Översikt över Storage Replica
Du kan använda Storage Replica i Windows Server för att replikera volymer mellan servrar eller kluster för haveriberedskap. Du kan också använda den för att skapa stretch-failoverkluster som spänner över två platser, vilket innebär att alla noder är synkroniserade.
Storage Replica stöder synkron och asynkron replikering:
- Synkron replikation speglar data inom en låglatens nätverksplats med kraschbeständiga volymer för att säkerställa noll dataförlust på filsystemnivå under ett fel.
- asynkron replikering speglar data över platser utanför storstadsområden via nätverkslänkar med högre svarstider, men utan någon garanti för att båda platserna har identiska kopior av data vid tidpunkten för ett potentiellt fel.
Varför ska jag använda Storage Replica?
Storage Replica erbjuder funktioner för haveriberedskap och beredskap vid katastrofer i Windows Server. Storage Replica i Windows Server ger dig ingen dataförlust, med möjlighet att synkront skydda data på olika rack, golv, byggnader, campus, län och städer. Efter ett haveri finns alla data någon annanstans utan risk för förlust. Samma sak gäller innan en katastrof . Storage Replica kan hjälpa dig att flytta arbetsbelastningar till säkra platser utan dataförlust före en katastrof när du har några ögonblicks varning.
Använd Storage Replica för en effektivare användning av flera datacenter. Genom att sträcka ut eller replikera kluster kan du köra arbetsbelastningar i flera datacenter för snabbare dataåtkomst av närliggande användare och program. Du får också bättre belastningsfördelning och användning av beräkningsresurser. Om ett haveri tar ett datacenter offline kan du tillfälligt flytta dess typiska arbetsbelastningar till den andra platsen.
När du implementerar Storage Replica kanske du kan avveckla befintliga filreplikeringssystem, till exempel DFS Replication, som har pressats i tjänst som enklare haveriberedskapslösningar. Även om DFS Replication fungerar bra över nätverk med låg bandbredd är svarstiden hög. Svarstiden i det scenariot mäts ofta i timmar eller dagar. Den höga svarstiden beror på dess krav på att filer stängs och dess artificiella begränsningar, som är avsedda att förhindra nätverksbelastning. Med dessa designegenskaper är de senaste och hetaste filerna i en DFS Replication-replik minst benägna att replikera.
Storage Replica fungerar under filnivån och har ingen av dessa begränsningar.
Storage Replica stöder också asynkron replikering för längre intervall och nätverk med högre svarstid. Eftersom det inte är baserat på kontrollpunkter utan istället replikeras kontinuerligt, tenderar mängden ändringar att vara mycket mindre än för produkter som är baserade på ögonblicksbilder.
Storage Replica fungerar på partitionsskiktet och replikerar därför alla VSS-ögonblicksbilder (Volume Shadow Copy Service) som Windows Server eller säkerhetskopieringsprogram skapar. Genom att använda VSS-ögonblicksbilder kan du få applikationskonsekventa dataögonblicksbilder för återställning vid en specifik tidpunkt, särskilt för ostrukturerade användardata som replikeras asynkront.
Konfigurationer som stöds
Du kan distribuera Storage Replica i ett stretchkluster, från kluster till kluster och i en server-till-server-konfiguration.
Replikering av stretchkluster
Använd stretchklusterreplikering för att replikera data mellan datorer och lagring i ett enda kluster. I det här scenariot delar vissa noder en uppsättning asymmetrisk lagring och vissa noder delar en annan uppsättning lagring. Sedan replikeras de synkront eller asynkront med platsmedvetenhet.
I replikering av stretchkluster med Storage Replica kan du använda lagringsutrymmen med delad Serial Attached SCSI (SAS)-lagring, SAN (Storage Area Network) LUN:er (Logical Unit Numbers) och iSCSI-anslutna LUN:er.
Du hanterar en utsträckt klusterkonfiguration med hjälp av PowerShell och det grafiska verktyget Klusterhanteraren för växling vid fel. Scenariot stöder automatisk failover av arbetsbelastning.
