Applies to: Windows Server 2019, Windows Server 2016
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. 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.
Storage Spaces Direct is included in Windows Server 2019 Datacenter, Windows Server 2016 Datacenter, and Windows Server Insider Preview Builds.
For other applications of Storage Spaces, such as Shared SAS clusters and stand-alone servers, see Storage Spaces overview. If you’re looking for info about using Storage Spaces on a Windows 10 PC, see Storage Spaces in Windows 10.
Understand
| Plan
|
Deploy
| Manage
|
Troubleshooting
| Recent blog posts
|
Содержание
Videos
Quick Video Overview (5 minutes)
Storage Spaces Direct at Microsoft Ignite 2018 (1 hour)
Storage Spaces Direct at Microsoft Ignite 2017 (1 hour)
Launch Event at Microsoft Ignite 2016 (1 hour)
Key benefits
| Simplicity. Go from industry-standard servers running Windows Server 2016 to your first Storage Spaces Direct cluster in under 15 minutes. For System Center users, deployment is just one checkbox. | |
| Unrivaled Performance. 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. | |
| Fault Tolerance. Built-in resiliency handles drive, server, or component failures with continuous availability. Larger deployments can also be configured for chassis and rack fault tolerance. When hardware fails, just swap it out; the software heals itself, with no complicated management steps. | |
| Resource Efficiency. 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. | |
| Manageability. Use Storage QoS Controls to keep overly busy VMs in check with minimum and maximum per-VM IOPS limits. 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. | |
| Scalability. Go up to 16 servers and over 400 drives, for up to 1 petabyte (1,000 terabytes) of storage per cluster. To scale out, simply add drives or add more servers; Storage Spaces Direct will automatically onboard new drives and begin using them. Storage efficiency and performance improve predictably at scale. |
Deployment options
Storage Spaces Direct was designed for two distinct deployment options:
Converged
Storage and compute in separate clusters. 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. 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.
Hyper-Converged
One cluster for compute and storage. 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. 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. See Deploy Storage Spaces Direct.
How it works
Storage Spaces Direct is the evolution of Storage Spaces, first introduced in Windows Server 2012. 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. It also introduces new technology, most notably the Software Storage Bus.
Here’s an overview of the Storage Spaces Direct stack:
Networking Hardware. Storage Spaces Direct uses SMB3, including SMB Direct and SMB Multichannel, over Ethernet to communicate between servers. We strongly recommend 10+ GbE with remote-direct memory access (RDMA), either iWARP or RoCE.
Storage Hardware. From 2 to 16 servers with local-attached SATA, SAS, or NVMe drives. Each server must have at least 2 solid-state drives, and at least 4 additional drives. The SATA and SAS devices should be behind a host-bus adapter (HBA) and SAS expander. We strongly recommend the meticulously engineered and extensively validated platforms from our partners (coming soon).
Failover Clustering. The built-in clustering feature of Windows Server is used to connect the servers.
Software Storage Bus. The Software Storage Bus is new in Storage Spaces Direct. It spans the cluster and establishes a software-defined storage fabric whereby all the servers can see all of each other’s local drives. You can think of it as replacing costly and restrictive Fibre Channel or Shared SAS cabling.
Storage Bus Layer Cache. 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.
Storage Pool. The collection of drives that form the basis of Storage Spaces is called the storage pool. It is automatically created, and all eligible drives are automatically discovered and added to it. We strongly recommend you use one pool per cluster, with the default settings. Read our Deep Dive into the Storage Pool to learn more.
Storage Spaces. Storage Spaces provides fault tolerance to virtual "disks" using mirroring, erasure coding, or both. You can think of it as distributed, software-defined RAID using the drives in the pool. 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.
Resilient File System (ReFS). ReFS is the premier filesystem purpose-built for virtualization. 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. It also introduces real-time tiers that rotate data between so-called "hot" and "cold" storage tiers in real-time based on usage.
Cluster Shared Volumes. 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.
Scale-Out File Server. This final layer is necessary in converged deployments only. 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).
Customer stories
There are over 10,000 clusters worldwide running Storage Spaces Direct. 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.
