Partición protectora de espacios en disco. Grupos de medios no identificados. Qué disco crear: simple, reflejado o incluso

18/01/2013 Robert Mitchell

La interfaz de usuario de Espacios y grupos de almacenamiento se implementa en Programa de almacenamiento Espacios en el Panel de control (en Windows 8) y en el Administrador del servidor (en Server 2012); También puede utilizar comandos de PowerShell (en ambos sistemas operativos). Gran parte de este artículo se relaciona con la interfaz del Administrador del servidor. La versión del cliente de Windows 8 está simplificada y notablemente diferente en apariencia. Sin embargo, la tecnología básica es la misma en todas partes.

Las nuevas versiones de Windows tienen capacidades de almacenamiento ampliadas. EN Servidor Windows 2012 y Windows 8 introdujeron una característica llamada Espacios y grupos de almacenamiento, que brinda a los usuarios una serie de capacidades nuevas, que incluyen:

• método de construcción de almacenes de datos virtuales;
• Funcionalidad RAID, que antes solo estaba disponible en equipos costosos;
• buena preparación;
• gestión de scripts a través de PowerShell;
• copias redundantes de datos que pueden usarse para solucionar problemas del sistema de archivos;
• integración con volúmenes compartidos de clúster (CSV).

Almacenes de datos compatibles

Los espacios de almacenamiento y los grupos se pueden alojar en una variedad de hardware. Tipos de bus admitidos: Bus serie universal (USB), Serial ATA (SATA) y SCSI conectado en serie (SAS).

Los espacios de almacenamiento y las piscinas se pueden utilizar en combinación con dispositivos lógicos(LUN) a través de Fibre Channel o iSCSI; sin embargo, esta configuración no es compatible. Los usuarios de soluciones de almacenamiento de alta gama deben ponerse en contacto con sus respectivos proveedores para aprovechar al máximo la funcionalidad disponible. Storage Spaces and Pools se centra en soluciones de menor costo para proporcionar funcionalidades que de otro modo no estarían disponibles.

Crear un grupo y espacio en disco

Un grupo es simplemente un grupo lógico de discos físicos y un espacio de almacenamiento es un disco virtual que se puede utilizar como disco físico. Por lo tanto, crear espacio de almacenamiento utilizando espacios y grupos de almacenamiento es un proceso de dos pasos. Primero, se crea un grupo; Luego se asigna espacio en disco, llamado disco virtual en Windows Server. No confunda los discos virtuales de espacios y grupos de almacenamiento con archivos de disco duro virtual (VHD) o VHDX. Los términos son similares, pero los componentes en sí no tienen nada en común.

Puede utilizar la interfaz del Administrador del servidor para crear un grupo en buen estado. El punto de partida es un grupo predeterminado, llamado grupo de origen, que es simplemente una lista de discos físicos conectados a la computadora que se pueden agrupar. El grupo de origen no se considera saludable. El asistente le solicita el nombre del grupo y los discos físicos que desea agregar. El grupo creado se muestra en la interfaz del Administrador del servidor. Tenga en cuenta que, aunque puede crear varios grupos en Windows, no se recomienda crear más de cuatro. Se puede utilizar un script de PowerShell de tres líneas para realizar la misma operación:

$stsubsys = (Get-StorageSubsystem) $physd = (Get-PhysicalDisk PhysicalDisk1, PhysicalDisk2, PhysicalDisk3, PhysicalDisk4) New-StoragePool -FriendlyName MyPool1 -StorageSubsystemFriendlyName $stsubs.FriendlyName -PhysicalDisks $physd

Una vez que haya preparado el grupo, puede crear un disco virtual (llamado espacio en disco en Windows 8). El asistente le solicita el nombre del grupo de almacenamiento, el nombre del disco virtual, el tipo de diseño de almacenamiento, el tipo de aprovisionamiento (delgado o fijo) y el tamaño del disco virtual. Esto se tratará con más detalle en la siguiente sección, pero después de completar el asistente verá el disco virtual que se muestra en la siguiente pantalla. El siguiente script de PowerShell puede realizar la misma operación:

Nuevo-VirtualDisk -StoragePoolFriendlyName MyPool1 -FriendlyName MyVirtualDisk -ResiliencySettingName Mirror -UseMaximumSize

Este disco virtual se puede utilizar de la misma forma que uno físico. Se puede configurar como una partición Master Boot Record (MBR) o GUID Partition Table (GPT).

Reglas de selección

Al crear un disco virtual, debe determinar tres características principales: el tipo de diseño de almacenamiento (simple, reflejado, paridad), el tipo de aprovisionamiento (delgado o fijo) y el tamaño del disco virtual. Otros parámetros, como el nombre del grupo o el nombre del disco virtual, son arbitrarios.