Följande bild visar lagringsreplikering i ett stretchkluster med hjälp av Storage Replica:
Replikering från kluster till kluster
I kluster-till-kluster-replikeringreplikeras ett kluster synkront eller asynkront med ett annat kluster.
I replikering från kluster till kluster i Storage Replica kan du använda Lagringsutrymmen Direkt, Lagringsutrymmen med delade SAS-lagring, SAN LUN:er och iSCSI-anslutna LUN:er.
Du hanterar en kluster-till-kluster-konfiguration med hjälp av Windows Admin Center och PowerShell. Konfigurationen kräver manuell åtgärd för failover.
Följande bild visar kluster-till-kluster-lagringsreplikering med hjälp av Storage Replica:
Replikering från server till server
server-till-server-replikering är synkron och asynkron replikering mellan två fristående servrar.
I det här scenariot kan du använda Lagringsutrymmen med delad SAS-lagring, SAN LUN, iSCSI-anslutna LUN och lokala enheter.
Du hanterar en server-till-server-konfiguration med hjälp av Windows Administrationscenter och PowerShell. Konfigurationen kräver manuella åtgärder för failover.
Följande bild visar server-till-server-lagringsreplikering med hjälp av Storage Replica:
Anmärkning
Du kan också konfigurera server-till-själv-replikering med hjälp av fyra separata volymer på en dator. Den här artikeln beskriver dock inte det här scenariot.
Funktioner för lagringsreplika
Storage Replica i Windows Server har följande funktioner:
Noll dataförlust och replikering på blocknivå. Med synkron replikering finns det ingen risk för dataförlust. Med replikering på blocknivå finns det ingen möjlighet till fillåsning.
Enkel distribution och hantering. Storage Replica har ett designmandat för enkel användning. Du kan använda Windows Admin Center för att skapa ett replikeringssamarbete mellan två servrar. Använd en intuitiv guide i det välbekanta verktyget Failover Cluster Manager för att distribuera stretchkluster.
Gäst och värd. Alla funktioner i Storage Replica exponeras i både virtualiserade gäst- och värdbaserade distributioner. Gäster kan replikera sina datavolymer även om de körs på virtualiseringsplattformar som inte är Windows eller i offentliga moln om Windows Server finns i gästmiljön.
SMB 3-baserad. Storage Replica använder den beprövade och mogna tekniken för Server Message Block (SMB) 3, som först släpptes i Windows Server 2012. Alla avancerade SMB-egenskaper, inklusive direktstöd för flera kanaler och SMB på RoCE-, iWARP- och InfiniBand RDMA-nätverkskort, är tillgängliga för Storage Replica.
Security. Till skillnad från många leverantörsprodukter har Storage Replica branschledande säkerhetsteknik bakad i. Den innehåller paketsignering, AES-128-GCM fullständig datakryptering, stöd för Intel AES-NI krypteringsacceleration och skydd mot man-in-the-middle-attacker genom integritet vid förautentisering. Storage Replica använder Kerberos AES256 för all autentisering mellan noder.
inledande synkronisering med höga prestanda. Storage Replica stöder sådd initial synkronisering, där en delmängd data redan finns på ett lagringsmål från äldre kopior, säkerhetskopior eller levererade diskar. Inledande replikering kopierar endast de olika blocken, vilket kan förkorta den inledande synkroniseringstiden och hindra data från att använda begränsad bandbredd. Blockkontrollsummaberäkning och aggregering i Storage Replica innebär att den inledande synkroniseringsprestandan endast begränsas av lagringshastigheten och nätverket.
Konsekvensgrupper. Skrivordning garanterar att program som SQL Server kan skriva till flera replikerade volymer och att data skrivs sekventiellt på målservern.
Användardelegering. Användare kan beviljas behörighet att hantera replikering utan att vara medlem i den inbyggda gruppen Administratörer på de replikerade noderna. Fördelen är att deras tillgång till orelaterade områden är begränsad.
