W systemie Windows Server 2012 wprowadzono nową funkcję o nazwie Serwer plików skalowalny w poziomie (SOFS). W przeszłości SOFS był używany głównie jako współdzielona warstwa pamięci masowej (jako alternatywa dla współdzielonej sieci SAN) dla hostów wirtualizacji Hyper-V, ale ta funkcja jest również przydatna dla SQL Server 2012 i nowszych, które mogą przechowywać zarówno systemowe, jak i pliki bazy danych użytkownika w udziałach plików SMB 3.0 zarówno dla autonomicznych, jak i klastrowanych wystąpień programu SQL Server. SOFS składa się z zestawu klastrowych serwerów plików, które tworzą przezroczysty klaster awaryjnych serwerów plików. Serwer bazy danych łączy się z SOFS za pomocą sieci SMB 3.0 (co wymaga systemu Windows Server 2012 lub nowszego zarówno na serwerach plików, jak i na serwerach bazy danych). Potrzebujesz również co najmniej jednej obudowy JBOD, do której każdy węzeł klastra SOFS jest podłączony za pomocą kabli SAS. Po obu stronach połączenia wymagane są karty sieciowe z funkcją zdalnego bezpośredniego dostępu do pamięci (RDMA) za pomocą protokołu SMB Direct. Karty sieciowe RDMA są dostępne w trzech różnych typach:Internet Wide Area RDMA Protocol (iWARP), Infiniband lub RDMA over Converged Ethernet (RoCE).
Miejsca do magazynowania są używane do agregowania dysków SAS obudów JBOD. Dyski wirtualne są tworzone z zagregowanych dysków SAS, co zapewnia odporność na awarie dysku lub obudowy, a także umożliwia wielowarstwową pamięć masową SSD/HDD i buforowanie z zapisem wstecznym. W systemach Windows Server 2012 i 2012 R2 system pamięci masowej o wysokiej dostępności korzystający z funkcji Miejsca do magazynowania wymaga, aby wszystkie dyski były fizycznie połączone ze wszystkimi węzłami magazynowania. Aby umożliwić fizyczne połączenie dysków ze wszystkimi węzłami magazynowania, muszą one być dyskami SAS i muszą być zainstalowane w zewnętrznej obudowie JBOD, przy czym każdy węzeł magazynowania ma fizyczne połączenie z zewnętrzną obudową JBOD.
Przykład tego typu wdrożenia pokazano na rysunku 1:
Rysunek 1:Windows Server 2012 i 2012 R2 Shared JBOD Scale-Out File Server
Dwie główne słabości SOFS to koszt i złożoność warstwy pamięci masowej SAS oraz fakt, że obsługiwane są tylko dyski twarde SAS i dyski SSD (co oznacza brak tańszych dysków twardych lub SSD SATA). Nie można również używać lokalnych dysków wewnętrznych ani kart pamięci PCIe w poszczególnych węzłach serwera plików z SOFS w systemie Windows Server 2012 R2.
Bezpośrednie miejsca do przechowywania
Jedna z bardziej ekscytujących nowych funkcji systemu Windows Server 2016 nosi nazwę Storage Spaces Direct (S2D), która umożliwia organizacjom korzystanie z wielu klastrowych węzłów standardowych serwerów plików do tworzenia wysoce dostępnych, skalowalnych systemów pamięci masowej z lokalną pamięcią masową przy użyciu SATA, SAS lub Urządzenia PCIe NVMe. Możesz używać dysków wewnętrznych w każdym węźle magazynowania lub bezpośrednio podłączonych urządzeń dyskowych przy użyciu „Just a Bunch of Disks” (JBOD), gdzie każdy JBOD jest podłączony tylko do jednego węzła magazynowania. Eliminuje to poprzednie wymaganie dotyczące współużytkowanej sieci szkieletowej SAS i jej złożoności (co było wymagane w przypadku przestrzeni dyskowych systemu Windows Server 2012 R2 i SOFS), a także umożliwia korzystanie z tańszych urządzeń pamięci masowej, takich jak dyski SATA.