Estructura. La estructura de almacenamiento es simplemente el tipo de RAID que se utilizará. Puede seleccionar Simple (RAID 0 o rayado sin paridad), Espejo (RAID 1) o Paridad (RAID 5 o rayado con paridad). Puede crear un conjunto simple de uno o más discos de grupo físico. Los conjuntos de paridad requieren un mínimo de tres unidades en el grupo. Por último, se pueden crear conjuntos de duplicaciones utilizando al menos dos discos físicos para la duplicación bidireccional y al menos cinco discos físicos para la duplicación triple.

Tipo de preparación. La elección entre aprovisionamiento delgado y fijo determina si todos los sectores involucrados en el disco virtual deben asignarse previamente o si deben asignarse a sectores fisicos dependiendo de las necesidades cambiantes a lo largo del tiempo. El tamaño de un disco virtual en modo de aprovisionamiento fijo está limitado por el tamaño de los discos físicos disponibles en el grupo. Pero si eliges una preparación fina, puedes especificar un tamaño más grande físicamente. espacio disponible. Puede agregar discos físicos al grupo según sea necesario.

Tamaño del disco virtual. El tamaño del disco virtual depende del tipo de aprovisionamiento seleccionado, la estructura de almacenamiento y el tamaño de los discos físicos utilizados. Si planea crear solo un disco virtual en el grupo, simplemente puede seleccionar la opción Tamaño máximo. Tenga en cuenta que la opción Tamaño máximo aparece atenuada si se selecciona el aprovisionamiento ligero.

Más información sobre la preparación fina

El aprovisionamiento ligero es una tecnología para la asignación oportuna de bloques de memoria según sea necesario. Con el aprovisionamiento fijo, los bloques físicos se asignan al disco virtual independientemente de si se utilizan o no. En el aprovisionamiento fino, solo los bloques usados ​​se asignan a bloques físicos. Esto le permite preparar un disco virtual que es mucho más grande que en una versión fija. Si el disco virtual alcanza el límite de asignación de bloques físicos, puede agregar nuevos discos físicos.

La ventaja del aprovisionamiento ligero es la flexibilidad del espacio en disco. Si necesita un disco virtual de 10 TB, no es necesario que le proporcione espacio físico por adelantado. Puede aprovisionar un disco virtual delgado de 10 TB y agregar discos físicos según sea necesario. La eficacia de este enfoque se ve reforzada por mejoras en NTFS que permiten recuperar espacio después de eliminar u optimizar los archivos. Windows también está optimizado para funcionar de manera más eficiente con soluciones de almacenamiento de alta gama. teniendo funciones fina preparación. En particular, esta es la capacidad de utilizar sectores no utilizados, como lo hacen Storage Spaces and Pools.

Principios de arquitectura

Veamos qué está sucediendo en los mecanismos internos para obtener los resultados descritos. La Figura 1 muestra la pila de almacenamiento de Windows. El controlador SSP (SpacePort.sys) se conecta directamente encima del Administrador de particiones (Partmgr.sys). Cuando se agrega un disco físico a un grupo, se crea una partición en él y el disco físico se oculta de la interfaz de usuario. El siguiente paso es cortar un disco virtual del grupo y luego este disco virtual se presenta nuevamente en la interfaz de usuario como un disco lógico. Los discos físicos aún están visibles en el Administrador de dispositivos, pero también aparece un nuevo dispositivo de espacio de almacenamiento de Microsoft para cada disco virtual creado.

La Figura 2 muestra cómo se verán las particiones en los discos físicos (tanto discos MBR heredados como discos que utilizan el esquema GPT). Se asignará una pequeña área de la partición para almacenar metadatos para espacios y grupos de almacenamiento. La parte principal de la partición se utilizará para almacenar datos de archivos. Una vez creado el disco virtual, se puede configurar como MBR o GPT y luego usarlo como un disco físico normal. Se puede representar en formato NTFS o nuevo sistema Sistema de archivos resistente de Microsoft (ReFS).

Opciones adicionales

Para mejorar el rendimiento, puede realizar un ajuste más avanzado de los espacios y grupos de almacenamiento. Es útil explorar estas configuraciones agregando discos físicos a un disco virtual existente. En particular, Storage Spaces and Pools en Windows 8 es fácil de usar, pero si desea ampliar sus capacidades de administración de almacenamiento, Storage Spaces and Pools tiene todo lo que necesita.

Se puede acceder a la configuración más detallada a través de un comando de PowerShell llamado New-VirtualDisk. Los elementos de interés son NumberOfColumns (indica el número de columnas a crear), NumberOfDataCopies (indica el número copias creadas data) y ResiliencySettingName (indica el nombre de la configuración de resiliencia requerida, por ejemplo, Simple, Mirror o Parity).

