Übersicht zu den Neuerungen für Storage Spaces Direct unter Windows Server 2019

    Storage Spaces Direct in Server 2019Storage Spaces Direct (S2D) bündelt lokale Daten­träger eines Clusters zu einem Pool. Micro­soft unter­stützt damit auch hyper­konv­ergente Konfi­gurationen mit Hyper-V, lokalem Speicher und Speicher­netz­werk auf den Cluster-Knoten. Server 2019 bringt einige Verbes­serungen für S2D, darunter auch mehr Kapa­zität.

    Neu hinzu kam in Server 2019 die Möglich­keit, zahlreiche Performance-Daten zu sammeln und dann bis zu einem Jahr rück­wirkend auszu­werten. Das Feature Performance History gibt es, um genau zu sein, seit der Insider Preview 17093. Fakt ist jedoch, Windows Server 2016 Datacenter fehlte die wichtige Fähigkeit zur Rück­verfolgung der Leistungs­daten eines S2D-Verbundes.

    Performance History in Admin Center

    Gesammelt werden dabei automatisch Metriken rund um Compute, RAM, Netzwerk, Storage, Volumes und VMs. Eine Abfrage kann über PowerShell oder aufbereitet über das Windows Admin Center (WAC) stattfinden.

    Weitere Details zur Performance History beschreibe ich in diesem Beitrag.

    Im Windows Admin Center zwischen den Ansichten für verschiedene Zeiträume wechseln.

    Unabhängigen Dateifreigabenzeugen einrichten

    Das Quorum-Modell verlan­gte bisher, dass der Datei­freigaben­zeuge (File Share Witness) auf einem Server konfi­guriert wird, der sich im gleichen Active Directory-Forest befindet wie die Cluster-Knoten. Ab Server 2019 gilt diese Eins­chränkung nicht mehr, so dass man dafür einen Server ver­wenden kann, der kein AD-Mitglied ist.

    Der Witness kann dabei sogar auf einem USB-Stick Platz finden und auch über einen handels­üblichen Router zur Verfügung gestellt werden. Damit senkt Microsoft die S2D-Anforderungen besonders für so genannte ROBO-Umgebungen (Remote Office / Branch Office) weiter ab.

    Unabhängiger Dateifreigabenzeuge im Failovercluster-Manager

    Weitergehende Informationen zum unabhängigen File Share Witness finden Sie hier.

    Größerer Pool, mehr mögliche Volumes mit mehr Kapazität

    Die maximale Pool-Größe von bisher 1 PB (Petabyte) steigt auf beträchtliche 4 PB. Grund dafür sind unter anderem die zunehmende Kapazität der Daten­träger, beispielsweise WDs HDD Ultrastar DC mit 14 TB, und sicher auch Marketing. Ebenso spielen Anforderungen durch Media-Archive und Backups eine Rolle.

    Nicht nur die RAW-Kapazität des Pools wurde angehoben, sondern auch jene pro Server von 100 TB auf 400 TB, außerdem die maximale Anzahl der Volumes von 32 auf 64 und die maximale Größe derselben von 32 TB auf 64 TB.

    Mehr Performance bei Mirror-beschleunigten Paritäts-Volumes

    Mirror-accelerated parity stellt die etablierte Technologie dar, bei der Volumes aus einem zügigen Spiegel- und einem Parity-Anteil bestehen.

    Sie tauchte Mitte 2016 zu Zeiten der TP5 zum ersten Mal in S2D auf und ich habe mir damals bereits das Feature angesehen und einen Beitrag dazu geschrieben. Als Dateisystem ist hier ReFS eine Voraussetzung, und mit Windows Server 2019 steigert Microsoft jetzt die Leistung dieser Volumes.

    Unterstützung für Persistent Memory

    Der Einsatz von NVDIMM-N beispielsweise als Caching-Device hält nun Einzug. Dadurch lässt sich die Performance des Verbundes nochmals erhöhen und bietet zusätzliche Flexibilität bei der Ausgestaltung eines S2D-Clusters.