Nätverksbegränsning. Du kan begränsa Lagringsreplik till enskilda nätverk per server och per replikerade volymer för att ge bandbredd för applikationer, säkerhetskopiering och hanteringsprogramvara.
Tunn etablering. Tunn provisionering i lagringsutrymmen och SAN-enheter stöds för att tillhandahålla nästan omedelbara initiala replikeringstider under många omständigheter. När den inledande replikeringen har initierats kan du inte krympa eller trimma volymen.
Komprimering. Storage Replica erbjuder komprimering för data som överförs via nätverket mellan käll- och målservrarna. Funktionen Komprimering av lagringsrepliker för dataöverföring stöds endast i Windows Server Datacenter: Azure Edition som börjar med OS-version 20348.1070 och senare (KB5017381).
Storage Replica innehåller följande funktioner:
| Egenskap | Detaljer |
|---|---|
| Typ | Värdbaserad |
| Synkroniserad | Ja |
| Asynkron | Ja |
| Oberoende av lagringsmaskinvara | Ja |
| Replikeringsenhet | Volym (partition) |
| Skapa stretchkluster i Windows Server | Ja |
| Replikering från server till server | Ja |
| Replikering mellan kluster | Ja |
| Transport | SMB3 |
| Nätverk | TCP/IP eller RDMA |
| Stöd för nätverksbegränsningar | Ja |
| Nätverkskomprimering | Ja** |
| RDMA* | iWARP, InfiniBand, RoCE v2 |
| Brandväggskrav för nätverksport för replikering | Enskild IANA-port (TCP 445 eller 5445) |
| Multipath/Multichannel | Ja (SMB 3) |
| Kerberos-stöd | Ja (SMB 3) |
| Kryptering och signering över nätverk | Ja (SMB 3) |
| Omkopplingar per volym tillåts | Ja |
| Stöd för tunnetablerad lagring | Ja |
| Hanteringsgränssnittets inkorg | PowerShell, Manager för felövergångskluster |
* Kan kräva extra långdistansutrustning och kablar.
** När du använder Windows Server Datacenter: Azure Edition som börjar med OS build 20348.1070.
Krav för Storage Replica
Active Directory Domain Services-forest.
Lagringsutrymmen med serieansluten SCSI (SAS) "bara en hög med disk" (JBOD), Storage Spaces Direct, ett Fibre Channel Storage Area Network (FC SAN), en delad virtuell hårddisk v2 (VHDX), ett iSCSI-mål, eller lokal SAS-, SCSI- eller SATA-lagring (Serial Advanced Technology Attachment). Vi rekommenderar SSD (Solid State Drive) eller snabbare för replikeringsloggenheter. Vi rekommenderar att du använder logglagring som är snabbare än din datalagring. Loggvolymer får aldrig användas för andra arbetsbelastningar.
Minst en Ethernet-/TCP-anslutning på varje server för synkron replikering, men RDMA (Remote Direct Memory Access) är att föredra.
Minst 2 GB RAM-minne och två kärnor per server.
Ett nätverk mellan servrar med tillräckligt med bandbredd för att innehålla din skrivarbetsbelastning för indata/utdata (I/O) och ett genomsnitt på 5 ms svarstid för tur och retur eller mindre för synkron replikering. Asynkron replikering har ingen svarstidsrekommendation.
Windows Server Datacenter eller Windows Server Standard. Lagringsreplik som körs på Windows Server Standard har följande begränsningar:
- Du måste använda Windows Server 2019 eller senare.
- Storage Replica replikerar en enskild volym i stället för ett obegränsat antal volymer.
- Volymer kan ha en storlek på upp till 2 TB i stället för obegränsad storlek.
Bakgrund
Det här avsnittet innehåller information om branschvillkor på hög nivå, synkron och asynkron replikering samt viktiga beteenden.