Número de columnas. La figura 3 muestra un diagrama que consta de tres discos. Los discos se dividen en bloques. Cuando alterna entre discos, puede escribir en cada disco al mismo tiempo. En la tecnología RAID, este método se conoce como striping sin paridad. Esto es aproximadamente lo que sucede en un disco virtual con una estructura “simple”.

Cada disco físico es una columna de un disco virtual. Cuantos más discos físicos estén disponibles al crear un disco virtual, más columnas y posibles escrituras simultáneas habrá. La situación es similar con los conjuntos con control de paridad. Cuantos más discos físicos haya inicialmente, más columnas habrá en el disco virtual. La única diferencia es la pérdida de algo de espacio de paridad. Gracias a las posibilidades Escalado de Windows Puede usar hasta ocho columnas al crear un disco virtual (incluso si lo hace usando PowerShell).

El elemento utilizado para gestionar las columnas es NumberOfColumns. A continuación se muestra un ejemplo de cómo controlar manualmente este elemento y el elemento ResiliencySettingName. El siguiente comando crea un disco virtual con tres columnas:

Nuevo-VirtualDisk -FriendlyName NewVDisk -StoragePoolFriendlyName MyPool -NumberOfColumns 3 -ResiliencySettingName simple -UseMaximumSize

Figura 3. Estructura simple

Fusionar columnas con copias de datos. Una copia de datos es sólo eso, una copia de datos. Si la redundancia existe como una instancia fuera de línea, tendrá más de una copia de los datos. De lo contrario, sólo hay una copia.

* Espacio simple con una sola copia.

*Espejar espacios con dos o tres copias.

*Los espacios de paridad tienen un solo ejemplar.

Solo el espacio espejo tiene una copia completa de la instancia de datos, como se muestra en la Figura 4. La tolerancia a fallas del espacio de paridad se logra al no utilizar una instancia de datos completamente separada. Por lo tanto, existe una única copia de los datos. En un espejo de tres vías hay tres copias de los datos. La desventaja de tener una copia adicional de los datos es que debe escribirse varias veces. Como resultado, los espacios espejo son más lentos al realizar escrituras. Una de las desventajas de la duplicación es el aumento del tiempo de escritura debido a la necesidad de escribir los mismos datos varias veces.

Si tiene suficiente espacio en disco, puede compensar parcialmente la reducción en la velocidad de escritura mediante el uso de bandas dentro de cada copia de los datos. En el ejemplo de la Figura 5, se utilizan cuatro discos físicos para formar un espacio reflejado. Por lo tanto, cada copia de datos se puede grabar simultáneamente en dos discos. Los espacios reflejados creados en la GUI pueden tener hasta cuatro columnas (por copia de datos), pero los espacios reflejados creados con PowerShell pueden tener más de cuatro columnas (tenga en cuenta que solo se muestra el número de columnas por copia de datos).

Puede utilizar el elemento New-VirtualDisk (NumberOfDataCopies) para especificar el número de copias de datos. Como ejemplo, observe el siguiente comando de PowerShell, que crea un espacio de espejo bidireccional con seis columnas, como en la Figura 6.

Nuevo-VirtualDisk -FriendlyName NewVDisk -StoragePoolFriendlyName MyPool -NumberOfColumns 6 -NumberOfDataCopies 2 -ResiliencySettingName mirror -UseMaximumSize

Más información sobre columnas

La cantidad de columnas en Espacios de almacenamiento generalmente corresponde a la cantidad de discos físicos presentes cuando se crea el disco virtual. El número de columnas puede ser menor que el número de discos, pero no mayor. Las columnas son importantes porque muestran la cantidad de discos a los que se puede acceder simultáneamente. Por ejemplo, en la Figura 7 vemos dos espacios simples. Ambos usan dos discos, pero el de la izquierda usa una columna y el de la derecha usa dos. Para un espacio simple a la derecha, las operaciones de E/S se pueden realizar simultáneamente, duplicando teóricamente la velocidad.

Figura 7. Dos espacios simples

El número de columnas utilizadas en un espacio en disco se establece cuando se crea el espacio. La GUI asigna el máximo número de columnas posible. Aquí se aplica la siguiente lógica:

* si el espacio se crea mediante la interfaz de usuario, el número máximo de columnas es ocho;

* al utilizar el comando New-VirtualDisk, puede establecer el valor de NumberOfColumns para que sea mayor que ocho;

* los espacios de paridad tienen más de ocho columnas (incluso cuando se usa PowerShell).

