實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間直通功能

■ 河南 郭建偉

編者按：從Windows Server 2012開(kāi)始，為了保證數(shù)據(jù)的安全性，系統(tǒng)提供了存儲(chǔ)池（即Storage Pool）的功能，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤(pán)中，不會(huì)因?yàn)槠渲械囊粔K磁盤(pán)出現(xiàn)故障，而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的情況。此外，利用存儲(chǔ)池還可以提高數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的性能。

存儲(chǔ)空間直通的特點(diǎn)

為了解決該問(wèn)題，在Windows Server 2016中，提供了S2D（存儲(chǔ)空間直通，即Storage Spaces Direct）功能，其可以多臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器（最多16臺(tái)）組合成一個(gè)邏輯的存儲(chǔ)單元，即使其中某臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器出現(xiàn)故障，仍然可以保證數(shù)據(jù)的可用性和可靠性。

要想實(shí)現(xiàn)S2D功能，首先需要部署多臺(tái)Windows Server 2016 DataCenter的服務(wù)器，在其中添加多塊磁盤(pán)，可以支持HDD，SDD以及NVME磁盤(pán)類(lèi)型。

注意:S2D需要使用兩種及其以上不同類(lèi)型的磁盤(pán)。例如HDD和SSD的組合或者SSD和NVME的組合等。

之所以這樣做，是因?yàn)镾2D需要將速度較快的磁盤(pán)作為緩存使用，來(lái)提高數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的效率。

對(duì)于上述邏輯存儲(chǔ)單元來(lái)說(shuō)，需要使用Storage Space Manage組件，來(lái)管理其中所有的存儲(chǔ)服務(wù)器，該組件運(yùn)行在所有的服務(wù)器上。當(dāng)數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到其中一臺(tái)服務(wù)器后，該組件會(huì)將其同步存儲(chǔ)到其他服務(wù)器上，從而形成存儲(chǔ)副本。

因此，將這些存儲(chǔ)服務(wù)器構(gòu)建成故障轉(zhuǎn)移群集，就可以保證該組件處于可用狀態(tài)。根據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器中所配置的磁盤(pán)的數(shù)量，S2D功能可以使用Mirror或者Parity方式，來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余處理。

和傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備不同，利用S2D功能不僅可以有效的降低采購(gòu)成本，還可以實(shí)現(xiàn)超融合功能，無(wú)論使用了何種存儲(chǔ)設(shè)備，都需要實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和快速讀寫(xiě)數(shù)據(jù)要求的。

那么，究竟是什么對(duì)象需要讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，需要使用更高的存儲(chǔ)性能，這就是超融合需要面對(duì)的問(wèn)題，例如在一個(gè)S2D故障轉(zhuǎn)移群集中，部署了多臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，在這些服務(wù)器上可以部署諸如Hyper-V之類(lèi)的角色，這樣存儲(chǔ)和應(yīng)用程序就屬于同一套系統(tǒng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了超融合的功能，用戶(hù)不需要進(jìn)行額外的投資。從這個(gè)意義上講，S2D可以有效的降低投資成本，對(duì)于中小企業(yè)來(lái)說(shuō)是比較適用的。

配置S2D故障轉(zhuǎn)移群集

例如在本例中，在域環(huán)境中存在Server1，Server2和Server3三 臺(tái)Windows Server 2016服務(wù)器，這里將其設(shè)置為S2D群集。在域中的某臺(tái)服務(wù)器上安裝三塊網(wǎng)卡，一塊用于管理之用，另外兩塊用于MPIO多通道之用。

在該機(jī)上安裝存儲(chǔ)服務(wù)，文件服務(wù)器和iSCSI目標(biāo)服務(wù)器角色。在其服務(wù)器管理器左側(cè)選擇“文件和存儲(chǔ)服務(wù)”→“iSCSI”項(xiàng)，在右側(cè)打開(kāi)新建iSCSI虛擬磁盤(pán)向?qū)Ы缑妫斎肫涿Q(chēng)和描述信息，設(shè)置合適的容量（例如1GB），該盤(pán)是作為仲裁磁盤(pán)使用的。

