Обзор локальных дисковых пространств Storage Spaces Direct overview

Применяется к: Windows Server 2019, Windows Server 2016 Applies to: Windows Server 2019, Windows Server 2016

Локальные дисковые пространства используют стандартные серверы с локально подключенными дисками для создания программно-определяемого хранилища с высоким уровнем доступности и масштабируемости, причем стоимость такого хранилища значительно ниже стоимости традиционных массивов SAN или NAS. Storage Spaces Direct uses industry-standard servers with local-attached drives to create highly available, highly scalable software-defined storage at a fraction of the cost of traditional SAN or NAS arrays. Ее конвергенция или архитектура с поддержкой технологии Hyper-in значительно упрощает закупку и развертывание, в то время как такие функции, как кэширование, уровни хранилища и очисткиное кодирование, а также новейшие нововведения оборудования, такие как сетевые подключения RDMA и накопители NVMe, обеспечивают непревзойденную эффективность и производительность. Its converged or hyper-converged architecture radically simplifies procurement and deployment, while features such as caching, storage tiers, and erasure coding, together with the latest hardware innovations such as RDMA networking and NVMe drives, deliver unrivaled efficiency and performance.

Локальные дисковые пространства входит в сборки Windows Server 2019 Datacenter, Windows Server 2016 Datacenter и Windows Server Insider Preview. Storage Spaces Direct is included in Windows Server 2019 Datacenter, Windows Server 2016 Datacenter, and Windows Server Insider Preview Builds. Он также предоставляет программный уровень хранилища для Azure Stack хЦи. It also provides the software-defined storage layer for Azure Stack HCI.

Дополнительные сведения о других приложениях дисковых пространств, таких как общие кластеры SAS и изолированные серверы, см. в разделе Обзор дисковых пространств. For other applications of Storage Spaces, such as shared SAS clusters and stand-alone servers, see Storage Spaces overview. Если вы ищете сведения об использовании дисковых пространств на компьютере с Windows 10, см. раздел дисковые пространства в Windows 10. If you’re looking for info about using Storage Spaces on a Windows 10 PC, see Storage Spaces in Windows 10.

Описание Description	Документация Documentation
Общие сведенияUnderstand Обзор (вы здесь) Overview (you are here) Общие сведения о кэше Understand the cache Отказоустойчивость и эффективность хранения Fault tolerance and storage efficiency Рекомендации по симметрии диска Drive symmetry considerations Принцип работы и отслеживание повторной синхронизации хранилища Understand and monitor storage resync Общие сведения о кворуме кластеров и пулов Understanding cluster and pool quorum Наборы кластеров Cluster sets	ПланPlan Требования к оборудованию Hardware requirements Использование кэша чтения в памяти CSV Using the CSV in-memory read cache Выбор дисков Choose drives Планирование томов Plan volumes Использование кластеров гостевых виртуальных машин Using guest VM clusters Аварийное восстановление Disaster recovery
РазвертываниеDeploy Развертывание локальных дисковых пространств Deploy Storage Spaces Direct Создание томов Create volumes Вложенная устойчивость Nested resiliency Настройка кворума Configure quorum Обновление кластера Локальных дисковых пространств в Windows Server 2019 Upgrade a Storage Spaces Direct cluster to Windows Server 2019 Общие сведения о постоянной памяти и ее развертывании Understand and deploy persistent memory	УправлениеManage Управление с помощью Windows Admin Center Manage with Windows Admin Center Добавление серверов или дисков Add servers or drives Перевод сервера в автономный режим для обслуживания Taking a server offline for maintenance Удаление серверов Remove servers Увеличение размеров томов Extend volumes Удаление томов Delete volumes Обновление встроенного ПО дисков Update drive firmware Журнал производительности Performance history Разграничение выделения томов Delimit the allocation of volumes Использование Azure Monitor в кластере с поддержкой технологии Hyper-in Use Azure Monitor on a hyper-converged cluster
Устранение неполадокTroubleshooting Сценарии устранения неполадок Troubleshooting scenarios Устранение неполадок работоспособности и рабочих состояний Troubleshoot health and operational states Сбор диагностических данных с помощью Локальные дисковые пространства Collect diagnostic data with Storage Spaces Direct Управление работоспособностью памяти класса хранилища Storage-class memory health management	Последние записи в блогеRecent blog posts 13 700 000 операций ввода-вывода с Локальные дисковые пространства: Новая запись отрасли для инфраструктуры с технологией Hyper-in 13.7 million IOPS with Storage Spaces Direct: the new industry record for hyper-converged infrastructure Инфраструктура с технологией Hyper-in в Windows Server 2019 — отсчет времени отсчета начинается прямо сейчас! Hyper-converged infrastructure in Windows Server 2019 — the countdown clock starts now! Пять извещений от конференции Windows Server Five big announcements from the Windows Server Summit 10 000 Локальные дисковые пространства кластеры и подсчет. 10,000 Storage Spaces Direct clusters and counting.

