教程：在独立服务器上使用存储空间启用存储总线缓存

项目
06/12/2023

独立服务器的存储总线缓存可以显著提高读取和写入性能，同时保持存储效率和较低的操作成本。此功能将速度较快的媒体（例如 SSD）与速度较慢的媒体（例如 HDD）绑定在一起来创建层。有关详细信息，请参阅了解存储池缓存。默认情况下，只会保留较快媒体层的一部分用于缓存。

复原能力	缓存类型
无（简单空间）	读取和写入
镜像加速奇偶校验	读取

如果系统不需要复原能力或者具有外部备份，则存储总线缓存支持读取和写入缓存。对于复原系统，存储总线缓存仅用作读取缓存，你应该选择复原文件系统 (ReFS) 镜像加速奇偶校验来获得卷复原能力。这种组合提高了随机读取性能，因为数据将从奇偶校验层读取并缓存在较快的镜像层上。如果“预配模式”设置为“共享”（默认），镜像层还能提供写入缓存功能。

存储总线缓存读取和写入路径的示意图。

在本教程中，你将学习：

什么是存储总线缓存
如何启用存储总线缓存
在部署后管理缓存

先决条件

如果你的环境符合以下所有特征，则应考虑使用存储总线缓存

服务器运行 Windows Server 2022；并且
服务器上有 2 种媒体/驱动器类型，其中一种类型必须是 HDD（例如：SSD+HDD 或 NVMe+HDD）；并且
服务器上安装了故障转移群集功能

如果你的环境符合以下任何特征，则不能使用存储总线缓存

服务器运行 Windows Server 2016 或 2019；或者
服务器采用全闪存配置；或者
服务器是故障转移群集的成员

注意

此功能要求在服务器上安装故障转移群集功能，但服务器不能是故障转移群集的一部分。

功能概述

本部分将解释存储总线缓存的每个可配置字段以及适用的值。

Get-StorageBusCache

未启用时，输出应如以下示例所示：

ProvisionMode                  : Shared
SharedCachePercent             : 15
CacheMetadataReserveBytes      : 34359738368
CacheModeHDD                   : ReadWrite
CacheModeSSD                   : WriteOnly
CachePageSizeKBytes            : 16
Enabled                        : False

注意

对于常规用途，应使用默认设置。必须在启用存储总线缓存之前进行任何更改。

预配模式

此字段确定是要将较快媒体层用于缓存，还是仅将此层的一部分用于缓存。启用存储总线缓存后无法修改此字段。预配模式有两个选项：

共享(默认)：缓存将只占用较快媒体层的一部分。确切的百分比可通过“共享缓存百分比”字段配置。
缓存：将大部分而不是小部分较快媒体层专用于缓存。有关详细信息，请参阅了解存储池缓存。

共享缓存百分比

仅当“预配模式”设置为“共享”时，此字段才适用。默认值为 15%，该字段可设置为 5% 到 90%。使用镜像加速奇偶校验卷时，不应使用超过 50% 的值，因为缓存与镜像层之间需要平衡。

Enabled

此字段引用存储总线缓存的状态，可为 true 或 false。

高级字段

重要

不建议对这些字段进行更改。启用存储总线缓存后无法做出调整。

缓存元数据保留字节数：为存储空间保留的磁盘空间量（以字节为单位）。仅当“预配模式”为“缓存”时，才应用此字段。
缓存模式 HDD：默认设置为允许 HDD 容量设备缓存读取和写入。对于简单空间，可将此设置指定为“读写”或“只写”。
缓存模式 SSD：此模式供将来支持全闪存系统时使用。默认设置为允许 SSD 容量设备仅缓存写入。
缓存页大小(KB)：此字段可设置为 8、16（默认）、32 和 64。