之后設(shè)置目標(biāo)名稱(chēng)，在選擇服務(wù)器窗口中點(diǎn)擊添加按鈕，選擇“查詢(xún)發(fā)起程序計(jì)算機(jī)ID”項(xiàng)，點(diǎn)擊選擇按鈕，依次添加以上三臺(tái)服務(wù)器。之后點(diǎn)擊創(chuàng)建按鈕，創(chuàng)建該虛擬磁盤(pán)。在以上三臺(tái)服務(wù)器上分別打開(kāi)服務(wù)器管理窗口，點(diǎn)擊“添加角色和功能”項(xiàng)，在向?qū)Ы缑嬷羞x擇“故障轉(zhuǎn)移群集”和“多路徑I/O”功能項(xiàng)，點(diǎn)擊下一步按鈕，來(lái)安裝上述組件。

在三臺(tái)主機(jī)的服務(wù)器管理器中點(diǎn)擊菜單“工具”→“MPIO”項(xiàng)，在MPIO屬性窗口中的“發(fā)現(xiàn)多路徑”面板中選擇“添加對(duì)iSCSI設(shè)備的支持”項(xiàng)，點(diǎn)擊添加按鈕，之后根據(jù)提示重啟系統(tǒng)。

在以上三臺(tái)服務(wù)器上打開(kāi)服務(wù)器管理器，點(diǎn)擊菜單“工具”→“iSCSI發(fā)起程序”項(xiàng)，在打開(kāi)窗口中的“目標(biāo)”面板中上述iSCSI服務(wù)器的IP，點(diǎn)擊“快速連接”按鈕，連接到該服務(wù)器上。點(diǎn)擊“屬性”按鈕，在屬性窗口中點(diǎn)擊“添加會(huì)話(huà)”按鈕，選擇“啟用多路徑”項(xiàng)。

在高級(jí)設(shè)置窗口中的“本地適配器”列表中選 擇“Microsoft iSCSI Initiater”項(xiàng)，在“發(fā)起程序”列表中選擇當(dāng)前主機(jī)的對(duì)應(yīng)IP，在“目標(biāo)門(mén)戶(hù)”列表中選擇iSCSI服務(wù)器對(duì)應(yīng)的IP，作為多路徑訪問(wèn)之用。

按照上述方法，分別為不同的會(huì)話(huà)標(biāo)識(shí)符設(shè)置多路徑訪問(wèn)參數(shù)。之后在服務(wù)器管理器中選擇“文件和存儲(chǔ)服務(wù)”→“卷”→“磁盤(pán)”項(xiàng)，選擇目標(biāo)iSCCI磁盤(pán)，對(duì)其執(zhí)行聯(lián)機(jī)和初始化操作。

激活存儲(chǔ)空間直通功能

打開(kāi)故障轉(zhuǎn)移群集管理器（如圖1），在右側(cè)點(diǎn)擊“驗(yàn)證配置”項(xiàng)，在向?qū)Ы缑嬷休斎肴杭拿Q(chēng)和描述信息，點(diǎn)擊選擇按鈕，在打開(kāi)窗口中輸入以上三臺(tái)服務(wù)器的名稱(chēng)，將其全部添加進(jìn)來(lái)。點(diǎn)擊下一步按鈕，選擇“運(yùn)行所有測(cè)試”項(xiàng)，對(duì)其進(jìn)行測(cè)試操作。只有通過(guò)測(cè)試之后，才可以保證群集可靠的運(yùn)行。選擇“立即使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建群集”項(xiàng)，點(diǎn)擊完成按，在群集創(chuàng)建向?qū)Ы缑嬷休斎肴杭拿Q(chēng)，設(shè)置群集的IP地址，之后執(zhí)行創(chuàng)建群集的操作。在群集中的每臺(tái)主機(jī)上都存在多塊磁盤(pán)，通過(guò)啟用S2D驅(qū)動(dòng)和相關(guān)的服務(wù)，將這些磁盤(pán)聚合成邏輯的存儲(chǔ)池。