Видеоролики Videos

Краткий обзор видео (5 минут) Quick Video Overview (5 minutes)

Локальные дисковые пространства в Microsoft Ignite 2018 (1 час) Storage Spaces Direct at Microsoft Ignite 2018 (1 hour)

Локальные дисковые пространства в Microsoft Ignite 2017 (1 час) Storage Spaces Direct at Microsoft Ignite 2017 (1 hour)

Событие запуска в Microsoft Ignite 2016 (1 час) Launch Event at Microsoft Ignite 2016 (1 hour)

Основные преимущества Key benefits

Изображение Image	Описание Description
	Простоты. Simplicity. Создать кластер локальных дисковых пространств на основе стандартных серверов с ОС Windows Server 2016 можно меньше чем за 15 минут. Go from industry-standard servers running Windows Server 2016 to your first Storage Spaces Direct cluster in under 15 minutes. Пользователи System Center могут выполнить развертывание, установив один флажок. For System Center users, deployment is just one checkbox.
	Непревзойденная производительность. Unrivaled Performance. Как при использовании только флэш-памяти, так и при использовании гибридных носителей локальные дисковые пространства позволяют обеспечить скорость ввода-вывода более 150 000 операций в секунду в смешанном режиме и более 4000 операций в секунду в произвольном режиме на сервер со стабильно низкой задержкой. Это достигается благодаря архитектуре со встроенной низкоуровневой оболочкой, встроенному кэшу чтения и записи и поддержке передовых дисков NVMe, подключаемых непосредственно к шине PCIe. Whether all-flash or hybrid, Storage Spaces Direct easily exceeds 150,000 mixed 4k random IOPS per server with consistent, low latency thanks to its hypervisor-embedded architecture, its built-in read/write cache, and support for cutting-edge NVMe drives mounted directly on the PCIe bus.
	Отказоустойчивость. Fault Tolerance. Встроенные средства отказоустойчивости обрабатывают сбои дисков, серверов или компонентов, обеспечивая непрерывную доступность. Built-in resiliency handles drive, server, or component failures with continuous availability. В более масштабных развертываниях можно также настроить отказоустойчивость шасси и стоек. Larger deployments can also be configured for chassis and rack fault tolerance. При сбое оборудования просто отключите его: программное обеспечение восстановит работоспособность самостоятельно, без выполнения сложных действий по управлению. When hardware fails, just swap it out; the software heals itself, with no complicated management steps.
	Эффективность ресурсов. Resource Efficiency. Помехоустойчивое кодирование повышает экономичность хранения в 2,4 раза, а уникальные инновации, такие как локальные коды реконструкции и уровни ReFS в режиме реального времени, позволяют распространить эти преимущества на жесткие диски и смешанные (холодные и горячие) рабочие нагрузки. При этом снижается загрузка ЦП, и ресурсы высвобождаются для наиболее важной задачи — выполнения виртуальных машин. Erasure coding delivers up to 2.4x greater storage efficiency, with unique innovations like Local Reconstruction Codes and ReFS real-time tiers to extend these gains to hard disk drives and mixed hot/cold workloads, all while minimizing CPU consumption to give resources back to where they’re needed most — the VMs.
	Управляемость. Manageability. Используйте средства управления качеством обслуживания хранилища, чтобы контролировать работу наиболее загруженных виртуальных машин с помощью минимальных и максимальных значений скорости ввода-вывода на виртуальную машину. Use Storage QoS Controls to keep overly busy VMs in check with minimum and maximum per-VM IOPS limits. Служба работоспособности предоставляет встроенные возможности непрерывного мониторинга и оповещения, а новые интерфейсы API позволяют легко собирать расширенные метрики производительности и емкости в масштабе всего кластера. The Health Service provides continuous built-in monitoring and alerting, and new APIs make it easy to collect rich, cluster-wide performance and capacity metrics.
	Масштабируемость. Scalability. Поддерживается масштабирование до 16 серверов и более чем 400 дисков, что позволяет получать объем хранилища в 1 петабайт (1000 терабайт) на кластер. Go up to 16 servers and over 400 drives, for up to 1 petabyte (1,000 terabytes) of storage per cluster. Чтобы осуществить масштабирование, просто добавьте диски или серверы. Локальные дисковые пространства автоматически подключат новые диски и начнут использовать их. To scale out, simply add drives or add more servers; Storage Spaces Direct will automatically onboard new drives and begin using them. Эффективность и производительность хранилища повышают предсказуемость при масштабировании. Storage efficiency and performance improve predictably at scale.

