21. Januar 2019 Aleksej Kusnir

Storage Spaces Direct Einführung

Sie möchten wissen wie Storage Spaces Direct funktioniert und wie Sie es in Ihrem Unternehmen einsetzen können?

In diesem Tutorial lernen Sie die wichtigsten Grundlagen zu Storage Spaces Direct.

Ich zeige Ihnen in welchen Szenarien Sie Storage Spaces Direct einsetzen können und präsentiere Ihnen in einer Demo wie Storage Spaces Direct in der Praxis funktioniert.

Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Lernen.

Was ist Storage Spaces Direct?

Storage Spaces Direct ist eine Professionale Storage Lösung der Firma Microsoft, basierend auf x86 Servern mit Windows Server Betriebssystemen.

Bei Storage Spaces Direct werden normale x86 Server mit internen Platten verwendet, um ein hochverfügbares und performantes Storage System zu erstellen.

Storage Spaces Direct wird als Enterprise Storage für Hyper-V und SQL Cluster genutzt.

Nun möchte Ich Ihnen die Einsatzszenarien für Storage Spaces Direct kurz vorstellen.

Einsatzszenarien

Sie können Storage Spaces Direct in 3 Szenarien einsetzen.

Storage Spaces Direct als Enterprise Storage für Hyper-V und SQL Server

Verwenden Sie für Storage Spaces Direct als externes Storage für Ihre Hyper-V oder SQL Server Umgebung.

Die Daten werden über das neue SMB 3.0 Protokoll von Ihrem Hyper-V oder SQL Server Cluster auf die Storage Spaces Direct Umgebung gespeichert.

Hyperconverged

Nutzen Sie Storage Spaces Direct und Hyper-V auf denselben Servern und erstellen Sie somit eine Hyperconvergeg Umgebung. 

Mit dieser Methode minimieren Sie Hardwarekosten und Verwaltungsaufwand für den Betrieb.

Damit Sie einen Storage Spaces Direct Cluster installieren können, müssen Sie sich erst mit den nachfolgenden Voraussetzungen und Grundlagen vertraut machen.  

Gemeinsam gehen wir Schritt für Schritt die wichtigen Voraussetzungen und Grundlagen durch, die Sie bei Storage Spaces Direct beachten müssen.

Voraussetzungen 

Storage Spaces Direct stellt hohe Anforderungen an die x86 Server, die Sie als Storage System nutzen möchten. 

Dazu zählen Zertifizierte Hardware, Server, CPU, Arbeitsspeicher, Festplatten, Boot und Netzwerkverbindungen. 

Für eine genau Liste der Anforderungen gehen Sie bitte auf:  

https://docs.microsoft.com/de-de/windows-server/storage/storage-spaces/storage-spaces-direct-hardware-requirements

Anbei ist ein kleiner Auszug aus dem Anforderungskatalog, den Sie in oberen Link ansehen können.

Server 

  • Mindestens zwei, maximal 16Server 
  • Empfohlen, alle Server gleichen Hersteller und Modell aufweisen.

CPU 

  • Intel Nehalem oder kompatibler Prozessor; oder 
  • AMD EPYC oder kompatibler Prozessor

Arbeitsspeicher 

  • Arbeitsspeicher, um Windows Server, VMs und anderen Apps oder Arbeitslasten. Plus 
  • 4 GB RAM pro Terabyte (TB) cachelaufwerkkapazität auf jedem Server für „direkte Speicherplätze“-Metadaten 

Boot 

  • Alle von Windows Server, welche SATADOM enthält nun u. a. unterstützten Startgerät 
  • RAID 1 Spiegelung ist nicht erforderlich, jedoch wird für den Start unterstützt 
  • Empfohlen: 200 GB minimale Größe 

Networking 

Minimum (für kleine Skalierung 2 bis 3-Knoten) 

  • 10 Gbit/s Netzwerk-Schnittstelle 
  • Direct-Verbindung (switchless) wird unterstützt, mit 2-Knoten 

Empfohlen (für hohe Leistung und einer Skalierung oder Bereitstellungen von 4 + Knoten) 

