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Wie Microsoft Storage Spaces Direct HCI-Storage vereinfacht

Storage Spaces Direct in Windows Server bietet Technologien. Das senkt die Gesamtbetriebskosten und vereinfacht die Speicherung in konvergenten und hyperkonvergenten Umgebungen.

Microsoft Storage Spaces Direct ist eine softwaredefinierte Speichertechnologie (SDS), die in Windows Server 2016 eingeführt wurde, um die Bereitstellung und Verwaltung von Speicherplatz zu vereinfachen. Das Tool verwendet Server nach Industriestandard mit lokal angeschlossenen Laufwerken, um hochverfügbaren und skalierbaren Speicher bereitzustellen - ohne die Kosten herkömmlicher SANs oder NAS-Speicher zu erzeugen.

Storage Spaces Direct ist eine Weiterentwicklung der Microsoft Storage Spaces-Technologie, die in Windows Server 2012eingeführt wurde. Microsoft entwickelte softwarebasierte Storage Spaces, um Daten vor Laufwerksausfällen zu schützen, indem drei oder mehr Laufwerke in einem gemeinsamen Ressourcenpool zusammengefasst werden, der dann mehrere Kopien der Daten speichern kann.

Microsoft Storage Spaces Direct verwendet Storage Spaces als Teil seiner Basis, umfasst aber auch andere wichtige Komponenten wie Software Storage Bus, Resilient File System, Clustered Shared Volumes und Failover Clustering, um ein komplettes Software-Defined Storage (SDS)-Paket zu erstellen.

Storage Spaces Direct gruppiert physische Laufwerke in einen logischen Ressourcenpool und erstellt so ein Shared Speicher-Repository, das die Laufwerke effizienter nutzt als herkömmliche Ansätze. Darüber hinaus setzt es eine Reihe von Technologien zur Leistungssteigerung und zum Schutz von Daten ein, wie Caching, Erasure Coding, Storage Tiering, NVMe und Remote Direct Memory Access.

Microsoft bietet mehrere Optionen für die direkte Verwaltung von Storage Spaces Direct, darunter Windows PowerShell, Server Manager und Failover Cluster Manager sowie System Center Virtual Machine Manager und Operations Manager. Mit der Veröffentlichung von Windows Server 2019 hat Microsoft auch die Unterstützung für Storage Spaces Direct to Windows Admin Center hinzugefügt, was die Verwaltung von Storage Spaces Direct noch weiter vereinfacht.

Implementierung von Storage Spaces Direct

Microsoft hat Storage Spaces Direct für zwei Einsatzszenarien entwickelt: konvergente und hyperkonvergenteInfrastruktur (HCI). Die folgende Abbildung zeigt die beiden Bereitstellungsmodi nebeneinander, wobei Storage Spaces Direct den softwaredefinierten Speicher bereitstellt.

So lässt sich Storage Spaces Direct in die Infrastruktur integrieren.
So lässt sich Storage Spaces Direct in die Infrastruktur integrieren.

Im konvergenten Modus - auch als disaggregierter Modus bezeichnet - befinden sich Compute- und Speicherressourcen in separaten Clustern, was für die Unterstützung großer Workloads wichtig ist. Microsoft Storage Spaces Direct wird auf den Speicherknoten in einem Scale-Out-Dateiserver-Cluster ausgeführt, um den Storage Tier zu erstellen, und Hyper-V wird auf den Compute-Knoten in einem separaten Cluster ausgeführt, um die Berechnungsebene zu erstellen. Der Konvergenzmodus verwendet auch das SMB 3.0-Protokoll, um die Kommunikation zwischen den beiden Clustern zu erleichtern.

Im hyperkonvergenten Modus befinden sich die Compute- und Speicherressourcen im gleichen Cluster, wobei der Speicher direkt an jeden Server im Cluster angeschlossen ist, um vollständige, aber verbundene Compute-/Speicherknoten zu erstellen. Der hyperkonvergente Modus zielt tendenziell auf KMUs oder Remote Office/Niederlassungen ab, was zu einem geringeren Hardware-Footprint und einem geringeren Verwaltungsaufwand führt.

Mehrere Anbieter bieten nun HCI auf Basis von Storage Spaces Direct an, so dass Sie ein komplettes HCI erwerben können, das sich schnell und einfach im Rechenzentrum einsetzen lässt. Dell EMC beispielsweise verkauft eine Reihe von HCI-Konfigurationen, die aus Storage Spaces Direct Ready Nodes bestehen, die auf PowerEdge-Servern basieren. Dell EMC-Kunden können auch Storage Spaces Direct und Hyper-V verwenden, um ihre eigenen hyperkonvergenten Systeme zu erstellen. Beide Tools sind in den Datacenter-Editionen von Windows Server 2016 und 2019 enthalten.