Agregando espacio

Agregar espacio de almacenamiento al existente puede resultar complicado. En la Figura 8, se creó un espacio simple utilizando dos discos físicos. Si necesita expandir un disco virtual, primero debe agregar un disco físico al grupo de almacenamiento si no había ninguno disponible. Pero si intenta expandir el disco virtual después de agregarlo, fallará. El error indica que no hay recursos físicos disponibles para agregar espacio al disco virtual, incluso si se agrega un nuevo disco en blanco al grupo.

Figura 8. Un espacio simple creado con dos discos físicos

El problema es el número de columnas. Las ventanas deben seguir el mismo patrón de rayas que se utilizó para crear el espacio. No puedes simplemente agregar una columna. Si esto fuera posible, todos los beneficios de la creación de bandas se perderían cuando los dos discos originales estuvieran llenos. Además, es imposible adjuntar nuevo disco a una de las columnas existentes a continuación (esencialmente por las mismas razones). Para expandir un disco virtual, debe agregar suficientes discos para que la cantidad de discos sea igual o superior a la cantidad de columnas en el disco virtual especificado. Como resultado, la alternancia continúa de la manera originalmente especificada. Lo mismo se aplica a espacios simples y espacios con control de paridad. La cantidad de discos que agregue debe ser igual o mayor que la cantidad de columnas en el disco virtual.

Cuando trabaje con espacios reflejados, debe considerar tanto el número de columnas como el número de copias de los datos. Por ejemplo, una duplicación bidireccional creada con cuatro discos físicos se vería como la que se muestra en la Figura 9. NumberOfDataCopies es 2 y NumberOfColumns es 2. La cantidad de discos necesarios para expandir este disco virtual se calcula mediante la siguiente fórmula:

NúmeroDeCopiasDeDatos * NúmeroDeColumnas 2 * 2 = 4

Se requieren cuatro discos físicos para ampliar el espacio de prueba; consulte la Figura 10. Se puede utilizar la misma fórmula para espacios simples y de paridad. Sin embargo, el valor de NumberOfDataCopies es siempre 1 para ambas estructuras.

Figura 10. Cuatro discos físicos que amplían el espacio de prueba

Determinar el número de copias de datos y columnas.

Si no conoce la cantidad de copias de datos y/o columnas presentes en el disco virtual, puede encontrar fácilmente la respuesta buscando los valores NumberOfColumns y NumberOfDataCopies usando la GUI. Comando PowerShell traerá la misma información:

Get-VirtualDisk -FriendlyName MyVirtualDisk | ft FriendlyName, NumberOfColumns, NumberOfDataCopies ReFS en el espejo

· Nota beneficio adicional espejos Espacios de Almacenamiento y Piscinas. Este artículo ya mencionó el nuevo sistema de archivos de Microsoft, ReFS. Si los archivos o metadatos en ReFS están dañados, el sistema operativo puede usar una copia redundante en el otro lado del espejo para corregir errores. Esto es posible en parte gracias a la suma de verificación de datos y metadatos en ReFS.

Potente funcionalidad de almacenamiento

Los espacios y grupos de almacenamiento brindan a los propietarios de sistemas de almacenamiento de nivel básico y medio una funcionalidad que de otro modo no estaría disponible. Es fácil de configurar; Es posible una personalización profunda para aquellos que deseen utilizar parámetros adicionales, y el sistema de archivos ReFS gana estabilidad adicional. Storage Spaces and Pools proporciona aprovisionamiento ligero y, como la mayoría de los componentes de Server 2012 y Windows 8, se pueden controlar mediante scripts que utilizan PowerShell. Creo que esta será la más popular de todas las innovaciones de almacenamiento de Windows.

Windows Server 2012 sigue virtualizando todo lo que puede alcanzar =). El siguiente paso en la virtualización de todo son los Espacios de Almacenamiento. De hecho, la virtualización del almacenamiento con todos los consiguientes aspectos positivos. En el primer conocimiento superficial, surge una analogía con la tecnología integrada en versiones anteriores de Windows Server para crear una matriz RAID de software. Hay algunos puntos generales. Pero también hay muchas novedades.