  • Netzwerkkarten, die Remote Direct Memory Access (RDMA) kann, sind (empfohlen) iWARP oder RoCE 
  • Mindestens zwei NICs für Redundanz und Leistung 
  • 25 Gbit/s Netzwerkschnittstelle oder höher

Laufwerke

Mindestanzahl von Laufwerken (schließt Startlaufwerk) 

  • Wenn Laufwerke als Cache verwendet werden, sind mindestens zwei pro Server erforderlich. 
  • Pro Server müssen mindestens vier Kapazitätslaufwerke vorhanden sein, die nicht als Cache fungieren. 
Vorhandene Laufwerktypen Erforderliche Mindestanzahl
Alle NVMe (gleiches Modell) 4x NVMe
Alle SSD (gleiches Modell) 4x SSD
NVMe und SSD 2x NVMe und 4x SSD
NVMe und HDD 2x NVMe und 4x HDD
SSD und HDD 2x SSD und 4x HDD
NVMe und SSD und HDD 2x NVMe und vier andere

Maximale Kapazität 

  • Empfohlen: Maximal 100 Terabyte (TB) reine Speicherkapazität pro Server 
  • Maximal 1 Petabyte (1.000 TB) Gesamtkapazität im Speicherpool 

Grundlagen

Ich möchte mit Ihnen nun die Grundalgen durchgehen, die Sie bei der Bereitstellung und beim Betrieb von Storage Spaces Direct beachten sollten. 

    Failover Cluster 

Storage Spaces Direct ist eine Funktion, die die Failover Cluster Rolle benötigt. 

Deswegen müssen Sie die Failover Cluster Rolle installieren, bevor Sie Storage Spaces Direct aktivieren können. 

    Storage Tierung 

So wie die meisten Enterprise Storage Systeme, nutzt auch Storage Spaces Direct Storage Tiering Funktionalitäten. 

Storage Tiering ist eine Lösung, wie Storage Hersteller mit Daten umgehen, um diese den Benutzer möglichst schnell bereitzustellen, als auch möglich viel Kapazität zu bekommen. 

Anbei ein Beispiel wie Storage Tiering sich auf die Performance und die Kapazität auswirkt. 

Wir vergleichen mal ein System ohne Storage Tiering und eins mit Storage Tiering. 

    RDMA 

RDMA (Remote Direct Memory Access) ist eine Lösung der Netzwerkhersteller, die es ermöglicht Daten zwischen Servern über Switche zu transportieren, ohne dabei das TCP Protokoll zu verwenden. 

[Hinweis: RDMA ist nicht zwingen für den Betrieb von Storage Spaces Direct erforderlich aber auf jeden Fall empfohlen] 

Wie Ihr ja wisst, basiert das TCP Protokoll auf einem Frage Antwort Mechanismus. Dieser stellt sicher, dass alle Daten korrekt übertragen werden. Dieser Mechanismus sorgt aber auch dazu, dass Daten langsamer übertragen werden. Des Weiteren ist die CPU mit der Übertragung von TCP Daten meist überlastet. 

Um hier Abhilfe zu schaffen, wurde RDMA eingeführt. 

Mit Hilfe von RDMA wird die CPU entlastet und die Daten schnell und sicher übertragen. Dabei können wir in der Übertragung sehr schöne kleine Latenzen feststellen, welche uns einen hohen Durchsatz erlauben. 

Wie sieht eine RDMA Übertragung gegenüber einer TCP Übertragung aus.

Fazit 

Nun haben Sie gelernt, was Storage Spaces Direct ist und wie Sie es einsetzen können. 

Sie Wissen dass Sie bei der Nutzung von Hardware auf eine von Microsoft Zertifizierte Hardware zugreifen sollten. 

Storage Spaces Direct ist eine großartige Lösung, die es ermöglicht mit der richtigen Nutzung die Verwaltung und die Kosten für Enterprise Ressourcen zu verringern. 

Ich hoffe Sie konnten aus dem Artikel einiges Mitnehmen. 

Hinterlassen Sie uns gerne ein Kommentar – das würde mich freuen. 

Ich wünsche Ihnen weiterhin viel Erfolg. 

Aleksej Kusnir