在 PowerShell 中启用存储总线缓存

本部分提供有关如何在 PowerShell 中为独立服务器启用存储总线缓存的分步指南。

导入模块。
```
Import-Module StorageBusCache 
```
配置存储总线缓存设置。

应使用默认设置。如果是这样，请跳过此步骤以使用默认值继续。

重要

如果需要配置，请在启用存储总线缓存之前进行配置。有关字段的详细信息，请参阅“功能概述”部分。
检查驱动器状态。
```
Get-PhysicalDisk
```
输出应如下图所示，其中 Number 列显示了小于 500 的值，CanPool 列对所有非启动驱动器显示了 true。
启用存储总线缓存。
```
Enable-StorageBusCache
```
此步骤将会：
- 创建包含所有可用驱动器的存储池。
- 绑定快速和慢速媒体并构成缓存。
- 使用默认设置或自定义设置添加存储总线缓存。
可以运行 Get-StoragePool 以查看存储池的名称，并再次运行 Get-PhysicalDisk 以查看启用存储总线缓存的效果。输出应如下图所示。 Number 列显示了大于 500 的值，这表示存储总线已认领驱动器。 CanPool 列现在对所有非启动驱动器显示了 False。如果 ProvisionMode 在启用之前设置为 Cache，则对于较快的驱动器，Usage 列将显示为 Journal。

检查存储总线缓存状态。

检查字段是否正确，以及 Enabled 字段现在是否设置为 true。

Get-StorageBusCache

输出应与下面的示例类似：

ProvisionMode                  : Shared
SharedCachePercent             : 15
CacheMetadataReserveBytes      : 34359738368
CacheModeHDD                   : ReadWrite
CacheModeSSD                   : WriteOnly
CachePageSizeKBytes            : 16
Enabled                        : True

由于已成功启用存储总线缓存，下一步是创建卷。

创建卷

要创建哪个卷取决于该卷是否具有复原能力。

具有复原能力的卷

以下 PowerShell cmdlet 创建“镜像:奇偶校验”比为 20:80（这是用于大多数工作负载的配置）的 1-TiB 镜像加速奇偶校验卷。有关详细信息，请参阅镜像加速奇偶校验。

New-Volume –FriendlyName "TestVolume" -FileSystem ReFS -StoragePoolFriendlyName Storage* -StorageTierFriendlyNames MirrorOnSSD, ParityOnHDD -StorageTierSizes 200GB, 800GB

没有复原能力的卷

以下 PowerShell cmdlet 创建 1-TB 简单卷，该卷不能承受任何磁盘故障。支持读取和写入缓存。

New-Volume -FriendlyName "TestVolume" -FileSystem ReFS -StoragePoolFriendlyName Storage* -ResiliencySettingName Simple -Size 1TB

在启用存储总线缓存后进行更改

运行 Enable-StorageBusCache 后，无法修改“预配模式”、“共享缓存百分比”、“缓存元数据保留字节数”、“缓存模式 HDD”、“缓存模式 SSD”和“缓存页大小”。可以对物理设置进行有限的更改。有关详细信息，请参阅以下常见方案。

添加或更换容量驱动器 (HDD)

手动添加驱动器后，运行以下 cmdlet 以完成接入过程。

Update-StorageBusCache

添加或更换缓存驱动器（NVMe 或 SSD）

没有任何 cmdlet 可以取消绑定/重新绑定现有绑定和平衡关系。以下步骤会导致现有读取缓存丢失。

Remove-StorageBusBinding
New-StorageBusBinding

检查和平衡缓存与容量绑定

使用以下 cmdlet 检查现有的缓存和容量绑定。

Get-StorageBusBinding

在以下示例中，第一列列出了容量驱动器，第三列列出了这些驱动器绑定到的缓存驱动器。按照“添加或更换缓存驱动器”中的说明进行平衡，以便不会保留现有缓存。

显示 Get-StorageBusBinding 的输出的屏幕截图。

存储总线缓存常见问题解答

本部分解答有关 Windows Server 2022 上的存储总线缓存的常见问题。

当服务器不是故障转移群集的一部分时，为何需要安装故障转移群集功能？

此功能专为独立服务器而设计，但构建在存储空间直通的存储总线层 (SBL) 缓存基础之上。由于需要群集组件，因此需要安装故障转移群集功能。

存储总线缓存是否适用于全闪存配置？

不可以，仅当有两种媒体类型，并且其中一种类型是 HDD 时，此功能才能正常工作。此功能不适用于 RAID、SAN 或闪存系统。

如何更改存储总线缓存设置？

请参阅以下示例了解如何将“预配模式”从“共享”（默认）更改为“缓存”。建议使用默认设置，并且应在启用存储总线缓存之前进行任何更改。

Set-StorageBusCache -ProvisionMode Cache

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