Vorteile von Storage Spaces Direct

Als Microsoft Storage Spaces Direct in Windows Server 2016 einführte, bot die neue Funktion eine Reihe von Vorteilen. Eine der bemerkenswertesten war die Einfachheit, mit der man es einsetzen kann. Laut Microsoft lässt sich ein Storage Spaces Direct Cluster in weniger als 15 Minuten konfigurieren. Darüber hinaus könnte Storage Spaces Direct automatisch neue Laufwerke einbinden und diese sofort im Speicherpool verwenden.

Storage Spaces Direct bietet auch eine bessere Ressourcennutzung, zum Teil, weil das Erasure Coding Funktionen wie lokale Local Construction Codes und Echtzeit-Tier-Optimierung enthält, die es ermöglichten, eine 2,4-fach höhere Ressourceneffizienz zu erreichen. Darüber hinaus kann Storage Spaces Direct bis zu 16 Server und über 400 Laufwerke skalieren, um bis zu einem Petabyte (PB) Speicher pro Cluster bereitzustellen. Gleichzeitig kann die Bereitstellung von Storage Spaces Direct - ob All-Flash oder Hybrid - über 150.000 gemischte 4K zufällige (Random) IOPS pro Server liefern.

Microsoft Storage Spaces Direct verwendet Storage Spaces als Teil seiner Basis, umfasst aber auch andere wichtige Komponenten wie Software Storage Bus, Resilient File System, Clustered Shared Volumes und Failover Clustering, um ein komplettes Software-Defined Storage (SDS)-Paket zu erstellen.

Mit der Einführung von Windows Server 2019 hat Microsoft Storage Spaces Direct noch weiter verbessert. Beispielsweise unterstützt Storage Spaces Direct jetzt verschachtelte Ausfallsicherheit (Nested Resiliency), was es einem Zweiknoten-Cluster ermöglicht, mehreren Hardwareausfällen standzuhalten. Darüber hinaus können Sie nun einen Speicherpool erstellen, der bis zu 4 PByte pro Cluster Rohkapazität unterstützt. Storage Spaces Direct fügte auch eine Mirroring-beschleunigte Parität hinzu, um Volumes zu erstellen, die zum Teil gespiegelte Daten, zum Teil Paritätsdaten enthalten. Zudem unterstützt es Intel Optane DC persistente Speichermodule, um eine noch höhere Leistung zu erzielen.

Neue Benachrichtigungen zu Storage Resyncs ermöglichen es dem Health Service des Windows Servers, eine Fehlermeldung zu senden, wenn der Speicher re-synchronisiert wird. Die Warnmeldungen können helfen, Szenarien zu vermeiden, wie z.B. das versehentliche Herunterfahren eines Servers während des Re-Synchronisationsprozesses. Darüber hinaus sammelt Storage Spaces Direct nun automatisch den Performance-Verlauf und speichert ihn bis zu einem Jahr lang auf dem Cluster. Dazu gehören Daten über physische Festplatten, Netzwerkadapter, Cluster, Clusterknoten, virtuelle Festplatten (Virtual Hard Disk) und Volumes virtueller Maschinen.

Vorsicht ist dennoch geboten

Mit Microsoft Storage Spaces Direct können Sie mit SDS logische Speicher-Volumes mit lokalem Storage erstellen. Mit Storage Spaces Direct können Sie sowohl konvergente als auch hyperkonvergente Infrastrukturen mit Standard-Hardware implementieren und gleichzeitig den Bedarf an traditionellem SAN- und NAS-Speicher eliminieren. Es gibt jedoch einen Vorbehalt gegen diese Vorteile.

Leider offeriert Microsoft das Storage Spaces Direct nur mit den Windows Server 2016 und 2019 Datacenter Editionen, die wesentlich teurer zu lizenzieren sind als andere Windows Server Editionen. Unternehmen sollten ihre Optionen sorgfältig abwägen und einen genauen TCO festlegen, bevor sie auf die Datacenter-Edition umsteigen.

Allerdings haben diejenigen, die sich bereits auf das Windows Server Datacenter festgelegt haben, wenig zu verlieren, indem sie zumindest Storage Spaces Direct in einem umfassenden Test nutzen sollten.

Nächste Schritte

Diese Anforderungen und Einschränkungen von Storage Spaces Direct sollten Sie kennen

Die wichtigsten Funktionen von Storage Spaces Direct

Storage Spaces Direct: Das Wichtigste zur Konfiguration

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