儲存空間直接存取概觀 \(部分機器翻譯\)
適用於:Azure Stack HCI 版本 22H2 和 21H2、Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016
重要
Azure Stack HCI 現在是 Azure 本機的一部分。 產品檔案重新命名正在進行中。 不過,舊版的 Azure Stack HCI,例如 22H2 會繼續參考 Azure Stack HCI,而且不會反映名稱變更。 深入了解。
儲存空間直接存取 是 Azure Stack HCI 和 Windows Server 的一項功能,可讓您將具有內部記憶體的伺服器叢集到軟體定義的記憶體解決方案。
本文提供 儲存空間直接存取的概觀、運作方式、使用時機,以及其主要優點。 您也可以探索本文中的影片和真實世界客戶案例,以深入瞭解 儲存空間直接存取。
若要開始使用,請嘗試在 Microsoft Azure 中 儲存空間直接存取,或從 Windows Server 評估版下載 180 天的 Windows Server 授權評估版。 若要瞭解 Windows Server 和 Azure Stack HCI 上 儲存空間直接存取 的最低硬體需求,請參閱 Windows Server 的系統需求和 Azure Stack HCI 的系統需求。 若要將 儲存空間直接存取 部署為 Azure Stack HCI 的一部分,請參閱部署 Azure Stack HCI 操作系統。
儲存空間直接存取是什麼?
儲存空間直接存取 是軟體定義的記憶體解決方案,可讓您在聚合式和超融合式 IT 基礎結構中共用記憶體資源。 它可讓您將實體伺服器叢集上的內部儲存磁碟驅動器(2 和最多16個)結合到軟體定義的儲存集區。 此存放集區具有跨數據行的快取、階層、復原和清除程序代碼,全都自動設定和管理。
您可以藉由在叢集中新增更多磁碟驅動器或新增更多伺服器,來相應放大叢集的儲存容量。 儲存空間直接存取 會自動將新的磁碟驅動器上線,並重新平衡存放集區。 它也會自動使用最快的儲存媒體來提供內建和 Always-On 快取。
儲存空間直接存取 是 Azure Stack HCI 版本 21H2 和 20H2 的核心技術。 它也包含在 Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016 、Windows Server Insider Preview 組建 和 Windows Server 2022 的 Azure Edition 中。
您可以在實體伺服器叢集或虛擬機器 (VM) 客體叢集上部署儲存空間直接存取。 如果在實體伺服器的超融合叢集上部署它,建議您使用 Azure Stack HCI 伺服器。 若要將 儲存空間直接存取 部署為 Azure Stack HCI 的一部分,請參閱部署 Azure Stack HCI 操作系統。
在 VM 客體叢集上部署 儲存空間直接存取 可跨私人或公用雲端上的一組 VM 提供虛擬共享記憶體。 在生產環境中,只有 Windows Server 才支援此部署。 如需如何在 Windows Server 中的 VM 客體叢集上部署 儲存空間直接存取 的相關信息,請參閱在客體虛擬機叢集中使用 儲存空間直接存取。
僅供測試和評估之用,您可以在 Azure Stack HCI 測試環境中的 VM 客體叢集上部署 儲存空間直接存取。 如需在 Azure Stack HCI 測試環境中部署它的相關信息,請參閱 教學課程:建立 Azure Stack HCI 的 VM 型實驗室。
運作方式
儲存空間直接存取 會套用 Windows Server 中的許多功能,例如故障轉移叢集、叢集共用磁碟區 (CSV) 檔案系統、伺服器消息塊 (SMB) 3 和 儲存空間。 它還引進了一種稱為「軟體儲存總線」的新技術。
儲存空間直接存取 結合業界標準伺服器叢集上的內部儲存磁碟驅動器,建立軟體定義的儲存解決方案。 首先,透過乙太網路將伺服器與內部儲存磁碟驅動器連線以形成叢集,不需要特殊的纜線或儲存網狀架構。 當您在此叢集上啟用 儲存空間直接存取 時,它會將每部伺服器的儲存設備磁碟驅動器合併成一個虛擬共用記憶體的軟體定義集區。