Branschvillkor på hög nivå
Katastrofåterställning avser en beredskapsplan för att verksamheten ska fortsätta fungera efter återhämtning från platskatastrofer. Datakatastrofåterställning innebär att flera kopior av produktionsdata lagras på en separat fysisk plats. Ett exempel är ett stretchkluster, där hälften av noderna finns på en plats och hälften finns på en annan plats. Katastrofberedskap avser en beredskapsplan för förebyggande flytt av arbetsbelastningar till en annan plats före en kommande katastrof, till exempel en orkan.
serviceavtal (SLA) definiera tillgängligheten för ett organisationsprogram och deras tolerans för stilleståndstid och dataförlust under planerade och oplanerade avbrott. Mål för återställningstid (RTO) definierar hur länge företaget kan tolerera total otillgänglighet för data. Mål för återställningspunkt (RPO) definierar hur mycket data företaget har råd att förlora.
Synkroniserad replikering
Synkron replikering garanterar att programmet skriver data till två platser samtidigt innan I/O-åtgärden slutförs. Den här replikeringen är mer lämplig för verksamhetskritiska data eftersom den kräver nätverks- och lagringsinvesteringar, och den riskerar försämrad programprestanda genom att utföra skrivningar på två platser.
När programskrivningar sker på källdatakopian bekräftar inte den ursprungliga lagringen I/O omedelbart. I stället replikeras dessa dataändringar till fjärrmålkopian och returnerar en bekräftelse. Först då får programmet I/O-bekräftelsen. Den här sekvensen säkerställer konstant synkronisering av fjärrplatsen med källplatsen, vilket i praktiken utökar lagrings-I/Os i nätverket. Om ett källplatsfel inträffar kan program redundansväxla till fjärrplatsen och återuppta sina åtgärder med säkerhet om ingen dataförlust.
| Mode | Diagram | Steg |
|---|---|---|
|
synkronisk Noll dataförlust RPO |
|
1. Programmet skriver data. 2. Loggdata skrivs och data replikeras till fjärrplatsen. 3. Loggdata skrivs på fjärrplatsen. 4. Bekräftelse tas emot från fjärrplatsen. 5. Programskrivning är bekräftad. t & t1 : Data som töms till volymen, loggar skrivs alltid igenom |
Asynkron replikering
asynkron replikering innebär att när programmet skriver data replikeras data till fjärrplatsen utan omedelbara bekräftelsegarantier. Det här läget ger snabbare svarstid till programmet och en haveriberedskapslösning som fungerar geografiskt.
När programmet skriver data samlar replikeringsmotorn in skrivningen och bekräftar den omedelbart för programmet. De insamlade data replikeras sedan till fjärrplatsen. Fjärrnoden bearbetar kopian av data och bekräftar gradvis mottagandet tillbaka till källkopian. Eftersom replikeringsprestanda inte längre finns i programmets I/O-sökväg är fjärrplatsens svarstider och avstånd mindre viktiga faktorer. Det finns risk för dataförlust om källdata går förlorade och målkopian av data fortfarande var i buffertläge utan att lämna källan.
Med ett RPO som är högre än noll är asynkron replikering mindre lämplig för lösningar med hög tillgänglighet som redundanskluster eftersom de är utformade för kontinuerlig drift med redundans och ingen dataförlust.
| Mode | Diagram | Steg |
|---|---|---|
|
asynkron Nästan noll dataförlust (beror på flera faktorer) RPO |
|
1. Programmet skriver data. 2. Loggdata skrivs. 3. Programskrivning bekräftas. 4. Data replikeras till fjärrplatsen. 5. Loggdata skrivs på fjärrplatsen. 6. Bekräftelse tas emot från fjärrplatsen. t & t1 : Data som töms till volymen, loggar skrivs alltid igenom |
Viktiga utvärderingspunkter och beteenden
Nätverksbandbredd och svarstid med snabbaste lagring. Det finns fysiska begränsningar i synkron replikering. Eftersom Storage Replica implementerar en I/O-filtreringsmekanism med hjälp av loggar och kräver nätverksresor, kommer synkron replikering sannolikt att göra programskrivningar långsammare. Genom att använda nätverk med låg latens, hög bandbredd och diskundersystem med högt dataflöde för loggarna minimerar du prestandakostnaderna.
