Storage Spaces Direct: Microsofts Antwort auf VMware Virtual SAN

    Storage Spaces ArchitekturZu den Neuerungen von Windows Server 2016 gehört die nächste Generation von Storage Spaces. Sie können nun lokale Laufwerke mehrerer Server zu einem Pool zusammenfassen und darauf verteilte Volumes anlegen. Microsoft unterstützt auch eine Konfiguration als Hyper-converged Infrastructure, wo Hyper-V-Hosts das Shared Storage bereitstellen.

    Die in Windows Server 2012 eingeführten Storage Spaces sind in der Lage, mehrere Disks zu einem großen Gesamtspeicher zu kombinieren und darauf virtuelle Volumes mit unterschiedlicher Redundanz einzurichten. Eine solche Dateiablage für virtuelle Maschinen soll in produktiven Umgebungen jedoch keinen Single Point of Failure darstellen, so dass man Storage Spaces meistens im Cluster nutzen wird.

    SoFS als bevorzugte Storage-Server

    Zwar könnte man mehrere Windows Server als iSCSI-Targets zu einem Cluster zusammenschließen, um Storage Spaces für Hyper-V bereitzustellen, aber Microsoft favorisiert hierfür Scale-out File-Server (SoFS). Die Kommunikation zwischen Hypervisor und Storage-Server erfolgt in diesem Fall über SMB3.

    Unter Windows Server 2012 (R2) müssen alle Knoten eines SoFS-Clusters mit dem Disk-Array verbunden sein.

    Egal ob man Storage Spaces in einem Cluster von iSCSI-Targets oder SoFS nutzt, Voraussetzung war bisher immer, dass alle Knoten physikalisch mit dem Disk-Arrays verbunden sind. Aus diesem Grund kommen in einer solchen Umgebung nur SAS-JBODs in Frage, weil Serial Attached SCSI im Gegensatz zu SATA Multi-Initiator unterstützt.

    Shared Nothing bei Storage Spaces Direct

    Windows Server 2016 beseitigt nun mit Storage Spaces Direct diese Einschränkung, weil sie auf einer Shared-Nothing-Architektur beruhen und Daten zwischen Server-Laufwerken synchronisieren. Dabei kann es sich um interne SATA-Disks oder SSDs handeln sowie um JBODs, die nur an einen Knoten des Clusters angeschlossen sind.

    Storage Spaces Direct beruht auf einer Shared-Nothing-Architektur und nutzt dafür interne Server-Laufwerke.

    Die Knoten eines SoFS-Clusters kommunizieren für Storage Spaces Direct untereinander über SMB3, wobei sie Mechanismen wie SMB Direct einsetzen, das Daten über RDMA-fähige NICs direkt in das RAM des Servers übertragen kann. Hinzu kommt SMB Multichannel, so dass sich mehrere Netzwerk­verbindungen parallel nutzen lassen.

    Separater Storage-Tier mit SoFS

    Storage Spaces Direct sind mit vorhandenen Windows-Speichertechnologien kompatibel, darunter mit den Dateisystemen Cluster Shared Volumes und ReFS. Als Anwendungsgebiete nennt Microsoft die Speicherung von virtuellen Maschinen, und zwar auch für Hyper-V Replica oder für das Backup.

    Eine gängige Konfiguration von Storage Spaces Direct zusammen mit SoFS wird darin bestehen, eigenständige Speichersysteme aufzubauen, so dass Compute (also die Hyper-V-Hosts) und Storage wie bisher getrennte Einheiten bilden. Nachdem dieses Modell die Storage Controller (in Form von SoFS) und die Speichermedien in einem Server integriert, ist hierbei von Converged Infrastructure die Rede.

    Baustein für Hyper-converged Infrastructure

    Allerdings erlebt die Integration von Compute und Storage auf einem System gerade einen regelrechten Hype. Unter den Anbietern solcher Lösungen, die unter dem Begriff Hyper-converged Infrastructure firmieren, findet sich eine Reihe von Startups wie Nutanix oder Simplivity (siehe dazu: Hyper-Converged Infrastructure im Überblick).

    Virtual SAN fasst interne Host-Laufwerke zu einem Shared Storage zusammen.

    Zu den wichtigen Playern in diesem Markt zählt aber auch VMware, das in vSphere 5.5 mit der ersten Version von Virtual SAN (vSAN) den Grundstein für Hyper-converged Infrastructure legte. Das deutlich verbesserte vSAN 6.0 ist nun eine zentrale Komponente in EVO:Rail, das VMware in Zusammenarbeit mit Hardware-Partnern als vorkonfigurierte vSphere-Appliances vertreibt.

    Umdenken bei Microsoft

    Microsoft zeigte sich in der Vergangenheit stets skeptisch gegenüber diesem Ansatz und vertrat den Standpunkt, dass Compute und Storage unabhängig voneinander skalieren müssen, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen zu genügen. Außerdem seien Update-Zyklen für die Hardware von Speicher und Server verschieden.

    Storage Spaces Direct sind nicht wie vSAN nicht mit dem Hypervisor verschweißt, man kann damit auch eigene Storage-Tier aufbauen

    Mit Storage Spaces Direct rückt Microsoft von dieser Position ab, weil es auch die Konfiguration von Hyper-converged Infrastructure unterstützt. Die aktuelle Preview von Windows Server 2016 erlaubt zwar nur die Einrichtung eines eigenständigen Storage-Tiers, aber künftig ist die Installation des Features auf Hyper-V-Hosts vorgesehen.

    Damit ist für Hardware-Partner der Weg geebnet, Appliances auf Basis von Windows Server 2016 anzubieten, die Shared Storage für Hyper-V bereitstellen, ohne dafür ein SAN zu benötigen.

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