然後,您可以從該記憶體集區建立磁碟區,以便儲存數據。 這些磁碟區會執行 CSV 檔案系統。 這表示對每部伺服器而言,這些磁碟區看起來就像是掛接在本機一樣。 透過這些磁碟區中的內建容錯功能,即使磁碟驅動器失敗或整個節點離線,您的數據仍會保持上線且可供存取。
在這些磁碟區中,您可以放置檔案,例如 VM 的 .vhd 和 .vhdx。 您可以使用執行 儲存空間直接存取 的叢集作為:
- 透過網路將磁碟區公開為SMB3檔案共用,以向外延展檔伺服器 (SoFS)。
- 透過在叢集上啟用 Hyper-V,並將 VM 直接放在磁碟區之上,以超融合系統。
下一節說明 儲存空間直接存取 堆疊的功能和元件。
網路硬體。 儲存空間直接存取會使用 SMB3 (包括 SMB Direct 與 SMB 多重通道),透過乙太網路在伺服器之間進行通訊。 我們強烈建議使用10個以上的 GbE 搭配遠端直接記憶體存取(RDMA),無論是iWARP還是 RoCE。
儲存硬體。 儲存空間直接存取 需要 2 部和最多 16 部 Microsoft具有直接連結 SATA、SAS、NVMe 或永續性記憶體磁碟驅動器的核准伺服器,且每個伺服器只連結一部伺服器。 每部伺服器至少必須有兩個固態硬碟,以及至少四部磁碟驅動器。 SATA 和 SAS 裝置應該位於主機匯流排介面卡 (HBA) 和 SAS 擴展器後面。
容錯移轉叢集。 儲存空間直接存取 使用 Azure Stack HCI 和 Windows Server 的內建叢集功能來連線伺服器。
軟體儲存匯流排。 軟體儲存總線會跨越叢集並建立軟體定義的儲存網狀架構,讓所有伺服器都能看到彼此的本機磁碟驅動器。 您可以將它視為取代既昂貴又嚴格的光纖通道或共用 SAS 纜線。
存放匯流排層快取。 軟體儲存總線會以動態方式將目前最快速的磁碟驅動器(例如 SSD)系結至較慢的磁碟驅動器(例如 HDD),以提供伺服器端讀取/寫入快取,以加速 IO 並提升輸送量。
儲存集區。 構成 儲存空間 基礎的磁碟驅動器集合稱為存放集區。 它會自動建立,且所有合格磁碟驅動器都會自動探索並新增至該磁碟驅動器。 我們強烈建議您在每個叢集中使用一個叢集搭配預設設定。 若要深入瞭解存放集區,請參閱 深入瞭解存放集區 部落格。
儲存空間。 儲存空間 使用鏡像、清除程式代碼或兩者,為「虛擬磁碟」提供容錯功能。 您可以將它視為集區中使用磁碟機的分散式軟體定義的 RAID。 在 儲存空間直接存取 中,這些虛擬磁碟通常具有兩個同時磁碟驅動器或伺服器失敗的復原能力(例如,3 向鏡像,每個數據復本在不同的伺服器中),雖然底座和機架容錯也可用。
彈性檔案系統概觀 (ReFS)。 ReFS 是基於虛擬化目的而建置的首要檔案系統。 它包含 .vhdx 檔案作業的大幅加速,例如建立、擴充和檢查點合併,以及內建總和檢查碼來偵測和更正位錯誤。 它也引進即時層,可根據使用量,即時在「經常性」和「冷」儲存層之間輪替數據。
叢集共用磁碟區。 CSV 檔案系統會將所有 ReFS 磁碟區統一到可透過任何伺服器存取的單一命名空間。 對每部伺服器來說,每個磁碟區看起來就像是掛接在本機一樣。
向外延展檔案伺服器。 只有聚合式部署才需要這個最後一層。 它透過網路對用戶端使用 SMB3 存取通訊協定來提供遠端檔案存取,例如透過網路執行 Hyper-V 的另一個叢集,有效地將 儲存空間直接存取 轉換成網路連接記憶體(NAS)。
重點優勢
儲存空間直接存取 提供下列主要優點:
映像 | 描述 |
---|---|
簡單: 從執行 Windows Server 或 Azure Stack HCI 的業界標準伺服器,到 15 分鐘內的第一個 儲存空間直接存取 叢集。 對於 System Center 使用者而言,部署只是一個核取方塊。 | |
高效能。 無論是全快閃還是混合式,儲存空間直接存取 每個伺服器都可以超過1370萬IOPS。 儲存空間直接存取 的 Hypervisor 內嵌架構提供一致、低延遲、內建的讀取/寫入快取,以及支援直接掛接在 PCIe 總線上的尖端 NVMe 磁碟驅動器。 | |
容錯。 內建的復原功能會使用持續可用性,來處理磁碟機、伺服器或元件失敗。 也可針對較大型的部署設定底座和機架容錯。 當硬體故障時,只需進行交換;軟體會自行修復,不需複雜的管理步驟。 | |
資源效率。 清除程式代碼可提供高達 2.4 倍以上的儲存效率,具有獨特的創新功能,例如本機重建代碼和 ReFS 實時層,以將這些收益延伸到硬碟和混合熱或冷工作負載,同時將 CPU 耗用量降至最低,以將資源傳回最需要的 VM。 | |