    Niedrige Latenzen mit Persistent Memory (PM)  Quelle: MSFT

    Die allgemeine Konnektivität der möglichen Datenträger für einen S2D-Verbund sieht dann folgendermaßen aus:

    HDD: Verbundene Festplatte (Hard Disk Drive) über SATA oder SAS.

    SSD: Verbundener Flashspeicher (Solid-State Drive) über SATA oder SAS.

    NVMe: Non-Volatile Memory Express, verbunden über den PCIe bus (AIC, M.2 oder U.2).

    PM: Auch als Storage-Class Memory (SCM) bezeichnet. Non-volatile Storage verbunden über den CPU Memory Bus.

    Mögliche Storage-Konfiguration mit PM. Quelle: Microsoft/SNIA

    Siehe dazu auch Speicher für Storage Spaces Direct planen.

    Abweichende Latenzen pro Laufwerk erkennen

    Ein weiteres interessantes Ausstattungs­merkmal, welches seinen Ursprung in den Azure-Rechenzentren hat, ist eine tiefe Analyse von Latenzen bis auf die Ebene eines einzelnen Laufwerks. Sie werden für Lese- und Schreib­vorgänge aufge­zeichnet und lassen sich im Windows Admin Center (WAC) oder mittels PowerShell unter­suchen bzw. ver­gleichen.

    Dadurch kann man ggfs. Laufwerke als Ausreißer erkennen und diese ersetzen, um die Gesamt-Performance nicht weiter zu gefährden.

    Höhere Ausfallsicherheit durch Nested Resiliency-Volumes

    Die neuen "verschachtelten" Volumes für Storage Spaces Direct stehen in zwei Varianten zur Verfügung, zum einen als Nested 2-way Mirror Volumes und zum anderen als Nested mirror-accelerated Parity Volumes. Sie verteilen die Daten mehrfach über Laufwerke und Server, beispielsweise beruht Nested 2-way Mirroring auf einer 4-fachen Redundanz

    Vergleich der Netto-Kapazitäten für 2-Wege Mirror Volumes

    Nested Resiliency Volumes verkraften mehrere gleich­zeitige Hardware-Ausfälle. Ziel sind 2-Node Cluster, diese Volumes können nur hier erstellt werden. Eine höhere Redun­danz verringert jedoch die verfüg­bare Kapazität und die Performance.

    Details zu Nested Resiliency Volumes hier.

    Deduplizierung und Kompression mit ReFS

    Das Resilient File System (ReFS) ist das empfohlene Dateisystem für einen S2D-Verbund. Lange Zeit NTFS vorbehalten, unterstützt Windows Server 2019 die Deduplizierung bzw. Kompression nun auch unter ReFS. Sie kann bequem innerhalb des Windows Admin Center eingeschaltet werden.

    Dabei wird nicht inline dedupliziert, sondern im Nachgang (als post-processing) während eines bestimmten Zeitfensters. Dadurch bleiben die Auswirkungen auf die Performance beim Schreiben der Blöcke gering.

    Weitere Details zu ReFS hier.

    Präsentation und Vortrag auf dem IT-Forum

    All diese angesprochenen Neuerungen konnte ich am 13. März 2019 einem größeren Publikum aus fast 70 Teilnehmern in Wuppertal (NRW) präsentieren. Gefreut haben mich die große Resonanz und das Interesse der Besucher.

    Storage Spaces Direct unter Windows Server 2019: The next Level!

    Der Vortrag begann mit einer kurzen Übersicht zu Storage Spaces Direct, ging dann auf neue Features wie auch die Deduplizierung mit ReFS ein und zeigte zum Ende das WAC für das Management eines Hyper-Converged Clusters.

    Vortrag in der historischen Stadthalle Wuppertal (Kontrast: High-Tech meets History).

    Die Fragerunde machte mir deutlich, dass ReFS und auch die Deduplizierung weiterhin wichtige Themen für die Administratoren sowohl generell als auch in Bezug auf Storage Spaces Direct sind.

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