Scale-out File-Server für Hyper-V: Features und Voraussetzungen

    Scale-out File-Server mit Storage-PoolAuf der Suche nach SAN-Alternativen für Hyper-V führt kein Weg an Microsofts Scale-out File-Server (SoFS) vorbei. Es handelt sich dabei um ein File-orientiertes und hoch­ver­füg­bares Storage für Hyper-V oder SQL Server. Bevor man diese Rolle von Windows Server 2012 R2 einrichtet, muss man einige Vorbe­reitungen treffen.

    Aus der Sicht eines Hyper-V-Hosts stellt ein Scale-out File-Server keine blockbasierte LUN eines iSCSI- oder Fibrechannel-SAN dar, sondern ein transparent hochverfügbares File Share für virtuelle Maschinen und deren Konfiguration. Scale-out File-Server unterstützen Failovercluster mit bis zu 8 Knoten und werden im Aktiv/Aktiv Modus betrieben.

    Entscheidungshilfe

    Die Wahl eines zentralen Speichers ist elementar, da er der gesamten Infrastruktur dient und somit das Fundament für eine stabile virtuelle Umgebung darstellt. Man muss also Pro und Kontra für die verschiedenen Technologien abwägen und vergleichen. Für fast alle Unternehmen stehen das Kosten-Nutzen-Verhältnis und die Skalierbarkeit im Vordergrund. Folgende Argumente für SoFS kann man bei der Entscheidung mit in Betracht ziehen:

    • SoFS macht sich bewährte Softwarekomponenten (Storage Spaces und Failover-Clustering) von Windows Server 2012 (R2) zunutze. Es ist bereits ein Feature der Standard Edition.
    • Konfiguration und Verwaltung der Hochverfügbarkeitslösung erfolgt mit bekannter GUI und PowerShell.
    • Redundanz und Skalierbarkeit mit Standard-Software (2 bis 8 Knoten im Failover-Cluster) konfigurierbar. Dank SMB Transparent Failover sind Freigaben auch dann verfügbar, wenn einer der Knoten ausfällt.
    • Einsatz von zertifizierter Standard-Hardware
    • Kostengünstige Bereitstellung des physikalischen Speichers, da JBODs unterstützt werden.
    • Hohe Performance beim Einsatz von SMB 3 mit Standard-NICs und vorhandenen Switches
    • Einfache Ablage von virtuellen Maschinen auf hochverfügbaren Freigaben

    Schematische Darstellung einer Infrastruktur auf Basis eines 2-Knoten Scale-out File-Server

    Hyper-V-Hosts, egal ob im Failover-Cluster oder einzeln, kommunizieren mit der Freigabe über SMB Multichannel und RDMA-fähigen Netzwerkkarten. Multichannel sorgt automatisch für die nötige Redundanz und Bandbreite, es benötigt keinerlei Aktivierung. Die Cmdlets

    Get-SmbServerConfiguration (auf dem SoFS ausgeführt)

    und

    Get-SmbClientConfiguration (auf dem Host ausgeführt)

    geben detailliert Auskunft auch zum aktivierten Multichannel-Support.

    Einsatz von Storage Spaces

    Storage Spaces beherrschen in Windows Server 2012 R2 auch automatisches Tiering, bei dem HDDs und SSDs einen gemeinsamen Pool bilden können. Oft verwendete Datenblöcke (hot) liegen hier bevorzugt auf dem schnellen Flash-Speicher und die restlichen Daten (cold) auf den konventionellen HDDs.

    Speicherpools fassen die physikalischen Festplatten bzw. SSDs zu einer Einheit zusammen und Storage Spaces (Virtuelle Datenträger) stellen die logischen Datenträger bereit. Als Speicherlayout stehen Simple, Mirror (2oder 3-Wege-Spiegelung) oder Parity zur Auswahl.

    Über den Failovercluster-Manager erreicht man die Speicherkonfiguration der Storage Spaces.

    Microsoft empfiehlt, Parity in einer Hyper-V-Umgebung nicht zu verwenden, besonders nicht für CSV. Grundsätzlich konfiguriert man Storage Spaces über den Server-Manager, doch auch der Failovercluster-Manager zeigt die Datenträger bzw. Pools an und auch von hier lassen sich die Konfigurations­assistenten erreichen.

    Voraussetzungen für eine hochverfügbare Freigabe schaffen

    Bevor man sich an die SoFS-Konfiguration machen kann, sind einige Vorarbeiten erforderlich. Hier eine To-Do-Liste für eine strukturierte Vorgehensweise:

    • Bereitstellung zertifizierter Hardware, JBODs sollten für Windows Server 2012 (R2) zertifiziert sein!
    • Auch die Knoten des SoFS-Clusters sollten aus zertifizierter Hardware bestehen.
    • Die Cluster-Knoten werden z.B. mit 2 JBOD Gehäusen und redundanten SAS Host-Bus-Adaptern verbunden.
    • Achten Sie bei Verwendung mehrerer JBODs auf eine SCSI Enclosure Services (SES-3)-Unterstützung, damit das System feststellen kann, an welchen Positionen sich die Festplatten befinden.
    • Für Enclosure Awareness ist es nötig, mindestens drei JBODs einzusetzen, damit die Blöcke im Fall eines Mirror Storage Spaces über mehrere Gehäuse verteilt werden können und somit der Ausfall eines kompletten Gehäuses toleriert werden kann. Der Befehl Get-VirtualDisk gibt Aufschluss darüber, ob die Funktion aktiviert ist.
    • Mehrere Festplatten erhöhen die Spalten (Columns) und somit die Performance, d.h. gleichzeitiges Schreiben von Datenblöcken.
    • Installieren Sie auf beiden Servern Windows Server 2012 (R2) mit entsprechenden Netzwerken für die Storage-Anbindung (evtl. 10 Gbit NICs) und das Management.

    SAS-Verbindungen in einer Beispielkonfiguration mit 2 JBODs und einem SoFS-Knoten

    In den folgenden Beiträgen zur Einrichtung von SoFS orientieren wir uns an einem 2-Knoten Cluster mit Cluster Shared Volumes zur Bereitstellung der Freigaben. Als Speichermedium verwenden wir ein Shared SAS JBOD, das wir redundant mit den SoFS-Knoten verbinden. Auf den JBODs konfigurieren wir die Storage Spaces von Windows Server 2012 (R2) mit den entsprechenden Speicherpools.

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