Обзор Локальных дисковых пространств

Статья
11/23/2024

Область применения: Azure Stack HCI, версии 22H2 и 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016

Внимание

Azure Stack HCI теперь является частью Azure Local. Выполняется переименование документации по продукту. Однако старые версии Azure Stack HCI, например 22H2, будут продолжать ссылаться на Azure Stack HCI и не отражают изменение имени. Подробнее.

Локальные дисковые пространства — это функция Azure Stack HCI и Windows Server, которая позволяет кластеризации серверов с внутренним хранилищем в программно-определяемое решение.

В этой статье представлен обзор Локальные дисковые пространства, как он работает, когда он используется, и его ключевые преимущества. Вы также можете изучить видео и реальные истории клиентов в этой статье, чтобы узнать больше о Локальные дисковые пространства.

Чтобы приступить к работе, попробуйте Локальные дисковые пространства в Microsoft Azure или скачайте 180-дневную ознакомительную копию Windows Server из оценки Windows Server. Сведения о минимальных требованиях к оборудованию для Локальные дисковые пространства в Windows Server и Azure Stack HCI см. в разделе "Требования к системе" для Windows Server и "Системные требования" для Azure Stack HCI соответственно. Сведения о развертывании Локальные дисковые пространства в составе Azure Stack HCI см. в статье "Развертывание операционной системы Azure Stack HCI".

Что такое Локальные дисковые пространства?

Локальные дисковые пространства — это программное решение для хранения, которое позволяет совместно использовать ресурсы хранилища в конвергентной и гиперконвергентной ИТ-инфраструктуре. Он позволяет объединить внутренние диски хранилища в кластере физических серверов (2 и до 16) в программно определенный пул хранилища. В этом пуле носителей есть кэш, уровни, устойчивость и стирание кода для столбцов — все настроенные и управляемые автоматически.

Вы можете масштабировать емкость хранилища кластера, добавив дополнительные диски или добавив в кластер больше серверов. Локальные дисковые пространства автоматически подключить новые диски и перебалансирует пул носителей. Кроме того, он автоматически использует самый быстрый носитель хранилища для предоставления встроенного и постоянного кэша.

Локальные дисковые пространства — это базовая технология Azure Stack HCI, версии 21H2 и 20H2. Она также включена в выпуски Центра обработки данных Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server Insider Preview Builds и Выпуск Windows Server 2022.

Вы можете развернуть Локальные дисковые пространства в кластере физических серверов или на гостевых кластерах виртуальных машин. При развертывании его в гиперконвергентном кластере физических серверов рекомендуется использовать серверы Azure Stack HCI. Сведения о развертывании Локальные дисковые пространства в составе Azure Stack HCI см. в статье "Развертывание операционной системы Azure Stack HCI".

Развертывание Локальные дисковые пространства в гостевых кластерах виртуальных машин предоставляет виртуальное общее хранилище по набору виртуальных машин поверх частного или общедоступного облака. В рабочих средах это развертывание поддерживается только в Windows Server. Сведения о развертывании Локальные дисковые пространства на гостевых кластерах виртуальных машин в Windows Server см. в разделе "Использование Локальные дисковые пространства в кластерах гостевых виртуальных машин".

Только для тестирования и оценки можно развернуть Локальные дисковые пространства в гостевых кластерах виртуальных машин в средах тестирования Azure Stack HCI. Сведения о развертывании в тестовых средах Azure Stack HCI см. в руководстве по созданию лаборатории на основе виртуальных машин для Azure Stack HCI.

Принцип работы

Локальные дисковые пространства применяет множество функций в Windows Server, таких как отказоустойчивая кластеризация, файловая система общего тома кластера (CSV), блок сообщений сервера (SMB) 3 и дисковые пространства. В нем также представлена новая технология, называемая шиной хранения программного обеспечения.

Локальные дисковые пространства создает программное решение для хранения, сочетая внутренние диски хранилища в кластере отраслевых серверов уровня "Стандартный". Начните с подключения серверов с внутренними дисками хранилища через Ethernet для формирования кластера— не требуется специального кабеля или структуры хранилища. При включении Локальные дисковые пространства в этом кластере он объединяет диски хранилища с каждого из этих серверов в один программно-определенный пул виртуального общего хранилища.

Затем вы создаете тома из этого пула хранилища, в который можно хранить данные. Эти тома запускают файловую систему CSV. Это означает, что на каждом сервере эти тома выглядят и действуют так, как если бы они были подключены локально. Благодаря встроенной отказоустойчивости в этих томах данные остаются в сети и доступны, даже если диск завершается сбоем, или весь узел переходит в автономный режим.

В этих томах можно разместить файлы, такие как VHD и VHDX для виртуальных машин. Кластер, работающий Локальные дисковые пространства, можно использовать следующим образом:

Масштабируемый файловый сервер (SoFS) путем предоставления томов по сети в виде общих папок SMB3.
Гиперконвергированная система, включив Hyper-V в кластере и разместив виртуальные машины непосредственно на вершине томов.