Visit Microsoft.com/HCI to read their stories:
Management tools
The following tools can be used to manage and/or monitor Storage Spaces Direct:
| Name | Graphical or command-line? | Paid or included? |
|---|---|---|
| Windows Admin Center | Graphical | Included |
| Server Manager & Failover Cluster Manager | Graphical | Included |
| Windows PowerShell | Command-line | Included |
| System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) & Operations Manager (SCOM) | Graphical | Paid |
Get started
Try Storage Spaces Direct in Microsoft Azure, or download a 180-day-licensed evaluation copy of Windows Server from Windows Server Evaluations.
Storage Spaces Direct позволяет на базе стандартных серверов с локальными накопителями создать высокодоступное, высокомасштабируемое программно-определяемое хранилище с меньшими затратами, чем при использовании традиционных массивов SAN или NAS. Конвергентная или гиперконвергентная архитектура этого решения упрощает закупки и развертывание, а такие функции, как кэширование, многоуровневое хранение и erasure coding с сетью RDMA и накопителями NVMe, обеспечивают беспрецедентную эффективность и производительность.
Storage Spaces Direct является частью ЦОД Windows Server 2016.
Основные преимущества
Удобство использования. Переход от стандартных серверов на базе Windows Server 2016 к первому кластеру Storage Spaces Direct занимает всего 15 минут. Пользователи System Center могут выполнить развертывание, установив один флажок.
Беспрецедентная производительность. Storage Spaces Direct с флеш-накопителями или гибридными дисками позволяет без труда обрабатывать более 150 000 смешанных произвольных операций ввода-вывода в секунду блоками 4 КБ в расчете на один сервер. При этом задержка получается минимальной благодаря встроенной архитектуре гипервизора, кэшу чтения/записи и поддержке передовых накопителей NVMe, которые установлены непосредственно на шине PCIe.
Отказоустойчивость. Эффективная технология устранения неполадок с накопителями, серверами или компонентами обеспечивает постоянную доступность. Более крупные развертывания можно настроить для обеспечения отказоустойчивости шасси и стойки. Если происходит сбой оборудования, вам нужно просто заменить его; программное обеспечение восстанавливает себя самостоятельно без каких-либо сложных действий по управлению с вашей стороны.
Эффективность ресурсов. Технология erasure coding обеспечивает в 2,4 раза большую эффективность хранилища благодаря таким инновационным функциям, как Local Reconstruction Codes и многоуровневое хранение (real-time tiering). Прирост эффективности касается и жестких дисков и смешанных горячих/холодных нагрузок. При этом снижается потребление ресурсов ЦП, и ресурсы можно использовать там, где они нужны больше всего — в виртуальной машине.
Управление. Используйте Storage QoS Controls, чтобы проверять перегруженные ВМ на соответствие минимальным и максимальным лимитам IOPS в расчете на ВМ. Health Service обеспечивает непрерывный мониторинг и оповещения, а новые API упрощают сбор метрик производительности и емкости по всему кластеру.
Масштабируемость. Поддерживается до 16 серверов и более 400 накопителей с несколькими петабайтами данных на кластер. Чтобы выполнить масштабирование, просто добавьте накопители или серверы; Storage Spaces Direct автоматически начнет использовать новые накопители. Эффективность и производительность хранилища повышаются предсказуемо.
Варианты развертывания
Существует два варианта развертывания Storage Spaces Direct:
1. Конвергентное (или дезагрегированное) развертывание. Масштабируемый файловый сервер (Scale-out File Server, сокращенно — SoFS) размещается поверх Storage Spaces Direct для обеспечения сетевого хранилища для файловых ресурсов общего доступа SMB3. В результате можно масштабировать вычислительные нагрузки независимо от кластера хранилища. Это важно для крупномасштабных развертываний, например инфраструктуры как услуги на базе Hyper-V, для сервис-провайдеров и крупных компаний.
2. Гиперконвергентное развертывание. Виртуальные машины Hyper-V или базы данных SQL Server запускаются непосредственно на серверах хранения, где файлы хранятся на локальных томах. Это исключает необходимость настраивать доступ к файловому серверу и разрешения и сокращает затраты на оборудование для развертываний в небольших и средних компаниях и удаленных офисах/филиалах. См. Гиперконвергентное решение с использованием Storage Spaces Direct.