Параметры развертывания Deployment options

Локальные дисковые пространства была разработана для двух различных вариантов развертывания: конвергенции и технологии Hyper-in. Storage Spaces Direct was designed for two distinct deployment options: converged and hyper-converged.

Azure Stack ХЦИ 20H2 поддерживает только развертывание с поддержкой Hyper-in, а Azure Stack ХЦИ 2019 поддерживает развертывание с согласованием и с технологией Hyper-. Azure Stack HCI 20H2 supports only hyper-converged deployment, while Azure Stack HCI 2019 supports both converged and hyper-converged deployment.

Схождение выполнено Converged

хранение и вычисление в отдельных кластерах. Storage and compute in separate clusters. При конвергентном развертывании, также известном как дезагрегированное, масштабируемый файловый сервер (SoFS) размещается поверх локальных дисковых пространств для предоставления подключенного к сети хранилища посредством общих папок SMB3. The converged deployment option, also known as ‘disaggregated’, layers a Scale-out File Server (SoFS) atop Storage Spaces Direct to provide network-attached storage over SMB3 file shares. Это позволяет масштабировать вычислительные ресурсы и рабочие нагрузки независимо от кластера хранилища, особенно в масштабных развертываниях, например Hyper-V IaaS (инфраструктура как услуга), для поставщиков услуг и крупных предприятий. This allows for scaling compute/workload independently from the storage cluster, essential for larger-scale deployments such as Hyper-V IaaS (Infrastructure as a Service) for service providers and enterprises.

Гиперконвергентные Hyper-Converged

Один кластер для вычислений и хранения данных. One cluster for compute and storage. При гиперконвергентном развертывании виртуальные машины Hyper-V или базы данных SQL Server работают непосредственно на серверах, предоставляющих хранилище, и сохраняют файлы в локальных томах. The hyper-converged deployment option runs Hyper-V virtual machines or SQL Server databases directly on the servers providing the storage, storing their files on the local volumes. Это устраняет необходимость в настройке доступа к файловым серверам и разрешений. Кроме того, снижается стоимость оборудования при развертывании на малых и средних предприятиях, а также в удаленных офисах и филиалах. This eliminates the need to configure file server access and permissions, and reduces hardware costs for small-to-medium business or remote office/branch office deployments. См. раздел Deploy Локальные дисковые пространства. See Deploy Storage Spaces Direct.

Принцип работы How it works

Локальные дисковые пространства являются развитием дисковых пространств, впервые представленных в Windows Server 2012. Storage Spaces Direct is the evolution of Storage Spaces, first introduced in Windows Server 2012. В них используется множество существующих возможностей Windows Server, таких как отказоустойчивая кластеризация, файловая система CSV, протокол SMB3 и, конечно, дисковые пространства. It leverages many of the features you know today in Windows Server, such as Failover Clustering, the Cluster Shared Volume (CSV) file system, Server Message Block (SMB) 3, and of course Storage Spaces. В них также были реализованы новые технологии, в первую очередь шина Software Storage Bus. It also introduces new technology, most notably the Software Storage Bus.