管理性。 使用 記憶體 QoS 控制件 ,以檢查每個 VM IOPS 限制下限和上限的忙碌 VM。 健全狀況服務 提供持續內建的監視和警示。 新的 API 可讓您輕鬆地收集豐富、全叢集的效能和容量計量。 | |
延展性。 每個叢集最多 16 部伺服器和 400 個以上的磁碟驅動器,最多可有 4 PB(4,000 TB)的記憶體。 若要相應放大,請新增更多磁碟驅動器或新增更多伺服器;儲存空間直接存取 會自動上線新的磁碟驅動器,並開始使用這些磁碟驅動器。 存放裝置效率與效能在規模上可如預期般提升。 |
使用時機
儲存空間直接存取 是 Azure Stack HCI 和 Windows Server 的核心技術。 它提供理想的網路記憶體解決方案,當您想要:
- 相應增加或相應放大您的網路記憶體容量。 您可以新增更多磁碟驅動器或新增更多伺服器來擴充您的網路儲存容量,但仍讓您的數據保持安全且可存取。 如果存放集區內的磁碟驅動器失敗,或整個節點離線,則所有數據都會保持上線且可供存取。
- 同時共用來自不同位置的相同數據集。 儲存空間直接存取 建立的存放集區看起來就像網路共享一樣。 您的網路使用者可以隨時從任何位置存取儲存的數據,而不必擔心其儲存數據的實體位置。
- 使用混合儲存媒體。 透過 儲存空間直接存取,您可以在伺服器叢集中結合不同類型的儲存媒體,以形成軟體定義的存放集區。 軟體會自動根據數據決定要使用的媒體—較快媒體上的使用中數據,以及較慢媒體上不常使用的資料。
部署選項
儲存空間直接存取 支援下列兩個部署選項:
- 超融合式
- 已交集
注意
Azure Stack HCI 僅支援超融合式部署。
超融合式部署
在超融合部署中,您會針對計算和記憶體使用單一叢集。 超融合部署選項會直接在提供記憶體的伺服器上執行 Hyper-V 虛擬機或 SQL Server 資料庫,將其檔案儲存在本機磁碟區上。 這不需要設定檔伺服器存取權和許可權,進而降低中小型企業和遠端或分公司部署的硬體成本。 若要在 Windows Server 上部署 儲存空間直接存取,請參閱在 Windows Server 上部署 儲存空間直接存取。 若要將儲存空間直接存取部署為 Azure Stack HCI 的一部分,請參閱什麼是 Azure Stack HCI 的部署程序?
聚合式部署
在聚合式部署中,您會使用個別的叢集來儲存和計算。 交集式部署選項也稱為「分類式」,會分層向外延展檔伺服器(SoFS)頂端 儲存空間直接存取,以透過SMB3檔案共用提供網路連接記憶體。 這可讓計算和工作負載與記憶體叢集獨立調整,對於服務提供者和企業來說,超 V IaaS(基礎結構即服務)等大規模部署至關重要。
管理和監視
您可以使用下列工具來管理和監視 儲存空間直接存取:
名稱 | 圖形化或命令行? | 付費或包含? |
---|---|---|
Windows Admin Center | 圖形化 | 已包括 |
伺服器管理員和故障轉移叢集管理員 | 圖形化 | 已包括 |
Windows PowerShell | 命令列 | 已包括 |
System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) & Operations Manager |
圖形化 | 已支付 |
影片
儲存空間直接存取 概觀 (5 分鐘)
儲存空間直接存取 在Microsoft Ignite 2018 (1 小時)
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儲存空間直接存取 Ignite 2016 Microsoft啟動活動 (1 小時)
客戶案例
全球有超過 10,000 個叢集正在執行 儲存空間直接存取。 各種規模的組織,從只部署兩個節點的小企業到大型企業和政府部署數百個節點,取決於其重要應用程式和基礎結構的 儲存空間直接存取。
請造訪 Microsoft.com/HCI 閱讀他們的故事。
其他參考
- 容錯與儲存空間效率
- 儲存體複本
- Microsoft 部落格上的儲存
- 使用 iWARP 儲存空間直接存取 輸送量 (TechNet 部落格)
- Windows Server 容錯移轉叢集的新功能
- 記憶體服務品質
- Windows IT 專業人員支援