Overzicht van Opslagruimten in Windows Server

Opslagruimten in Windows Server is een robuuste opslagvirtualisatietechnologie waarmee u uw opslaginfrastructuur efficiënt kunt beheren, beveiligen en schalen. Hiermee kunt u meerdere fysieke stations aggregeren in één logische opslaggroep, waaruit u virtuele schijven kunt maken die opslagruimten worden genoemd. Deze virtuele schijven kunnen worden ingericht met verschillende tolerantieopties, waardoor redundantie, fouttolerantie en flexibiliteit worden geboden om te voldoen aan diverse opslagvereisten. Het is conceptueel vergelijkbaar met redundante matrix van onafhankelijke schijven (RAID)

In dit artikel wordt uitgelegd hoe u met Opslagruimten meerdere fysieke stations kunt aggregeren in één logische opslaggroep, virtuele schijven kunt maken en tolerantieopties kunt kiezen voor redundantie en flexibiliteit.

Inzicht in Opslagruimten

Opslagruimten abstraheert fysieke opslaghardware in logische opslaggroepen, vereenvoudigt opslagbeheer en stelt beheerders in staat om opslagbronnen dynamisch toe te wijzen. Zodra een opslaggroep is gemaakt, kunt u virtuele schijven (Opslagruimten) uit deze pool verdelen, die elk zijn geconfigureerd met specifieke tolerantie- en prestatiekenmerken die zijn afgestemd op uw workloadvereisten.

In de volgende afbeelding ziet u de workflow van Opslagruimten.

Opslagruimten ondersteunt drie primaire tolerantieconfiguraties: eenvoudig, spiegelen en pariteit. Elk type biedt verschillende voordelen en afwegingen in termen van prestaties, capaciteitsgebruik en fouttolerantie.

Eenvoudige ruimten

Eenvoudige ruimten bieden geen tolerantie of redundantie. Gegevens worden over meerdere schijven verdeeld voor maximale prestaties en optimaal gebruik van de opslagcapaciteit. Omdat er echter geen redundantie is, leidt het falen van één schijf tot gegevensverlies. Eenvoudige ruimten zijn geschikt voor tijdelijke gegevens, scratchschijven of werkbelastingen waarbij gegevensbeveiliging niet essentieel is.

Hier volgen enkele belangrijke kenmerken van eenvoudige ruimten:

• Gegevens worden verdeeld over meerdere schijven voor hoge prestaties.
• Maximaal gebruik van opslagcapaciteit.
• Geen fouttolerantie; een enkele schijffout resulteert in gegevensverlies.
• Ideaal voor niet-kritieke workloads of tijdelijke opslag.

Gespiegelde ruimten

Spiegelruimtes bieden redundantie door gegevens over twee of drie kopieën te dupliceren, wat bekend staat als tweeweg- of driewegspiegeling. Deze configuratie zorgt voor beschikbaarheid van gegevens en bescherming tegen schijffouten. Als één schijf uitvalt, blijven de gegevens toegankelijk vanuit de gespiegelde kopieën op andere schijven. Spiegelruimten bieden uitstekende lees- en schrijfprestaties, waardoor ze geschikt zijn voor prestatiegevoelige workloads en kritieke gegevensopslag.

Hier volgen enkele belangrijke kenmerken van spiegelspaties:

• Gegevens worden gedupliceerd over twee of meer schijven voor gegevensveiligheid.
• Tweepaads spiegeling tolereert één schijffout; driepaads spiegeling tolereert twee gelijktijdige schijffouten.
• Uitstekende lees- en schrijfprestaties.
• Hogere opslagoverhead vanwege gegevensduplicatie (50% overhead voor spiegeling in twee richtingen, ongeveer 66% overhead voor spiegeling in drie richtingen).
• Ideaal voor bedrijfskritieke workloads, databases en opslag van virtuele machines.

Pariteitsruimten

Pariteitsruimten bieden fouttolerantie door pariteitsinformatie over meerdere schijven te verdelen. Met deze pariteitsgegevens kunnen opslagruimten gegevens reconstrueren als één station uitvalt (één pariteit) of twee stations mislukken (dubbele pariteit). Pariteitsruimten bieden efficiënter opslaggebruik in vergelijking met gespiegelde ruimten, maar ze hebben lagere schrijfprestaties vanwege de overhead van het berekenen en schrijven van pariteitsgegevens. Pariteitsruimten zijn geschikt voor archiveringsopslag, back-upopslagplaatsen en workloads met voornamelijk sequentiële leesbewerkingen.