Ниже представлен обзор стека локальных дисковых пространств. Here’s an overview of the Storage Spaces Direct stack:

Оборудование для сетевого взаимодействия. Networking Hardware. Для обмена данными между серверами локальные дисковые пространства используют протокол SMB3, включая SMB Direct и SMB Multichannel, работающий через Ethernet. Storage Spaces Direct uses SMB3, including SMB Direct and SMB Multichannel, over Ethernet to communicate between servers. Мы настоятельно рекомендуем использовать Ethernet со скоростью передачи данных более 10 Гбит/с и удаленным доступом к памяти (RDMA) — iWARP или RoCE. We strongly recommend 10+ GbE with remote-direct memory access (RDMA), either iWARP or RoCE.

Оборудование хранилища. Storage Hardware. От 2 до 16 серверов с локально подключенными дисками SATA, SAS или NVMe. From 2 to 16 servers with local-attached SATA, SAS, or NVMe drives. Каждый сервер должен иметь по крайней мере 2 твердотельных накопителя и 4 дополнительных диска. Each server must have at least 2 solid-state drives, and at least 4 additional drives. Устройства SATA и SAS должны располагаться за адаптером шины (HBA) и расширителем SAS. The SATA and SAS devices should be behind a host-bus adapter (HBA) and SAS expander. Мы настоятельно рекомендуем использовать тщательно спроектированные и протестированные платформы от наших партнеров (ожидаются в ближайшее время). We strongly recommend the meticulously engineered and extensively validated platforms from our partners (coming soon).

Отказоустойчивая кластеризация. Failover Clustering. Встроенная функция кластеризации Windows Server используется для подключения серверов. The built-in clustering feature of Windows Server is used to connect the servers.

Шина хранилища программного обеспечения. Software Storage Bus. Шина Software Storage Bus — это новая технология, представленная в локальных дисковых пространствах. The Software Storage Bus is new in Storage Spaces Direct. Она охватывает весь кластер и создает программно-определяемую структуру хранения, в которой каждый сервер имеет доступ к локальным дискам любого другого сервера. It spans the cluster and establishes a software-defined storage fabric whereby all the servers can see all of each other’s local drives. Это можно рассматривать как замену дорогостоящим и ограниченным в своих возможностях подключениям Fibre Channel или Shared SAS. You can think of it as replacing costly and restrictive Fibre Channel or Shared SAS cabling.

Кэш уровня шины хранилища. Storage Bus Layer Cache. Шина Software Storage Bus динамически связывает самые быстрые диски (например, SSD) с более медленными дисками (например, жесткими дисками) для обеспечения кэширования при чтении и записи на стороне сервера с целью ускорить ввод-вывод и повысить пропускную способность. The Software Storage Bus dynamically binds the fastest drives present (e.g. SSD) to slower drives (e.g. HDDs) to provide server-side read/write caching that accelerates IO and boosts throughput.

Пул носителей. Storage Pool. Набор дисков, которые образуют основу для дисковых пространств, называется пулом носителей. The collection of drives that form the basis of Storage Spaces is called the storage pool. Он создается автоматически, и все подходящие диски обнаруживаются и добавляются в него также автоматически. It is automatically created, and all eligible drives are automatically discovered and added to it. Мы настоятельно рекомендуем использовать один пул носителей в каждом кластере с параметрами по умолчанию. We strongly recommend you use one pool per cluster, with the default settings. Прочитайте раздел Глубокое погружение в пул носителей, чтобы узнать больше. Read our Deep Dive into the Storage Pool to learn more.

