健康报告和 PowerShell 得到显著提高。

  • 存储空间 – Windows Server 8 提供了基于平台的强大存储虚拟化功能，使关键业务应用程序部署可以利用经济高效的商品存储硬件。引入了两个新概念：
    1. 存储池： 这些是容量聚合、管理和工作负载隔离的单元
    2. 空间（虚拟磁盘）： 从所有用户和应用程序的角度而言，其功能等同于物理磁盘，空间提供更多复杂功能，包括刚好及时的分配，以及物理磁盘故障的弹性

正如 Bill Laing 的文章中简单介绍的那样，存储空间使得从爱好者（比如 Bill）到企业和托管服务机构的多种客户都可以使用商品组件轻松地部署持续可用且经济高效的存储。存储空间的设计旨在实现高可扩展性，以支持从几 TB 到多个 PB 的各种部署。支持的磁盘连接选项包括 SATA（串行 ATA）和 SAS（串行连接 SCSI）—— 预计后者在业务环境中将得到更广泛的利用。功能包括：

  • 通过精简配置和调整过的支持，实现最佳且灵活的存储利用率
  • 简单（弹性）的容量扩张 —— 只需将更多驱动器添加到池
  • 物理磁盘故障的弹性 —— 高性能镜像（2 或 3 个副本）或基于校验的冗余（带有综合日记）与迅速恢复以及集成的每池热备件结合。因此，尽管出现存储硬件故障，应用程序和相关服务依然可以继续运作。尽管出现介质故障，主动背景清理仍可以进一步帮助将停机的可能性降到最低。
  • 应用程序驱动的无缝纠错 —— 有些企业级应用程序照惯例保持数据校验和（或同等措施），使它们能够自动检测数据损坏。这样的应用程序现在被改进为（也可以）智能自动更正，从而无缝地从数据损坏中恢复。这通过一个 API 实现，它支持从一个由应用程序确定的“正确副本”渲染所有镜像的副本。
  • 池可以由异构的介质类型（SSD 或各种 HHD，如 15K RPM、10K RPM 或 7200 RPM）组成，空间分配可以针对特定的底层介质，以获得最佳性能。
  • 通过集成新的 Windows Storage Management API
         （请参阅 Windows 8 平台存储 – 第 2 部分）和完整的 PowerShell 支持实现简单管理。能够按每个池、每个空间委托管理，这可支持多租户部署。
  • 通过集成故障转移群集和群集共享卷，实现持续可用和扩展部署。请注意，群集部署要求固定的配置。

简而言之，存储空间在商品硬件上提供可扩展性、可用性、数据完整性和高性能，并且不会使您“破产”。

后续的博客文章（ Windows 8 平台存储 – 第 2 部分 ）将完成对 Windows 8 中部分值得关注的平台存储增强的介绍。在那之前，请让我们知道您对此处提及的即将推出的 Windows 8 功能的想法。

Rajeev Nagar

产品组项目经理 – Windows 存储与文件系统