Принципы работы
Storage Spaces Direct — это следующий шаг в развитии решения Storage Spaces, которое впервые было реализовано в Windows Server 2012. В нем используется множество функций, которые вам хорошо известны по опыту использования Windows Server. Например, Failover Clustering, файловая система Cluster Shared Volume (CSV), Server Message Block (SMB) 3 и Storage Spaces. Но есть в этом решении и новые технологии, такие как Software Storage Bus.
Ниже приведена обзорная информация о стеке Storage Spaces Direct:
Сетевое оборудование. Storage Spaces Direct использует SMB3, включая SMB Direct и SMB Multichannel, для взаимодействия между серверами по протоколу Ethernet. Мы настоятельно рекомендуем подключение 10+ GbE с удаленным прямым доступом к памяти (RDMA) с использованием iWARP или RoCE.
Оборудование для хранения данных. От 2 до 16 серверов с локальными накопителями SATA, SAS или NVMe. Каждый сервер должен иметь как минимум 2 твердотельных накопителя и 4 дополнительных накопителя. Устройства SATA и SAS должны находиться позади хост-адаптера шины (HBA) и расширителя SAS. Мы настоятельно рекомендуем использовать тщательно спроектированные и проверенные платформы от наших партнеров (скоро).
Failover Clustering. Встроенная в Windows Server функция кластеризации используется для подключения серверов.
Software Storage Bus. Software Storage Bus — это новая функция, реализованная в Storage Spaces Direct. Она охватывает кластер и устанавливает программно-определяемую фабрику хранения, где все серверы могут видеть все локальные накопители друг друга. Это своего рода замена дорогостоящих и ограниченных по своим возможностям решений Fibre Channel и Shared SAS.
Storage Bus Layer Cache. Software Storage Bus динамически привязывает самые быстрые накопители (например, SSD) к более медленным (например, HDD), чтобы обеспечить кэширование чтения/записи на стороне сервера для увеличения количества операций ввода-вывода и повышения пропускной способности.
Пул хранения. Набор накопителей, который формирует основу Storage Spaces, называется пулом хранения. Он создается автоматически, и все накопители автоматически обнаруживаются и добавляются в него. Мы настоятельно рекомендуем использовать один пул на кластер с настройками по умолчанию.
Storage Spaces. Storage Spaces обеспечивают отказоустойчивость виртуальных дисков посредством зеркалирования, erasure coding или и той, и другой технологии. Это своего рода распределенный, программно-определяемый массив RAID с использованием накопителей в пуле. В Storage Spaces Direct виртуальные диски обычно устойчивы к двум одновременным сбоям накопителей или серверов (например, благодаря трехстороннему зеркалированию, при котором каждая копия данных хранится на разных серверах), хотя отказоустойчивость шасси и стойки также возможно реализовать.
Отказоустойчивая файловая система (ReFS). ReFS — это файловая система, предназначенная для виртуализации. В ней реализованы улучшения операций с файлами .vhdx, таких как создание, расширение и слияние контрольных точек, а также встроенные контрольные суммы для обнаружения и исправления ошибок в битах. Кроме того, в ней реализована технология хранения данных в реальном времени, которая перемещает данные между так называемыми «горячими» и «холодными» уровнями хранения в реальном времени на основе объема потребления.
Общие тома кластера (Cluster Shared Volumes, сокращенно — CSV). Файловая система CSV объединяет все тома ReFS в одно пространство имен, доступное на любом сервере, так что каждый сервер и каждый том выглядят и работают так, как если бы они были установлены локально.
Масштабируемый файловый сервер. Этот финальный уровень необходим только в конвергентных развертываниях. Он обеспечивает удаленный доступ к файлам с использованием протокола SMB3 для клиентов, таких как кластер на базе Hyper-V, по сети. Это позволяет превратить Storage Spaces Direct в сетевое хранилище (NAS).
А еще тут у нас странная история произошла со Microsoft Storage Spaces Direct. Это, кто не знал, такая «гиперконвергенция», встроенная в Windows Server 2016 (ну, она теперь у всех, вот и Microsoft оскоромился). Или, вернее, была встроена, потому что в новом обновлении 1709 его из Windows Server 2016 удалили. По этому поводу есть некоторое количество запутанных объяснений, но, откровенно говоря, выглядит как временное удаление до исправления каких-то серьезных проблем. Обещают вернуть в следующем semi-annual update. Но пока пускать ли такое в продакшн — я бы поостерегся.