De características interesantes se puede distinguir:

• Proporcionar espacio de almacenamiento a pedido (es decir, de hecho, el espacio se asigna cuando es necesario y no con anticipación)
• Tolerancia a fallos (duplicación/almacenamiento de información de paridad - análogos de RAID1/RAID5, soporte para repuesto dinámico)
• Mantener la integridad de los datos (debido al mecanismo de verificación inteligente de errores y corrección de ellos)
• Soporte para escenarios de hospedaje
• Integración con CSV (Cluster Shared Volumes) y clúster de conmutación por error. Se admiten configuraciones de dos nodos y de múltiples nodos (hasta 63 nodos inclusive)

El modelo de agregación de almacenamiento/grupo compartido no es nuevo y los proveedores de almacenamiento lo han utilizado anteriormente. Beneficios de utilizar espacios de almacenamiento:

• Extensibilidad. El principal beneficio de utilizar grupos de almacenamiento es la reducción del número de objetos que un administrador debe gestionar. En lugar de gestión un gran número transportistas diferentes tipos Gestionamos un número significativamente menor de grupos, lo que nos permite gestionar volúmenes de datos significativamente mayores.
• Fácil de controlar. Herramientas de administración: complemento Servicios de archivos y almacenamiento, cmdlets de PowerShell. Disponible en ediciones de servidor y cliente.
• Asignación flexible de derechos de acceso. Los derechos de acceso se asignan a nivel de grupo. Integración total con Active Directory.
• Compatible con una amplia gama de dispositivos de almacenamiento. USB/SATA/SAS/SCSI/iSCSI. Soporte para el protocolo SES (SCSI Enclosure Service).
• Compatibilidad de aplicaciones. Desde la perspectiva de una aplicación, los espacios de almacenamiento parecen volúmenes de datos normales.

El modelo de grupo de almacenamiento compartido en las imágenes se ve así: podemos tomar dos discos de 2 TB y llamar a este grupo grupo doméstico:

Además, en este grupo podemos crear algo de espacio para almacenar datos, que no estarán vinculados a ningún disco físico específico. De esta forma obtenemos un almacenamiento virtualizado que, desde el punto de vista del usuario final, no tiene nada que ver con el almacenamiento físico.

Podemos trabajar con este almacenamiento virtual como con un disco físico normal: podemos dividirlo en volúmenes, formatearlo, comenzar a copiar datos en él, etc. Sin embargo, existen algunas características:

• El tamaño de almacenamiento es de 10 TB, mientras que el tamaño total de los discos físicos es de sólo 4 TB. De hecho, no estamos muy apegados al tamaño de los discos originales.
• Tolerancia a fallas implementada mediante duplicación: tenemos al menos 2 copias de datos, lo que nos garantiza la disponibilidad de los datos en caso de falla de un disco físico.

El mecanismo que nos permite implementar la segunda característica (crear un disco de 10 TB basado en dos discos físicos de 2 TB) se llama aprovisionamiento ligero. Si antes el tamaño del volumen asignado para el almacenamiento de datos estaba limitado por el tamaño de los discos físicos disponibles, ahora podemos asignar tanto espacio en el volumen virtual como necesitemos (al mismo tiempo, tenemos la oportunidad de aumentar este tamaño) . Agregaremos discos físicos según sea necesario (el almacenamiento virtual nos informará que es necesario hacerlo).

La tolerancia a fallos en el ejemplo anterior se implementa mediante duplicación. Es decir, siempre tendremos dos (puedes hacer tres) copias de datos en diferentes discos físicos. Si uno de ellos falla, nuestros datos no se verán afectados. Curiosamente, los discos físicos no son visibles para la mayoría de las aplicaciones y componentes del sistema operativo; funcionan con el almacenamiento virtual que creamos. Por tanto, un fallo a nivel del disco físico pasa desapercibido para ellos. En el caso de utilizar discos de repuesto dinámicos, así como al reemplazar un disco físico defectuoso por uno que funcione, la configuración tolerante a fallas comenzará a restaurarse automáticamente (en el caso de un espejo, los datos se copiarán a un nuevo disco físico).

Dentro del pool podemos crear espacios de almacenamiento virtual (espacios) utilizando diferentes tecnologías de tolerancia a fallos. Por ejemplo, para un almacenamiento será una duplicación, para otro será un almacenamiento de información de paridad. Ambos almacenamientos utilizarán el mismo conjunto de discos físicos, como se muestra a continuación:

Ambos almacenamientos virtuales utilizarán los mismos discos físicos para almacenar datos, pero utilizarán diferentes mecanismos para distribuir datos entre discos físicos. Cada almacenamiento utilizará sus propios métodos óptimos para distribuir datos entre discos y métodos de recuperación en caso de falla del disco físico.

Control. Se pueden distinguir las siguientes tareas de gestión de pools y almacenamientos virtuales:

• Verifica la disponibilidad del grupo inicial para cada subsistema de almacenamiento.
• Cree un grupo de almacenamiento independiente para cada subsistema de almacenamiento.
• Creación de espacios de almacenamiento virtual en un pool.
• Cree nuevos volúmenes correspondientes a uno o más almacenamientos.
• Crear carpetas públicas en un volumen.
• Agregar discos físicos adicionales al grupo.
• Eliminación de discos físicos del grupo.
• Quitar una piscina.

Cada una de las tareas se describe con más detalle a continuación.