Målvolymen är inte tillgänglig vid replikering i Windows Server 2016. När du konfigurerar replikering demonteras målvolymen, vilket gör den otillgänglig för alla läsningar eller skrivningar av användare. Dess drivrutinsbrev kan vara synligt i vanliga användargränssnitt som Utforskaren, men ett program kan faktiskt inte komma åt volymen. Replikeringstekniker på blocknivå är inte kompatibla med att tillåta åtkomst till målmålets monterade filsystem i en volym. New Technology File System (NTFS) och Resilient File System (ReFS) stöder inte användare som skriver data till volymen medan block ändras under dem.
Cmdleten
Test-Failoverdebuterade i Windows Server version 1709 och ingick även i Windows Server 2019. Cmdleten stöder nu tillfälligt montering av en ögonblicksbild med skriv-och-läsrättigheter av destinationsvolymen för säkerhetskopior, testning och så vidare. För mer information, se de vanliga frågorna och svaren om Storage Replica.Microsoft-implementeringen av asynkron replikering skiljer sig från de flesta. De flesta branschimplementeringar av asynkron replikering är beroende av ögonblicksbildsbaserad replikering, där periodiska differentiella överföringar flyttas till den andra noden och sammanfogas. Storage Replicas asynkrona replikering fungerar som synkron replikering, förutom att den tar bort kravet på en serialiserad synkron bekräftelse från destinationen. Storage Replica har teoretiskt sett ett lägre RPO eftersom det kontinuerligt replikeras. Det innebär dock också att den förlitar sig på interna programkonsekvensgarantier i stället för att använda ögonblicksbilder för att tvinga fram konsekvens i programfiler. Storage Replica garanterar kraschkonsekvens i alla replikeringslägen.
Många kunder använder DFS Replication som en haveriberedskapslösning, även om det ofta är opraktiskt för det scenariot. DFS Replication kan inte replikera öppna filer och är utformad för att minimera bandbreddsanvändningen på bekostnad av prestanda, vilket leder till stora återställningspunktsdelta. Med Storage Replica kan du dra tillbaka DFS Replication från vissa av dessa typer av haveriberedskapsuppgifter.
Storage Replica är inte en säkerhetskopieringslösning. Vissa IT-miljöer distribuerar replikeringssystem som säkerhetskopieringslösningar på grund av deras nollalternativ för dataförlust jämfört med dagliga säkerhetskopieringar. Storage Replica replikerar alla ändringar till alla datablock på volymen, oavsett ändringstyp. Om en användare tar bort alla data från en volym replikerar Storage Replica borttagningen direkt till den andra volymen, vilket oåterkalleligen tar bort data från båda servrarna. Använd inte Storage Replica som ersättning för en lösning för säkerhetskopiering till en specifik tidpunkt.
Storage Replica är inte Hyper-V Replica eller SQL Server Always On tillgänglighetsgrupper. Storage Replica är en generell, lagringsoberoende motor. Per definition kan den inte skräddarsy sitt beteende så idealiskt som replikering på programnivå. Designen och syftet med Storage Replica kan leda till specifika funktionsluckor som uppmuntrar dig att distribuera eller fortsätta att använda specifika programreplikeringstekniker.
Anmärkning
Du kan visa en lista över kända problem och förväntade beteenden och granska vanliga frågor och svar om Storage Replica.
Terminologi för Lagringsreplikor
Storage Replica-artiklar använder ofta följande termer:
Den källan är en dators volym som tillåter lokala skrivningar och replikerar utgående data. Kallas även primära.
-destinationen är en dators volym som inte tillåter lokala skrivningar och replikerar inkommande data. Kallas även sekundär.
En replikeringskoppling är synkroniseringsrelationen mellan en käll- och måldator för en eller flera volymer och använder en enda logg.
En replikeringsgrupp är organisationen av volymer och deras replikeringskonfiguration inom ett partnerskap, per server. En grupp kan innehålla en eller flera volymer.
Nyheter och uppdateringar i Storage Replica
För en lista över nya funktioner i Storage Replica i Windows Server 2019, se Nyheter inom lagring.