Mehr Leistung für die Datenablage

Fileserver-Tuning mit Windows Server 2016

| Autor / Redakteur: Thomas Joos / Andreas Donner

Datei- bzw. Fileserver in Unternehmen werden oft sehr beansprucht; entsprechend positiv macht sich die Pflege der Geräte bemerkbar.
Datei- bzw. Fileserver in Unternehmen werden oft sehr beansprucht; entsprechend positiv macht sich die Pflege der Geräte bemerkbar. (Bild: © bakhtiarzein - stock.adobe.com)

Dateiserver gehören in vielen Netzwerken zu den wichtigsten Servern. Da hier viele Anwender gleichzeitig arbeiten und sowohl Dateien anfordern also auch speichern, ist es sinnvoll diese Server entsprechend auszulegen und zu optimieren.

Selbstverständlich profitieren Dateiserver vor allem durch die optimale Anbindung an das Netzwerk. Das heißt, die Netzwerkadapter müssen ausreichend dimensioniert sein. Hier bietet es sich daher an, auf leistungsstarke Adapter zu setzen, die PCIe in der neusten Version unterstützen und genügend Ports bieten. Microsoft empfiehlt an dieser Stelle den Einsatz von PCIe x8 und die Verwendung von Netzwerkadaptern mit 10+ Gbps.

Arbeitsspeicher und Prozessor-Cache

Microsoft empfiehlt, dass Dateiserver über Prozessoren verfügen, die möglichst viel Cache integriert haben. Hier sollte mit möglichst viel Cache im L2- und L3-Bereich gearbeitet werden. Moderne Prozessoren verfügen zusätzlich noch über einen L4-Cache mit der Bezeichnung Last Level Cache. Tools, wie CPU-Z zeigen Informationen zum Cache genauer an (siehe Abbildung 1).

Auch wenn die Datenträger ideal geplant sind, kann die Leistung nicht abgerufen werden, wenn der Prozessorcache zu niedrig ist oder zu wenig Arbeitsspeicher im Server verbaut ist. Um Engstellen zu identifizieren, sollte man den Arbeitsspeicher überwachen. Dies funktioniert mit Bordmitteln, am besten über die „Leistungsüberwachung“ (siehe Abbildung 2). Um die aktuelle Verwendung des Arbeitsspeichers zu messen, sollten die Leistungsindikatoren „Arbeitsspeicher: Verfügbare Bytes“ und „Arbeitsspeicher: Seiten/s“ überwacht werden. Auch „Seitenfehler/s“ sind sinnvoll, um die Verwendung des Arbeitsspeichers zu überwachen.

Die richtigen Datenträger verwenden

Windows Server 2016 bietet im Bereich der Datenträgerverwaltung einige Neuerungen. So lassen sich zum Beispiel Datenträger mehrerer Server zu einem virtuellen Pool zusammenfassen. Dieser Pool trägt die Bezeichnung „Storage Spaces Direct“ (siehe Abbildung 3 und 4). Damit die neue Funktion genutzt werden kann, sollten die Server identisch sein und möglichst optimal konfiguriert werden, vor allem was CPU, Arbeitsspeicher und Datenträger betrifft.

Bei Dateiservern sind die Datenträger und deren Leistung besonders wichtig. Microsoft empfiehlt Datenträger mit einer besonders hohen Umdrehungszahl zu verwenden. Je höher die Umdrehungszahlen, desto schneller auch die Zugriffszeiten. Das gilt auch für die Größe der Datenträger. Setzen Unternehmen auf herkömmliche Festplatten (HDD) sind die Zugriffszeiten auf Festplatten mit einer Größe von 2.5 Zoll schneller als beim Einsatz von 3.5 Zoll. Hier sind die Lese- und Schreibköpfe mehr unterwegs was unnötig Zeit kostet.

SSD, NVMe und Storage Tiering

Der Vorteil beim Einsatz von Storage Spaces Direct besteht darin, dass sich verschiedene Formen von Datenträgern miteinander mischen lassen. Der Server kann die Daten dann auf dem Datenträger speichern, der dafür am besten geeignet ist. Für die Anwender erscheint der komplette Datenträger als einzelner virtueller Pool, der durch Administratoren in logische Laufwerke unterteilt wird. Welche physischen Datenträger zugrunde liegen, spielt für Anwender in diesem Fall keine Rolle.