Comprobando la disponibilidad del pool inicial. Para que un disco físico esté disponible para su ubicación en un grupo, debe cumplir los siguientes requisitos:

• Tamaño mínimo del disco: 10 GB
• El disco no debe estar particionado.
• El disco no debe estar en ningún otro grupo.

Si el disco está conectado al sistema y se cumplen estos tres requisitos, automáticamente cae en el grupo primordial:

Get-StoragePool -FriendlyName Primordial | fl Estado de salud

Creando un grupo. Disponible ya sea a través de menú contextual piscina primordial

Quitar discos físicos. Lanzado a través del menú contextual en la ventana de discos físicos.

Puede utilizar el cmdlet Remove-PhysicalDisk.

Quitar una piscina. Se puede eliminar cualquier grupo creado previamente. Hay que recordar que si hay recursos (volúmenes, carpetas públicas) que dependen de este pool, se deben eliminar antes de hacer esto. La eliminación de un grupo está disponible a través del menú contextual del grupo.

El orden de creación/eliminación de objetos en nuestra jerarquía con pools será el siguiente:

Documentos fuente:

DPandMe mayo 26, 2015 a las 5:16 pm

Sopa de SAN. Creación de una SAN virtual en la plataforma Windows Server 2012 R2

• Virtualización

Entonces, acaba de terminar de restaurar su sistema después de una falla. Afortunadamente, esta vez todo salió bien: los servicios, gracias a Dios, han mejorado. Pero su jefe está insatisfecho y le exige que “saque conclusiones y actúe”. Evidentemente, ha llegado el momento de pensar en cómo vivir más. Puede que valga la pena reconsiderar los enfoques existentes para construir infraestructura y tomar medidas para garantizar la tolerancia a fallas de su sistema de producción.



Descargo de responsabilidad: Pido disculpas de antemano a los especialistas de SAN y a la noble comunidad de Habra por algunas libertades y simplificaciones que hice al preparar el material. Está diseñado para aquellos que aún no están familiarizados con las tecnologías de almacenamiento incluidas en Windows Server 2012 R2, así como para aquellos que no tienen la oportunidad de implementar una red de almacenamiento completa basada en FC o iSCSI.

¿Por dónde empezar? Me atrevería a sugerir que resolver el problema de la tolerancia a fallos requiere dos cosas:

1. Buen plan.
2. Dinero (estimación).

Estrictamente hablando, también hay un tercer punto: las "manos rectas", pero su discusión está fuera del alcance de este artículo.

Todo está claro con el dinero. En cuanto al plan, necesitamos desarrollar dicha arquitectura para que la próxima vez que ocurra una falla (¡y definitivamente sucederá!), el sistema sobreviva. Aquí hay que hacer una pequeña digresión. El hecho es que en la terminología moderna existen varios conceptos establecidos que a menudo se confunden entre sí. Aquí están:

Alta disponibilidad (HA) - capacidad de minimizar el tiempo de inactividad planificado y no planificado. Es decir, nosotros (léase: el cliente) acordamos de antemano que, en caso de falla, tomará un tiempo razonable cambiar al equipo de respaldo e iniciar los servicios "fallidos" en él. En este caso, la desconexión es inevitable. Un ejemplo típico: un clúster Hyper-V.

Tolerancia a fallos (FT) - la capacidad de permanecer operativo en caso de fallo de uno o más componentes. Fue entonces cuando ocurrió una falla, pero nadie, excepto el administrador, se dio cuenta. O, cuando apagamos uno de los nodos para realizarle un mantenimiento programado (por ejemplo, instalar actualizaciones), y el segundo nodo asume toda la carga en este momento. La conexión no se interrumpe, las aplicaciones están disponibles, solo el tiempo de respuesta aumenta ligeramente. Ejemplo típico: nivel RAID 1.

Resistencia a los desastres - la capacidad de lanzar un servicio con relativa rapidez en caso de desastres globales. Fue entonces cuando todo colapsó de golpe. A la gente le gusta citar huracanes, tsunamis e inundaciones como desastres globales. Sin embargo, en la realidad de nuestro país, parece mucho más probable que se produzca un corte de energía en el centro de datos: local (la excavadora golpeó el cable) o generalizado, así como inundaciones de los sótanos. Ejemplo: centro de datos de respaldo.

¿Por qué es importante la terminología? Sí, porque las tareas enumeradas son fundamentalmente diferentes. En consecuencia, los enfoques para resolverlos deberían ser diferentes. En primer lugar, debemos decidir qué queremos conseguir exactamente: alta disponibilidad, tolerancia a fallos o tolerancia a desastres.

