Tags: Windows Server 2019, Storage, Hyperkonvergenz
Storage 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.
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.
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.
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.
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
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.
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.
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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Marcel Küppers arbeitet seit über 25 Jahren in der IT, aktuell als Team Leader, zuvor als Consultant und Infrastructure Architect unter anderem für den japanischen Konzern JTEKT/TOYODA mit Verantwortung über die Europastandorte Krefeld und Paris. Darüber hinaus wirkte er als Berater im EU-Projekt-Team für alle Lokationen des Konzerns mit und ist spezialisiert auf hochverfügbare virtualisierte Microsoft-Umgebungen plus Hybrid Cloud Solutions. Zertifizierungen: MS Specialist und MCTS für Hyper-V/SCVMM, MCSE, MCITP, MCSA. Zusätzlich zertifiziert für PRINCE2 Projektmanagementmethode.
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