В следующем разделе описываются функции и компоненты стека Локальные дисковые пространства.

Оборудование для сетевого взаимодействия. Для обмена данными между серверами локальные дисковые пространства используют протокол SMB3, включая SMB Direct и SMB Multichannel, работающий через Ethernet. Настоятельно рекомендуется использовать 10+ GbE с удаленным доступом к памяти (RDMA), iWARP или RoCE.

Оборудование хранилища. Локальные дисковые пространства требуется 2 и до 16 серверов, утвержденных Корпорацией Майкрософт, с прямым подключением SATA, SAS, NVMe или дисков постоянной памяти, физически подключенных к одному серверу. Каждый сервер должен иметь по крайней мере два твердотельных диска и по крайней мере четыре дополнительных диска. Устройства SATA и SAS должны располагаться за адаптером шины (HBA) и расширителем SAS.

Отказоустойчивая кластеризация. Локальные дисковые пространства использует встроенную функцию кластеризации Azure Stack HCI и Windows Server для подключения к серверам.

Шина Software Storage Bus. Шина хранилища программного обеспечения охватывает кластер и устанавливает программно-определяемую структуру хранилища, в которой все серверы могут видеть все локальные диски друг друга. Это можно рассматривать как замену дорогостоящим и ограниченным в своих возможностях подключениям Fibre Channel или Shared SAS.

Кэш уровня шины хранилища. Шина хранения программного обеспечения динамически привязывает самые быстрые диски (например, SSD) к более медленным дискам (например, HDD), чтобы обеспечить кэширование на стороне сервера, которое ускоряет операции ввода-вывода и повышает пропускную способность.

Пул носителей. Коллекция дисков, образующих основу дисковые пространства, называется пулом носителей. Он создается автоматически, и все соответствующие диски автоматически обнаруживаются и добавляются в него. Мы настоятельно рекомендуем использовать один пул носителей в каждом кластере с параметрами по умолчанию. Дополнительные сведения о пуле носителей см . в блоге о глубоком изучении пула носителей.

Дисковые пространства. дисковые пространства обеспечивает отказоустойчивость для виртуальных дисков с помощью зеркального отображения, стирания кода или обоих. Их можно представить как распределенный программно-определяемый массив RAID на основе дисков в пуле. В Локальные дисковые пространства эти виртуальные диски обычно имеют устойчивость к двум одновременным сбоям диска или сервера (например, 3-способное зеркальное отображение с каждым копированием данных на другом сервере), хотя корпус и отказоустойчивость стойки также доступна.

Resilient File System (ReFS). ReFS — это файловая система с превосходными возможностями, предназначенная специально для виртуализации. Он включает в себя драматические ускорения для операций с файлами VHDX, таких как создание, расширение и слияние контрольных точек, а также встроенные контрольные суммы для обнаружения и исправления ошибок. В нем также представлены уровни реального времени, которые сменяют данные между "горячими" и "холодными" уровнями хранилища в режиме реального времени на основе использования.

Общие тома кластера. Файловая система CSV объединяет все тома ReFS в единое пространство имен, доступное через любой сервер. На каждом сервере каждый том выглядит и действует так, как он подключен локально.

Масштабируемый файловый сервер. Этот окончательный уровень необходим только в конвергентных развертываниях. Он предоставляет удаленный доступ к файлам с помощью протокола доступа SMB3 к клиентам, таким как другой кластер с Hyper-V через сеть, эффективно превращая Локальные дисковые пространства в подключенное к сети хранилище (NAS).

Ключевые преимущества

Локальные дисковые пространства предлагает следующие ключевые преимущества:

Изображения	Description
	Простота. Переход от отраслевых серверов под управлением Windows Server или Azure Stack HCI до первого Локальные дисковые пространства кластера в течение 15 минут. Пользователи System Center могут выполнить развертывание, установив один флажок.
	Высокая производительность. Независимо от того, все ли флэш-память или гибридная среда, Локальные дисковые пространства может превышать 13,7 миллиона операций ввода-вывода в секунду на сервер. Встроенная гипервизорная архитектура Локальные дисковые пространства обеспечивает согласованную, низкую задержку, встроенный кэш чтения и записи и поддержку передовых дисков NVMe, подключенных непосредственно на шине PCIe.
	Отказоустойчивость. Встроенные средства отказоустойчивости обрабатывают сбои дисков, серверов или компонентов, обеспечивая непрерывную доступность. В более масштабных развертываниях можно также настроить отказоустойчивость шасси и стоек. При сбое оборудования просто отключите его: программное обеспечение восстановит работоспособность самостоятельно, без выполнения сложных действий по управлению.
	Эффективность ресурсов. Стирание кода обеспечивает более высокую эффективность хранения до 2,4 раза с уникальными инновациями, такими как локальные коды восстановления и уровни реального времени ReFS, чтобы расширить эти преимущества на жестких дисках и смешанных горячих или холодных рабочих нагрузках, а также свести к минимуму потребление ЦП, чтобы предоставить ресурсы обратно в то место, где они необходимы больше всего — виртуальным машинам.
	Управляемость. Используйте элементы управления качеством обслуживания хранилища, чтобы обеспечить доступность виртуальных машин с минимальными и максимальными ограничениями операций ввода-вывода в секунду на виртуальную машину. Служба работоспособности обеспечивает непрерывный встроенный мониторинг и оповещения. Новые API позволяют легко собирать метрики производительности и емкости на уровне кластера.
	Масштабируемость. Перейдите до 16 серверов и более 400 дисков, до 4 петабайт (4 000 терабайт) хранилища на кластер. Чтобы увеличить масштаб, добавьте дополнительные диски или добавьте дополнительные серверы; Локальные дисковые пространства автоматически подключены новые диски и начинают использовать их. Эффективность и производительность хранилища повышают предсказуемость при масштабировании.

