Scale-Out File Server mit Windows Server 2016 So bauen Sie eine Hyper-converged Infrastructur auf

In Windows Server 2016 können Scale-Out File Server als Clusterressource hinzugefügt und mit Storage Spaces Direct angebunden werden. Zusammen mit den neuen Funktionen für Cluster profitieren Unternehmen damit stark von Windows Server 2016.

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Setzen Unternehmen einen Scale-Out File Server als Clusterdienst ein, lassen sich Freigaben auf Storage Spaces Direct innerhalb des SOFS anbinden. Storage-Replica kann die Daten von Storage Spaces Direct replizieren, zum Beispiel in anderen Rechenzentren. Dadurch lassen sich geclusterte SOFS auch rechenzentrumsübergreifend absichern. SOFS lassen sich auch auf Clusterknoten in Windows Server 2016 installieren, die als Nano-Bereitstellung integriert wurden. Die Verwaltung erfolgt auch hier über die Failovercluster-Verwaltung. Anwender bemerken davon nichts, der Zugriff ist über herkömmliche Windows-Clients problemlos möglich.

Neben Storage Spaces Direct lassen sich natürlich auch andere Datenträger an Scale-Out File Server mit Windows Server 2016 anschließen und Freigaben erstellen. Neben SAN/NAS lassen sich auch JOBDS und lokale Festplatten anbinden.

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Scale-Out File Server erstellen

Um einen SOFS zu erstellen, steht ein Assistent im Cluster zur Verfügung (siehe Abbildung 1). Mit diesem lässt sich der Server einrichten. Anschließend können Freigaben auf dem virtuellen Dateiserver zur Verfügung gestellt werden. Für die Anwender verhalten sich die Freigaben wie normale Freigaben auf anderen Servern auch (siehe Abbildung 2). Den Storage Space Direct verwalten Administratoren ebenfalls in der Failovercluster-Verwaltung. Sobald der Speicher hier zur Verfügung steht, lässt er sich als gemeinsamer Datenspeicher nutzen, aber auch für das Speichern von Dateiablagen (siehe Abbildung 3).

Storage Quality of Services (QoS) – Richtlinien für Datenspeicher

Mit Storage Quality of Services (QoS) (siehe Abbildung 4) können Unternehmen über Richtlinien zentral festlegen, welche Leistung für Server-Anwendungen, andere Server, VMs und Anwender zur Verfügung stehen. Über diese Richtlinien lassen sich Scale-Out File Server im Cluster steuern, aber auch virtuelle Festplatten von anderen virtuellen Windows-Servern. Neben herkömmlichen virtuellen Festplatten können Administratoren die Richtlinie auch für Shared-VHDX-Festplatten einsetzen, also für virtuelle Cluster innerhalb eines physischen Clusters.

Damit Speicherrichtlinien sinnvoll eingesetzt werden können, müssen im Netzwerk Hyper-V-Hosts auf Basis von Windows Server 2016 eingesetzt werden. Die Hosts sollten dazu geclustert sein, das gilt auch für den Dateiserver, der am besten als Scale-Out File Server (SOFS) in einem Cluster auf Basis von Windows Server 2016 zur Verfügung gestellt wird. Außerdem muss Cluster Shared Volumes (CSV) für den Speicher im Cluster genutzt werden. Arbeiten Unternehmen zusätzlich mit SCVMM 2016, können sie auch hier Speicherrichtlinien verwalten. Die Einstellungen dazu sind über Fabric\Speicher\QoS-Richtlinien zu finden.

SMB 3.1.x und RDMA für die bessere Kommunikation

Für die Kommunikation im S2D, zusammen mit dem Scale-Out File Server, spielt das Netzwerk für den Zugriff auf die Freigaben eine wichtige Rolle. Daher müssen Sie bei der Planung der Clusterknoten auch besonderes Augenmerk auf die Netzwerkadapter legen. Diese dienen im S2D-Netzwerk auch zur Kommunikation der Datenspeicher. Microsoft empfiehlt für den Einsatz Netzwerkadapter, die RDMA beherrschen.

Microsoft hat mit dem Server Message Block (SMB)-Protokoll 3.1.x in Windows Server 2016 Verbesserungen integriert. Ziel dieser Verbesserungen ist der schnellere und stabilere Zugriff auf große Datenmengen über Storage Spaces Direct, in Zusammenhang mit einem Scale-Out File Server im Cluster. SMB 3.1.x erlaubt mehrere parallele Zugriffe über das Netzwerk auf Dateifreigaben (SMB-Multichannel). Das heißt, einzelne Zugriffe bremsen sich nicht mehr gegenseitig aus. Von den schnellen Netzwerkzugriffen profitieren Hyper-V-Hosts oder die VMs auf den Hosts besonders. SMB 3.1.x kann auf virtuellen Servern in Clustern die SMB-Sitzungen von Serverdiensten und Anwendersitzungen weiterreichen (SMB Direct). Das ist zum Beispiel hilfreich, wenn man VMs zwischen Clusterknoten verschiebt.

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SMB Multichannel fasst die Bandbreite von mehreren Netzwerkadaptern zwischen SMB 3.1.-Clients und -Servern zusammen. Dies eröffnet vor allem zwei Vorteile: Die Bandbreite wird auf mehrere Links für erhöhten Durchsatz verteilt. Zusätzlich bietet die Technik Netzwerkfehlertoleranz durch die Kompensierung des Ausfalls eines Netzwerkpfads. SMB Direct kann Netzwerkadapter mit Remote-Datenspeicherzugriff-Fähigkeit (RDMA) unterstützen. RDMA bietet eine niedrige Latenz und gleichzeitig hohen Durchsatz, ähnlich wie Infiniband-Verbindungen. Diese Technik ist in Umgebungen mit Solid-State-Festplatten und Storage Spaces Direct besonders effizient.

Remote Direct Memory Access (RDMA) erlaubt die Übertragung des Arbeitsspeicherinhalts auf einen anderen Server im Netzwerk sowie den direkten Zugriff auf den Arbeitsspeicher eines anderen Servers. RDMA erhöht den Datendurchsatz im Netzwerk deutlich und verringert die Latenz bei der Datenübertragung. Auch das spielt bei der Livemigration eine wichtige Rolle.

SMB-Scale-Out verwendet Cluster Shared Volumes (CSV) für den parallelen Zugriff auf Dateien über alle Knoten in einem Cluster. Das erhöht die Leistung und die Skalierbarkeit von Serverdiensten, da alle Knoten beteiligt sind. Die Technologie arbeitet parallel zu Funktionen wie Transparent Failover und Multichannel.

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