En el contexto de este artículo, discutiremos sólo uno de los tres puntos, a saber, la tolerancia a fallos. Para ser justos, cabe señalar que la necesidad real no surge con frecuencia. De hecho, la mayoría de los clientes están bastante dispuestos a soportar tiempos de inactividad menores especificados en el SLA a cambio de ahorros significativos. dinero eliminando soluciones prohibitivamente costosas y “ultraconfiables”. Por ejemplo, si Excel se congela durante unos minutos para los usuarios, esto no será un gran problema para la empresa, sino más bien una razón para estirarse un poco y tomar café. Sin embargo, también hay servicios que son extremadamente sensibles incluso a una pequeña interrupción en la conexión de red. Por ejemplo, DBMS e hipervisores. Si Hyper-V pierde la conexión con su virtual discos duros, en el que se están ejecutando maquinas virtuales, esto puede tener consecuencias nefastas. Lo mismo ocurre con SQL: una pérdida repentina por parte de un servidor de sus bases de datos puede mantener ocupado a un administrador de base de datos durante mucho tiempo.

Entonces, decidimos crear una solución tolerante a fallas. En otras palabras, es necesario eliminar por completo los posibles puntos de fallo. niveles existentes: servidor, red y nivel de almacenamiento de datos. ¿Cómo se logra esto? Por supuesto, duplicando todo lo posible: servidores, interfaces de red, canales de transmisión de datos y, por supuesto, el subsistema de disco. Aquí aparece ante nuestros ojos la brillante imagen de SAN. De hecho, ¿qué podría ser mejor para brindar tolerancia a fallas que el viejo hardware FC SAN? Así es... Sólo que esta solución tiene un defecto fatal. Precio. Precio sistema similar comienza con números de siete dígitos. Y el límite superior es prácticamente ilimitado. Por lo tanto, no puedes simplemente salir a comprarlo; como mínimo, tendrás que presupuestarlo.

Además, al comprar hardware costoso, nos volvemos muy dependientes del proveedor, ya que la compatibilidad con su equipo fabricantes de terceros está lejos de estar garantizado. Bueno, ampliar dichos sistemas puede requerir una inversión de tiempo significativa. Después de todo, nadie mantiene en stock componentes costosos: hay que pedirlos y esperar semanas o incluso meses. Y el jefe exige “aquí y ahora”. Y para que todo funcione “como un reloj”. ¡Y a un coste mínimo!

¿Dónde está la salida? ¿Los brillantes sueños de SAN realmente no están destinados a hacerse realidad? Espera... ¿Qué es una SAN de todos modos? Básicamente, es simplemente una forma de compartir recursos de almacenamiento de alto rendimiento entre servidores a nivel de bloque. Érase una vez la fibra clásica Redes SAN eran prácticamente la única tecnología donde se requería un rendimiento excepcional, tolerancia a fallos y escalabilidad. La velocidad de FC era un orden de magnitud mayor que la de Ethernet típica con sus 100 Mb/s.

Pero con el tiempo, aparecieron adaptadores de red Ethernet de 1 y 10 Gbit, las tecnologías de software y hardware aumentaron el rendimiento de la red (equipamiento de NIC, compresión de datos, etc.), lo que redujo un poco las ventajas de FC y condujo a un crecimiento explosivo en la popularidad de la interfaz iSCSI. En cuanto a la tolerancia a fallos y la escalabilidad, aquí también se han logrado avances. Por ejemplo, han surgido opciones para implementar SAN basadas en almacenamiento con interfaz SAS, que, en general, estaba destinado originalmente a la conexión directa del almacenamiento al servidor - DAS. El caso es que la interfaz SAS, además de altas velocidades (6-12 Gbit/s), tiene otra ventaja significativa– latencia muy baja. Esto es bastante importante para hosts muy cargados como Hyper-V.

¿Qué tenemos además de SAN? Y además de SAN solo hay NAS. Si comparamos SAN y NAS, la principal diferencia entre el primero y el segundo es el funcionamiento a nivel de bloque. El sistema host puede crear particiones lógicas en la SAN, formatearlas y utilizarlas como particiones locales normales. discos duros. NAS, por otro lado, opera a nivel de sistema de archivos y utiliza protocolos de transferencia de archivos como SMB o CIFS. Por tanto, NAS, por supuesto, es barato y sencillo, pero muy lento. Por lo tanto, no es prometedor para sistemas de producción altamente cargados.