Дисковые пространства. Storage Spaces. Дисковые пространства обеспечивают отказоустойчивость виртуальных дисков с помощью зеркального отображения, очистки кодирования или и того и другого. Storage Spaces provides fault tolerance to virtual «disks» using mirroring, erasure coding, or both. Их можно представить как распределенный программно-определяемый массив RAID на основе дисков в пуле. You can think of it as distributed, software-defined RAID using the drives in the pool. В локальных дисковых пространствах виртуальные диски обычно устойчивы к одновременному сбою двух дисков или серверов (то есть применяется трехстороннее зеркалирование, при котором каждая копия данных размещается на отдельном сервере), хотя также доступна отказоустойчивость на уровне шасси или стоек. In Storage Spaces Direct, these virtual disks typically have resiliency to two simultaneous drive or server failures (e.g. 3-way mirroring, with each data copy in a different server) though chassis and rack fault tolerance is also available.

Устойчивая файловая система (ReFS). Resilient File System (ReFS). ReFS — это файловая система с превосходными возможностями, предназначенная специально для виртуализации. ReFS is the premier filesystem purpose-built for virtualization. Она позволяет существенно ускорить операции с файлами VHDX, такие как создание, расширение и объединение контрольных точек, а также имеет встроенные средства проверки контрольной суммы для обнаружения и исправления ошибок на уровне отдельных битов. It includes dramatic accelerations for .vhdx file operations such as creation, expansion, and checkpoint merging, and built-in checksums to detect and correct bit errors. В ней также реализовано переключение уровней в режиме реального времени, позволяющее переносить данные между «активными» и «пассивными» уровнями хранения в режиме реального времени в соответствии с интенсивностью использования. It also introduces real-time tiers that rotate data between so-called «hot» and «cold» storage tiers in real-time based on usage.

Общие тома кластера. Cluster Shared Volumes. Файловая система CSV объединяет все тома ReFS в единое пространство имен, доступное с любого сервера, так что для каждого сервера все тома представляются как локально подключенные. The CSV file system unifies all the ReFS volumes into a single namespace accessible through any server, so that to each server, every volume looks and acts like it’s mounted locally.

масштабируемый файловый сервер. Scale-Out File Server. Этот последний уровень необходим только в конвергентных развертываниях. This final layer is necessary in converged deployments only. Он обеспечивает удаленный доступ к файлам со стороны клиентов, например другого кластера Hyper-V, через сеть по протоколу SMB3. Таким образом локальные дисковые пространства по сути превращаются в подключенное к сети хранилище (NAS). It provides remote file access using the SMB3 access protocol to clients, such as another cluster running Hyper-V, over the network, effectively turning Storage Spaces Direct into network-attached storage (NAS).

Истории клиентов Customer stories

Существует более 10 000 кластеров по всему миру, где работают Локальные дисковые пространства. There are over 10,000 clusters worldwide running Storage Spaces Direct. Организации всех размеров, от малых предприятий, развертывающих всего два узла, до крупных предприятий и правительственных учреждений, развертывающих сотни узлов, зависят от Локальные дисковые пространства для критически важных приложений и инфраструктуры. Organizations of all sizes, from small businesses deploying just two nodes, to large enterprises and governments deploying hundreds of nodes, depend on Storage Spaces Direct for their critical applications and infrastructure.

Посетите Microsoft.com/HCI , чтобы прочитать свои истории: Visit Microsoft.com/HCI to read their stories:

Средства управления Management tools

Для управления и (или) мониторинга Локальные дисковые пространства можно использовать следующие средства. The following tools can be used to manage and/or monitor Storage Spaces Direct:

Имя Name	Графический или Командная строка? Graphical or command-line?	Оплачивается или включается? Paid or included?
Windows Admin Center; Windows Admin Center	Графический Graphical	Включено Included
Диспетчер сервера & диспетчер отказоустойчивости кластеров Server Manager & Failover Cluster Manager	Графический Graphical	Включено Included
Windows PowerShell Windows PowerShell	Командная строка Command-line	Включено Included
System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) & Operations Manager (SCOM) & Operations Manager (SCOM)	Графический Graphical	Платный Paid

Начало работы Get started

Попробуйте локальные дисковые пространства в Microsoft Azure или скачайте ознакомительную версию Windows Server с лицензией на 180 дней. Try Storage Spaces Direct in Microsoft Azure, or download a 180-day-licensed evaluation copy of Windows Server from Windows Server Evaluations.