Пишу, потому что у нас в стране есть некоторое ненулевое количество пользователей и фанатов технологий Microsoft, и мне уже несколько раз приходилось сталкиваться с вопросами про S2D как потенциального конкурента. Ну, вот такой он у нас конкурент. То есть, то нет.
Поделиться ссылкой:
Похожее
Странные движения вокруг Microsoft Storage Spaces Direct (S2D) : 17 комментариев
Знаю, что в даталайне есть адепты S2D 🙂 Но по-моему сам мелкософт даже говорит — нот рейди фо продакшн…я бы от них многого не ожидал, данные как то дороже 🙂
Он сейчас доступен в сборках Windows Insiders. И вполне работоспособен. Но сырость продукта еще очень заметна.
«Но по-моему сам мелкософт даже говорит — нот рейди фо продакшн…я бы от них многого не ожидал, данные как то дороже :)» — судя по всему данные из очень авторитетного источника ОБС (одна бабка сказала). Если бы не верили — не стали бы делать Azure Stack на его базе. По поводу «сырости» не соглашусь с предыдущим комментатором. Да, есть нюансы как и везде (вспомним VSAN). А так — прекрасно работает и в 14393, и в 1709. Подумаешь, индусы-программисты сделали свойство кластера отвечающее за включение s2d read-only — с них и не то станется. А так истерия странная вокруг всего этого. Где-то кто-то написал, начался плач и стенания, потом мс по дурости написал not included и понеслась…
«Предъявите ваши доказательства». Я свои данные привел ссылками в посте. Это официальные источники.
> «Предъявите ваши доказательства». Я свои данные привел ссылками в посте. Это
> официальные источники.
к вашей статье вопросов нет. почти. его не удалили. его нельзя включить. если делать cluster rolling update уже существующей инфраструктуры — все работает. к тому же появляются некоторые интересные фишечки
>Подумаешь, индусы-программисты сделали свойство кластера отвечающее за включение s2d read-only — с них и не то станется.
Такие действия несут крупные репутацилонные риски для MS и «не заметить» это можно только по очень весомым причинам.
> так — прекрасно работает и в 14393, и в 1709
Это утверждение годности к продуктиву? Не смешно?
P.S. Не фонат Nutanix
У многих облачных провайдеров он стоит и вполне себе работает. Речь конечно не о крупных, а о средней руки компаниях.
Про «у многих» это вы довольно смело зашли 😉
> Про «у многих» это вы довольно смело зашли 😉
у достаточного количества. не надо забывать что semi-annual channel это новая игрушка для тех, кому очень хочется нового.
>> так — прекрасно работает и в 14393, и в 1709
> Это утверждение годности к продуктиву? Не смешно?
а что здесь смешного? оно действительно прекрасно работает. начиная с 1709 есть дедуп на рефс в рилтайме
Можно узнать, сколько вы знаете «облачных провайдеров средней руки», чтобы говорить про это количество «достаточное», и уж тем более «многие»?
я знаю минимум 4х (ДатаЛайна среди них нет пока) в Москве. Это много или мало?
А, то есть это речь про одну лишь Москву идет? Ну, тогда это вполне вероятно и так 🙂 В России MS традиционно очень популярен. Но дело в том, что в мире это не так совсем. Я просто вижу нашу статистику по использованию Hyper-V, например. Россия, Франция, еще некоторые европейские страны, ну и все по миру. Это специфика России, но масштабировать это на весь мир нельзя.
Сергей, назовите их по именам, если возможно. Было бы очень интересно узнать.
к сожалению не назову. корова не моя, продать не могу
в мире цифры совсем другие, но здесь я не обладаю достаточной информацией для того, чтобы говорить «сколько». скажем 100, может больше. технология очень интересна, и pfe с mvp судя по отчетам работают в поте лица.
Роман, а можно перекрестный вопрос — сколько «провайдеров средней руки» используют Nutanix в Москве? я то ответ знаю, хотелось бы подтверждения