Aby korzystać z S2D, potrzebne są co najmniej cztery klastrowane serwery plików, z których każdy może mieć mieszankę dysków wewnętrznych (SAS lub SATA), kart pamięci flash PCIe lub bezpośrednio podłączonych urządzeń dyskowych, które zostaną połączone przy użyciu funkcji Miejsca do magazynowania. W jednej puli może znajdować się do 240 dysków, współużytkowanych przez maksymalnie 12 serwerów plików. Software Storage Bus zastępuje warstwę SAS współużytkowanych SOFS SAS JBOD. Ta magistrala przechowywania oprogramowania wykorzystuje do komunikacji sieć SMB 3.1.1 z RDMA (SMB Direct) między węzłami klastra S2D. Funkcja Miejsca do magazynowania agreguje dyski lokalne i DAS w pulę magazynu, w której z puli tworzony jest jeden lub więcej dysków wirtualnych. Dyski wirtualne (LUN) są formatowane za pomocą Resilient File System (ReFS), a następnie konwertowane na udostępnione woluminy klastra (CSV), dzięki czemu są aktywne w całym klastrze serwerów plików.
Stos S2D pokazano na rysunku 2:
Rysunek 2:Stos Storage Spaces Direct (S2D) (Źródło obrazu:Microsoft)
Powodem, dla którego ma to tak duże znaczenie dla specjalistów ds. baz danych SQL Server, jest to, że S2D zapewni Ci kolejny wybór wdrożenia o wysokiej wydajności dla podsystemu pamięci masowej, który będzie działał z autonomicznymi instancjami SQL Server, z tradycyjnymi instancjami FCI (wymagającymi współdzielonej pamięci masowej) oraz z instancjami, które używają węzłów AlwaysOn AG.
Jeśli dysponujesz odpowiednimi kartami sieciowymi (a nie twoją odmianą ogrodową, wbudowanymi kartami sieciowymi Broadcom Gigabit Ethernet) zarówno dla klastrowanych serwerów plików, jak i dla serwerów baz danych, będziesz mógł skorzystać z SMB Direct i RDMA, aby sieć SMB mogła dostarczać niezwykle wysoka przepustowość, bardzo małe opóźnienia i niskie wykorzystanie procesora przez karty sieciowe, dzięki czemu zdalny serwer plików przypomina pamięć lokalną z perspektywy wydajności. Nowa funkcja S2D sprawi, że wdrożenie klastra Scale-Out File Server, który może zapewnić wyjątkowo wysoką wydajność podczas używania programu SQL Server, będzie łatwiejsze i tańsze. Będzie to działać nie tylko w przypadku fizycznych, niezwirtualizowanych instancji SQL Server, ale będzie również dobrym rozwiązaniem dla zwirtualizowanych instancji SQL Server, w których host wirtualizacji może uzyskać znacznie lepszą wydajność we/wy niż w typowej sieci SAN.
Na przykład, jeśli masz adapter kanału hosta (HCA) 56 Gb InfiniBand (FDR) podłączony do gniazda PCIe 3.0 x8 serwera bazy danych (lub serwera hosta wirtualizacji) i serwerów plików, zapewni to około 6,5 GB/s przepustowość sekwencyjna dla każdego połączenia . Mam tutaj bardziej szczegółowe informacje o sekwencyjnych szybkościach przepustowości i kanałach. Obecnie musisz użyć programu PowerShell do wdrożenia i zarządzania Bezpośrednimi miejscami do magazynowania. Ten artykuł TechNet zawiera dobre informacje i przykłady testowania S2D w systemie Windows Server 2016 Technical Preview 3.
Zanim Windows Server 2016 i SQL Server 2016 staną się GA, prawdopodobnie będziemy mieli nowy 14-nanometrowy procesor Intel Xeon E5-2600 v4 „Broadwell-EP”, który będzie miał do 22 fizycznych rdzeni na gniazdo i 55 MB współdzielonej pamięci podręcznej L3, wraz z obsługą pamięci DDR4 2400. Ta nowa rodzina procesorów będzie współpracować z istniejącymi modelami serwerów, takimi jak Dell PowerEdge R730, ponieważ jest ona zgodna z obecnymi procesorami z rodziny 22 nm „Haswell-EP”. Zapewni to najlepszą podstawową platformę sprzętową serwera, aby w pełni wykorzystać S2D.
