Storage Spaces Direct

Unter den zahlreichen Neuerungen von Windows Server 2016 gehört Storage Spaces Direct definitiv zu den größten und interessantesten. Mit Storage Spaces Direct (S2D) ist es möglich ein Software-Defined Shared-Nothing-Storage über mehrere Windows Server-Clusterknoten zu erstellen. Vorstellen kann man sich das wie ein RAID über mehrere Server.

S2D baut auf den in Windows Server 2012 eingeführten Storage Spaces auf, mit denen es möglich ist mehrere Platten zu einem logischen Laufwerk zusammenzuschließen. Storage Spaces Direct geht noch einen Schritt weiter und erlaubt es die einzelnen Platten in den Knoten in einem einzelnen Speicherpool zusammenzufassen, auf den alle Knoten Zugriff haben. Dieser zusammengefasste Speicherplatz kann dann zusammen mit Hyper-V benutzt werden (Hyper-Converged) oder als separater Scale-Out-File-Server Cluster (SOFS) für andere Hyper-V Cluster zur Verfügung gestellt werden.

Damit entfällt die Anschaffung eines teuren SAN-Systems und die damit anfallende Komplexität. Außerdem ist keine aufwendige Fibre Channel Verkabelung erforderlich, der Cluster kann komplett über Standard Ethernet Verkabelung betrieben werden, wenn die Knoten nicht zu weit auseinanderliegen. Die Kommunkation für S2D erfolgt über das SMB-Protokoll. Wird weitere Kapazität benötigt, können einfach weitere Festplatten oder Hosts zum Cluster hinzugefügt werden.

Sehr empfohlen wird für S2D Netzwerkkarten mit RDMA (Remote Direct Memory Access). Mit RDMA ist es möglich dass die Netzwerkkarten einen großen Teil der Arbeit des Netzwerkverkehrs übernehmen. Damit werden bei großem Datenverkehr die CPUs kaum belastet, da diese Arbeit auf die NICs ausgelagert werden.

S2D teilt die Daten in 256 MB große Slabs auf. Diese Slabs werden dann über alle Laufwerke im Cluster verteilt. Dadurch ist es S2D möglich die Leistung von allen Laufwerken für ein einziges Volume zu verwenden. Dies resultiert in Verbindung mit Flash-Laufwerken in sehr hohen Performance für Lese-und Schreibvorgänge. Auch erhöht dies die Fehlertoleranz, da die Slabs auf zufällige Laufwerke in unterschiedlichen Hosts verteilt werden. In Verbindung mit Fault Domains ist der Cluster somit auch gegen Ausfälle auf Chassis, Rack oder Site-Ebene geschützt.

Kurzüberblick Storage Spaces Direct (S2D):

  • • Alternative für SAN-Lösungen
  • • Baut auf Storage Spaces von Windows Server 2012 auf
  • • Kann als Hyper-Converged (Storage und Compute im selben Cluster) oder als Converged betrieben werden (Storage entkoppelt von Compute durch separaten Cluster)
  • • Erfordert keine aufwendige Fibre Channel Verkabelung
  • • Einfache Erweiterbarkeit durch Hinzufügen neuer Festplatten oder Hosts
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