Hier volgen enkele belangrijke kenmerken van pariteitsruimten:

• Gegevens worden verspreid over meerdere schijven met pariteitsinformatie voor storingsbestendigheid.
• Pariteitsgegevens maken gegevensreconstructie mogelijk als een schijf uitvalt.
• Efficiënter opslaggebruik vergeleken met gespiegelde ruimten.
• Lagere schrijfprestaties vanwege pariteitsberekeningen.
• Goede leesprestaties, met name voor sequentiële workloads.
• Ideaal voor archiveringsopslag, back-ups en workloads met lagere vereisten voor schrijfprestaties.

Geheugenbuffer van de Opslagbus

Storage Bus Cache is een functie die de prestaties van Opslagruimten verbetert met behulp van snellere opslagmedia, zoals NVMe- of SSD-stations, als cachelaag voor tragere opslagapparaten zoals HDD's. Door veelgebruikte gegevens op snel gebruikte cachestations te plaatsen, verbetert Storage Bus Cache de lees- en schrijfprestaties aanzienlijk, vermindert de latentie en optimaliseert de algehele opslagefficiëntie.

Storage Bus Cache biedt de volgende voordelen:

• Versnelt lees- en schrijfbewerkingen door hot data op snellere opslagmedia in de cache op te slaan.
• Vermindert de latentie en verbetert de reactiesnelheid voor workloads met gemengde of willekeurige I/O-patronen.
• Optimaliseert de opslagprestaties zonder uitgebreide hardware-upgrades.
• Integreert naadloos met bestaande Opslagruimten-implementaties, waardoor implementatie en beheer worden vereenvoudigd.

Virtuele schijven

Virtuele schijven in Opslagruimten bieden flexibel en efficiënt opslagbeheer door fysieke opslagbronnen te abstraheren in logische eenheden. Beheerders kunnen meerdere virtuele schijven maken vanuit één opslaggroep, elk afzonderlijk geconfigureerd met specifieke tolerantie-instellingen, opslagcapaciteiten en prestatiekenmerken. Dankzij deze flexibiliteit kunnen organisaties opslagoplossingen precies aanpassen aan hun workloadvereisten, waardoor zowel de prestaties als het resourcegebruik worden geoptimaliseerd.

Daarnaast bieden virtuele schijven ondersteuning voor thin provisioning, waardoor beheerders dynamisch opslagcapaciteit kunnen toewijzen naarmate gegevens toenemen, in plaats van de volledige capaciteit vooraf toe te wijzen. Deze aanpak maximaliseert de opslagefficiëntie en vermindert de initiële hardware-investering. Virtuele schijven kunnen ook dynamisch worden aangepast, zodat beheerders de opslagcapaciteit naadloos kunnen uitbreiden zonder uitvaltijd, waardoor continue beschikbaarheid en schaalbaarheid voor kritieke workloads worden gegarandeerd.

Verschillen tussen Opslagruimten en Opslagruimten Direct

Hoewel Opslagruimten en Opslagruimten Direct vergelijkbare concepten delen, verschillen ze aanzienlijk in implementatiescenario's, hardwarevereisten, schaalbaarheid en beheercomplexiteit. Opslagruimten worden doorgaans gebruikt met zelfstandige servers of clusters die zijn verbonden met externe JBOD-behuizingen via SAS, ondersteunende basishardware en bieden eenvoudig beheer dat geschikt is voor kleinere implementaties. Opslagruimten Direct is daarentegen ontworpen voor hypergeconvergeerde of niet-geaggregeerde clusters, waarbij interne opslagstations worden gebruikt die zijn verbonden via snelle Ethernet-netwerken met speciale hardware zoals RDMA-compatibele adapters, waardoor deze ideaal zijn voor grotere, hoogwaardige omgevingen.

In termen van schaalbaarheid en prestaties biedt Opslagruimten betrouwbare prestaties voor algemene workloads, maar kan het externe opslagmogelijkheden en het aantal schijven beperken. Opslagruimten Direct levert echter aanzienlijk hogere schaalbaarheid, doorvoer en IOPS door gebruik te maken van het SMB3-protocol en RDMA-netwerken, waardoor het geschikt is voor veeleisende workloads, zoals virtualisatie, databases en bedrijfstoepassingen.

Beide technologieën ondersteunen tolerantieconfiguraties (eenvoudig, spiegelen, pariteit), maar Opslagruimten Direct biedt andere tolerantiefuncties voor het hele cluster, zoals automatische vervanging van stations en intelligente plaatsing van gegevens. Storage Spaces richt zich vooral op veerkracht binnen een enkele server of externe behuizing. Bovendien kunnen beide profiteren van Storage Bus Cache, waardoor de prestaties worden verbeterd door vaak gebruikte gegevens op snellere opslagmedia in de cache op te slaan.

Zie Storage Spaces Direct-overzichtvoor meer informatie over Opslagruimten Direct.

Volgende stap

Meer informatie over het implementeren van Opslagruimten op een zelfstandige server.