Сценарии использования

Локальные дисковые пространства — это базовая технология Azure Stack HCI и Windows Server. Он предоставляет идеальное решение для сетевого хранилища, если вы хотите:

Масштабирование или масштабирование емкости сетевого хранилища. Вы можете добавить дополнительные диски или добавить дополнительные серверы для расширения емкости сетевого хранилища, сохраняя защиту и доступность данных. Если диск в пуле носителей завершается сбоем или весь узел переходит в автономный режим, все данные остаются в сети и доступны.
Совместное использование одного набора данных из разных расположений одновременно. Пул носителей, который Локальные дисковые пространства создает и действует как сетевая папка. Пользователи сети могут получать доступ к сохраненным данным в любое время из любого расположения, не беспокоясь о физическом расположении их сохраненных данных.
Используйте сочетание носителей хранилища. С помощью Локальные дисковые пространства можно объединить различные типы носителей хранилища в кластере серверов для формирования программно-определенного пула носителей. Программное обеспечение автоматически решает, какие носители следует использовать на основе данных — активные данные на более быстрых носителях и других редко используемых данных на медленном носителе.

Параметры развертывания

Локальные дисковые пространства поддерживает следующие два варианта развертывания:

Гиперконвергентное
Схождение выполнено

Примечание.

Azure Stack HCI поддерживает только гиперконвергентное развертывание.

Развертывание с гиперконвергентным

В гиперконвергентном развертывании используется один кластер как для вычислений, так и для хранения. Параметр развертывания с гиперконвергентным сервером запускает виртуальные машины Hyper-V или базы данных SQL Server непосредственно на серверах, предоставляющих хранилище, сохраняя их файлы на локальных томах. Это устраняет необходимость настройки доступа к файловому серверу и разрешений, что, в свою очередь, снижает затраты на оборудование для небольших и средних бизнес-развертываний и удаленных или филиалов. Сведения о развертывании Локальные дисковые пространства в Windows Server см. в статье "Развертывание Локальные дисковые пространства в Windows Server". Сведения о развертывании Локальные дисковые пространства в составе Azure Stack HCI см. в статье "Что такое процесс развертывания для Azure Stack HCI?

Конвергентное развертывание

В конвергентном развертывании используются отдельные кластеры для хранения и вычислений. Вариант конвергентного развертывания, также известный как "дезагрегированные", слои масштабируемого файлового сервера (SoFS) на вершине Локальные дисковые пространства для предоставления подключенного к сети хранилища по общим папкам SMB3. Это позволяет масштабировать вычислительные ресурсы и рабочие нагрузки независимо от кластера хранилища, необходимые для крупномасштабных развертываний, таких как Hyper-V IaaS (инфраструктура как услуга) для поставщиков услуг и предприятий.

Управление и мониторинг

Для управления и мониторинга Локальные дисковые пространства можно использовать следующие средства:

Имя.	Графическая или командная строка?	Платные или включенные?
Windows Admin Center;	Графический	в составе
диспетчер сервера и диспетчер отказоустойчивости кластеров	Графический	в составе
Windows PowerShell	Командная строка	в составе
System Center диспетчер виртуальных машин (SCVMM) & Operations Manager	Графический	Платный

Видео

обзор Локальные дисковые пространства (5 минут)

Локальные дисковые пространства в Microsoft Ignite 2018 (1 час)

Локальные дисковые пространства в Microsoft Ignite 2017 (1 час)

событие запуска Локальные дисковые пространства в Microsoft Ignite 2016 (1 час)

Истории клиентов

Существует более 10 000 кластеров по всему миру, работающих Локальные дисковые пространства. Организации всех размеров, от малого бизнеса, развертывающих всего два узла, для крупных предприятий и правительств, развертывающих сотни узлов, зависят от Локальные дисковые пространства для критически важных приложений и инфраструктуры.

Посетите Microsoft.com/HCI , чтобы прочитать свои истории.

Поделиться через