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Configurar espacios de almacenamiento directo (S2D) en Windows Server 2016

Storage Spaces Direct (S2D) es una nueva tecnología de almacenamiento de datos distribuidos que apareció en Windows Server 2016. Gracias a Storage Spaces Direct, puede convertir las unidades locales de varios servidores en un almacenamiento protegido tolerante a fallas y escalable. de fallas tanto de discos separados como de servidores completos. El costo de este almacenamiento de software es mucho menor que el de una SAN o NAS debido a la escalabilidad simplificada (hasta 16 servidores y 400 unidades) y la oportunidad de usar diferentes unidades (incluidos SSD y NVMes) permite un rendimiento significativo.

¿Qué es Storage Spaces Direct (S2D)?

S2D es el desarrollo posterior de la tecnología Storage Spaces y permite fusionar las unidades locales de los nodos del clúster de Hyper-V en grupos de almacenamiento. Puede crear volúmenes virtuales (discos) en estas unidades y utilizarlos como volumen compartido de clúster (CSV) común para almacenar archivos de máquinas virtuales Hyper-V y recursos compartidos de archivos SOFS. Si necesita expandir el tamaño de almacenamiento, simplemente agregue un nuevo servidor o unidad a S2D. En general, Storage Spaces Direct es la respuesta de Microsoft a VMware vSAN.

Requisitos directos de espacios de almacenamiento

S2D admite los siguientes tipos de dispositivos de almacenamiento:

  • HDD comunes (SAS);

  • SATA/SAS SSD;

  • NVMe (Non-Volatile Memory Express) son unidades SSD conectadas a través de un bus PCI Express más rápido en lugar de la interfaz clásica SATA/SAS.

Posteriormente, se pueden combinar diferentes tipos de discos en varias matrices (por velocidad o tamaño). Por ejemplo, es razonable ubicar el caché y los registros de transacciones de la aplicación en SSD NVMe más rápidos, y es mejor usar discos más lentos y menos costosos para almacenar archivos grandes que no requieren un alto rendimiento para acceder a ellos, etc.

Para que S2D funcione, debe crear un clúster de conmutación por error con los siguientes requisitos para sus nodos.

Requisitos para los nodos del clúster S2D:

  1. Edición de centro de datos de Windows Server 2016;

  2. Los siguientes componentes deben estar instalados en los servidores: Hyper-V, funciones de servicios de archivos y función de clústeres de conmutación por error.

    Nota. No olvide desactivar SMB 1.0:

    Remove-WindowsFeature -Name FS-SMB1 -Verbose -Restart

  3. Al menos dos servidores en un clúster (idealmente, al menos 4 hosts para garantizar una alta tolerancia a fallas);

  4. Además de la unidad del sistema, debe haber al menos un disco físico en cada nodo. Todos los discos que va a agregar a Storage Spaces Direct deben estar sin formato (es decir, no particionados y sin tabla de particiones).

Suponga que ha creado un clúster de conmutación por error de dos servidores que ejecutan Windows Server 2016 (puede crearlo incluso en un grupo de trabajo).

Nota. Si hay un número par de nodos en un clúster, deberá configurar un nodo testigo. Si hay un número impar de nodos, no necesita un testigo.

Antes de habilitar Storage Spaces Direct, asegúrese de que sus discos se puedan unir a este grupo.

Get-PhysicalDisk -CanPool $True | Sort Model

Cómo habilitar espacios de almacenamiento directo

Active S2D usando el siguiente cmdlet:

Enable-ClusterStorageSpacesDirect

El cmdlet se procesa el tiempo suficiente (alrededor de 10 minutos), se analizarán todos los discos disponibles y su rendimiento y se creará automáticamente un grupo de clústeres. Además, se crean automáticamente dos niveles: Rendimiento y Capacidad, con diferentes tipos de conmutación por error: espejo y paridad, respectivamente.

Se admiten 3 tipos de provisión de tolerancia a fallas del almacenamiento de datos:

  1. Duplicado (3) : los datos se replican sincrónicamente entre 3 (o 2 en configuración mínima) nodos. Se alcanza una alta velocidad de lectura debido a la distribución de la operación entre todos los servidores.

  2. Paridad (2): los datos con información de paridad se distribuyen entre diferentes discos. El almacenamiento de datos es más eficiente ya que no necesita almacenar varias copias de los mismos datos.