在群集管理器左側(cè)選擇“節(jié)點(diǎn)”項(xiàng)，顯示群集中的所有主機(jī)。 在Power Shell窗口中執(zhí)行“Enable-ClusterSD”命令，即可啟用群集存儲(chǔ)空間直通功能，可以對(duì)群集中的所有的磁盤(pán)進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)具體的磁盤(pán)類(lèi)別，分別將其作為存儲(chǔ)和緩存之用。

因?yàn)檫@里使用了三臺(tái)主機(jī)，所以對(duì)于第一臺(tái)主機(jī)來(lái)說(shuō)，可以在其中讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。對(duì)于另外兩臺(tái)主機(jī)來(lái)說(shuō)，可以在其中的磁盤(pán)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的副本。執(zhí)行“Get-ClusterS2D”命令，查看是S2D群集的配置信息。在故障轉(zhuǎn)移管理器左側(cè)選擇“存儲(chǔ)”→“池”項(xiàng)，在右側(cè)顯示群集池信息。在“物理磁盤(pán)”面板中會(huì)顯示群集中所有主機(jī)的物理磁盤(pán)信息。

圖1 故障轉(zhuǎn)移群集主界面

圖2 創(chuàng)建群集共享卷

關(guān)閉并重啟故障轉(zhuǎn)移群集管理器，再次加載相關(guān)的配置信息，在左側(cè)選擇“存儲(chǔ)”→“機(jī)箱”項(xiàng)，在右側(cè)顯示機(jī)箱中所有的存儲(chǔ)設(shè)備。當(dāng)要使用直通存儲(chǔ)空間的資源時(shí)，可以在故障轉(zhuǎn)移群集管理器右側(cè)點(diǎn)擊“新建虛擬磁盤(pán)”項(xiàng)，選擇目標(biāo)存儲(chǔ)池，在向?qū)Ы缑嬷休斎胩摂M磁盤(pán)的名稱(chēng)和描述信息，在下一步窗口中設(shè)置磁盤(pán)的容量，在“配置:”欄中顯示復(fù)原模式，例如“三向鏡像”等。

這其實(shí)就是S2D使用的數(shù)據(jù)冗余模式，可以有效保護(hù)數(shù)據(jù)安全。點(diǎn)擊創(chuàng)建按鈕，來(lái)創(chuàng)建該虛擬磁盤(pán)。

創(chuàng)建完成后，選擇“在此向?qū)шP(guān)閉時(shí)創(chuàng)建卷”項(xiàng)，點(diǎn)擊關(guān)閉按鈕，在新建卷向?qū)Ы缑妫ㄈ鐖D2）中點(diǎn)擊下一步按鈕，在分配到驅(qū)動(dòng)器號(hào)或文件夾窗口中設(shè)置合適盤(pán)符，在下一步窗口中的“文件系統(tǒng)”列表中可以選擇NTFS或者ReFS類(lèi)型。輸入合適的卷標(biāo)名，點(diǎn)擊創(chuàng)建按鈕，執(zhí)行該卷的創(chuàng)建操作。

在故障轉(zhuǎn)移群集管理器左側(cè)選擇“存儲(chǔ)”→“磁盤(pán)”項(xiàng)，選擇該卷并在其右鍵菜單上點(diǎn)擊“添加到群集共享卷”項(xiàng)，完成添加操作。當(dāng)應(yīng)用程序需要使用該卷的話(huà)，可以打開(kāi)C盤(pán)，在其中訪問(wèn)“ClusterStorage”目錄，打開(kāi)其中的諸如“Volume1”等卷，在其中可以讀寫(xiě)數(shù)據(jù)了。如果在群集中的所有主機(jī)上都安裝了Hyper-V角色的話(huà)，就可以將虛擬機(jī)的相關(guān)文件存儲(chǔ)到上述共享卷中。