Windows Server 2016 unterstützt in diesem Bereich drei verschiedene Storage Tiers, zum Beispiel für NVMe, SSD und HDD. Windows Server 2012 R2 kann zwar die Datenträger eines lokalen Servers ebenfalls zu einem Storage Space zusammenfassen, unterstützt allerdings nur zwei Tiers.

Beim Einsatz von Storage Tiers kann der Windows-Server bspw. nicht oft verwendete Daten, Archive oder Datensicherungen auf herkömmlichen HDDs speichern. Hier spielt die Leistung keine große Rolle, und die Datenträger sind vergleichsweise günstig.

Häufig verwendete Daten legt der Server auf SSDs ab, noch häufiger verwendete Daten, die zum Beispiel auch von Serverdiensten verwendet werden, speichert der Server auf NVMes. Diese Speicher können aber auch zum Zwischenspeichern genutzt werden. Dazu müssen die Anwender nicht eingebunden werden. Der Server erkennt selbständig wo die Daten abgelegt werden müssen und Administratoren haben die Möglichkeit eigene Tiers zu erstellen und Regeln zu definieren.

Leistungsoptimierung für Dateiserver durchführen

Wenn die Dateiserver richtig konfiguriert und ausgestattet sind, kann man mit Anpassungen in der Registry in einigen Fällen weitere Leistungssteigerungen erreichen. Der DWORD-Wert „ConnectionCountPerNetworkInterface“ im Pfad „HKLM\System\CurrentControlSet\Services\LanmanWorkstation\Parameters“ erlaubt bspw. Werte von 1-16. Damit kann gesteuert werden, wie viele SMB-Verbindungen (Server Message Block) ein Client aufbauen kann, der mit Nicht-RSS-Adaptern arbeitet. RSS steht dabei für Receive Side Scaling und regelt den Netzwerkzugriff auf Rechnern mit mehreren Prozessoren. Microsoft empfiehlt den Wert auf „1“ zu setzen.

Zusätzlich lassen sich an dieser Stelle weitere Optionen in der Registry setzen. Mehr dazu zeigt Microsoft in einer Anleitung zum Umgang mit RSS-Adaptern. Beherrscht ein Adapter im Client RSS, wird der gleiche Wert über den DWORD-Wert „ConnectionCountPerRssNetworkInterface“ im selben Pfad gesteuert. Hier empfiehlt Microsoft den Wert „4“, aber auch für diesen Wert können Werte zwischen „1“ und „16“ definiert werden.

SMB (Server Message Block) verbessern

Viele Einstellungen für Dateiserver lassen sich mit der PowerShell steuern, auch Anpassungen in der Registry. Dazu stehen die CMDlets „Set-SmbClientConfiguration“ und „Set-SmbServerConfiguration“ zur Verfügung. Um sich eine Liste der aktuellen SMB-Verbindungen anzuzeigen kann das CMDlet „Get-SMBConnection“ auf Clients verwendet werden, oder „Get-SMBSession | FL“ auf den Servern. So lassen sich interessante Informationen anzeigen und für die Leistungsoptimierung verwenden. Wichtige Werte für SMB-Server sind auch die beiden Werte:

HKLM\System\CurrentControlSet\Services\LanmanServer\Parameters\Smb2CreditsMin

HKLM\System\CurrentControlSet\Services\LanmanServer\Parameters\Smb2CreditsMax

Die Standardwerte betragen 512, beziehungsweise 8192. Diese Parameter ermöglichen es dem Server, Clientoperationen zu drosseln und zu steuern. Gleichzeitig kann dynamisch innerhalb der angegebenen Grenzen die Leistung der Clients verbessert werden. Einige Clients können einen erhöhten Durchsatz erzielen, wenn die Werte angepasst werden. Das muss aber untersucht und entsprechend getestet werden. Ebenfalls interessant ist der Wert:

HKLM\System\CurrentControlSet\Control\SessionManager\Executive\AdditionalCriticalWorkerThreads

Der Standardwert ist 0. Das heißt, es werden keine zusätzlichen kritischen Kernel-Worker-Threads hinzugefügt. Die Anhebung dieses Wertes auf Systemen mit vielen logischen Prozessoren und leistungsfähiger Speicherhardware, kann die Leistung verbessern. Auch der Wert:

HKLM\System\CurrentControlSet\Services\LanmanServer\Parameters\MaxThreadsPerQueue

kann die Leistung verbessern. Der Standardwert beträgt 20. Wird der Wert erhöht, kann der Server mehr gleichzeitige Anfragen verarbeiten. Allerdings muss auch hier die Hardware des Servers entsprechend ausgelegt sein.

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