  3. Escalonado (1): una combinación de los dos métodos mencionados anteriormente.

Nota 1. Si al ejecutar el comando Enable-ClusterS2D aparece el error "no se encontraron discos con tipos de bus admitidos que se usen para S2D", es probable que el tipo de bus (BusType) de sus discos sea RAID (es una configuración no admitida por S2D). ). Veamos el tipo de bus:

Get-Disk | select Number, FriendlyName, OperationalStatus, Size, PartitionStyle, BusType | sort Number | ft -AutoSize

Es cierto, en todos los casos es RAID. La solución es actualizar los controladores o el firmware de los controladores (si tiene servidores HP, instale el último HPE Support Pack). Vuelva a comprobar el tipo de bus. (ahora ha cambiado a SAS).

Además, hay un pequeño truco que permite cambiar el tipo de bus a SATA para el tipo específico de controlador:

HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\arcsas\Parameters
"BusType"=dword:0000000b (instead of 00000008)

Nota 2. Si se detecta un tipo de disco SSD o NVMe en la matriz, se utilizará automáticamente como almacenamiento en caché. Si no existen tales discos, aparecerán algunas advertencias durante la creación de S2D. Puede deshabilitar el caché usando el

-CacheState Disabled

parámetro.

Abra el Administrador de clústeres de conmutación por error y asegúrese de que el Grupo de clústeres 1 haya aparecido en la sección Almacenamiento.

Después de seleccionar el grupo, puede ver de qué discos se compone.

Si es necesario, se puede cambiar el nombre del grupo:

Set-StoragePool -FriendlyName “Cluster Pool 1” -NewFriendlyName “S2D”

Si tiene que crear un volumen a partir de discos específicos, puede usar este comando. Primero, seleccione todos los discos LUN 3 y recójalos en el grupo.

$HDDs = Get-PhysicalDisk | ? PhysicalLocation -like "*LUN 3"
New-StoragePool -StorageSubSystemFriendlyName *Cluster* -FriendlyName S2DPool -ProvisioningTypeDefault Fixed -PhysicalDisk $HDDs

Muestre la lista de discos en el grupo:

Get-StoragePool -FriendlyName S2D | Get-PhysicalDisk | ft PhysicalLocation

Agregue un nuevo disco al grupo:

$HDDs = Get-PhysicalDisk | ? PhysicalLocation -like "*LUN 4"
Add-PhysicalDisk -PhysicalDisks $HDDs -StoragePoolFriendlyName S2D

Los discos marcados como S2D ya no se muestran en la consola de administración de discos y está bien.

Si tiene diferentes tipos de unidades, puede usar almacenamiento en niveles (opcional). Un nivel de tipo espejo de SSD se crea de la siguiente manera:

New-StorageTier -StoragePoolFriendlyName S2D -FriendlyName "Mirror_Tier" -MediaType SSD -ResiliencySettingName Mirror

Un nivel de paridad de discos duros comunes:

New-StorageTier -StoragePoolFriendlyName S2D -FriendlyName "Parity_Tier" -MediaType HDD -ResiliencySettingName Parity

Ahora puede crear un CSV (Cluster Shared Volume):

New-Volume -StoragePoolFriendlyName S2D -FriendlyName CSV001 -PhysicalDiskRedudancy 2 -FileSystem CSVFS_ReFS -Size 200GB

Puede mostrar la lista de volúmenes y sus tipos de redundancia de esta manera:

Get-VirtualDisk | ft FriendlyName, ResiliencySettingName, PhysicalDiskRedundancy

Aparecerá un nuevo CSV en Administración de discos.

Este volumen se puede utilizar para alojar máquinas virtuales Hyper-V o recursos compartidos de servidor de archivos de escalabilidad horizontal.

Entonces, usando Storage Spaces Direct de varios servidores con discos locales, puede crear fácilmente un software de almacenamiento en red. Debido a S2D, se proporciona tolerancia a fallas de cualquier par de discos o servidores (clúster de 4+ nodos). El clúster S2D inicia automáticamente el proceso de reasignación de datos entre los demás dispositivos si se detectan fallas en los discos o servidores. En el entorno de prueba, puede asegurarse de que cuando desconecte dos discos, el almacenamiento aún esté disponible y las máquinas virtuales en él se estén ejecutando. Cómo reemplazar una unidad fallida en el almacenamiento S2D lo describiré en el próximo artículo.

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