¿Es posible combinar de alguna manera la alta velocidad y confiabilidad de una SAN con la facilidad de implementación y disponibilidad de un NAS? ¿Qué pasa si intentamos implementar parte de la funcionalidad SAN en el software? Al parecer, los ingenieros de una modesta empresa de Redmond razonaron algo parecido cuando preparaban su nueva tecnología para entrar en el mercado. Como resultado, realmente terminaron con algo que formalmente se parece a una SAN. Pero al mismo tiempo es varias veces más barato. Se nos ofrece utilizar componentes muy económicos y accesibles para preparar un delicioso plato llamado "Scale-Out" Servidor de archivos", es decir. Servidor de archivos escalable. La palabra "escalable", en mi opinión, no refleja con precisión la esencia, ya que, en primer lugar, el servidor resultó ser tolerante a fallos.

Entonces, hoy prepararemos “Sopa SAN” basada en tecnología. Windows Servidor 2012 R2.
Como ingredientes necesitaremos:

• servidores sin discos (solo pequeños “espejos” para el sistema) - 2 unidades;
• estante económico para discos JBOD con dos interfaces SAS – 1 pieza;
• HDD SAS: al menos 10 unidades. (mejor - más);
• SSD SAS – al menos 2 unidades;
• adaptadores de red de 1 a 10 GBit (preferiblemente con soporte RDMA) – 2 a 4 unidades;

Como condimento utilizaremos el conjunto de especias recomendado: Storage Spaces, Tiering, SMB Direct, SMB Multichannel, CSV. Tiempo de preparación: 1-1,5 horas si tienes experiencia o 1-2 días sin ella.

una pequeña teoría

Windows Server 2012 y Windows 8 introdujeron una tecnología interesante llamada Espacios de almacenamiento. Está diseñado para abstraerse de la capa física del subsistema de disco. Esencialmente, es un controlador del sistema operativo ubicado después del administrador de particiones y antes del administrador de volúmenes, que le permite virtualizar el almacenamiento en bloque, ocultándolo del sistema operativo. Esto se logra agrupando discos físicos en grupos y creándolos en función de grupos. discos virtuales(LUN en terminología SAN). Así, todas las aplicaciones se ocuparán específicamente de discos virtuales, sin siquiera saber en qué consisten. Pero espera... ¿Discos virtuales otra vez? Después de todo, esta tecnología bajo el nombre " discos dinámicos"fue implementado por Microsoft (más precisamente, con licencia de Veritas) en el año 2000, ¡como parte de Windows 2000! ¿Están intentando volver a vendernos productos obsoletos?

No es tan simple... A diferencia de los discos dinámicos, Storage Spaces es una tecnología mucho más inteligente, como veremos más adelante. Por ahora, aclaremos los términos:

Piscinas de almacenamiento - una colección de discos físicos que le permite combinar discos, aumentar la capacidad de manera flexible y delegar la administración.

Espacios de almacenamiento - discos virtuales creados a partir de espacio libre en el grupo de almacenamiento. Los atributos de los espacios de almacenamiento incluyen nivel de persistencia, niveles de almacenamiento, aprovisionamiento fijo y controles administrativos detallados.

Espacios de almacenamiento agrupados – los mismos espacios en disco ubicados en almacenamiento compartido- ¡lo que necesitamos!

¿Cómo crear un disco virtual? En nuestro caso, primero necesitamos agrupar discos SAS físicos: HDD y SSD. En general, puedes agrupar discos con diferentes interfaces: SATA, SCSI e incluso USB. Pero para implementar un clúster de conmutación por error (servidor de archivos escalable), solo son adecuados los discos con una interfaz SAS. Fusionar discos en un grupo no presenta ninguna dificultad y se realiza mediante un asistente con sólo dos clics. Por supuesto, los discos que se fusionan no deben tener particiones o deberán eliminarse. Al combinar discos en grupos, los agrupamos. Pero todavía tenemos que explicarle al sistema operativo qué hacer con ellos a continuación. Ahora puede crear un disco duro virtual (LUN) desde el grupo de discos. La tecnología Storage Spaces le permite crear 3 opciones para virtual discos duros, similar a los niveles RAID:

• Simple (análogo a RAID0): recomendado únicamente para pruebas;
• Duplicación (similar a RAID1): recomendada para cargas de trabajo;
• Paridad (similar a RAID5): recomendado para crear particiones con archivos de datos.

Al igual que con el RAID de hardware, puede dejar uno o dos discos en un repuesto dinámico (Hot Spare). Las funciones enumeradas se presentan en la interfaz gráfica de forma predeterminada. Sin embargo, si esto no fuera suficiente, utilizando los cmdlets de PowerShell puede obtener combinaciones más astutas correspondientes, por ejemplo, Nivel de RAID 10.

Que diga el lector, si esto software RAID, ¡debería funcionar más lento que el hardware! Y tendrá toda la razón. Sí, más lento. Pero ¿cuánto? Aquí no todo está tan claro. En primer lugar, como muestra la práctica, la velocidad de los discos se compensa fácilmente con su número. Por lo tanto, la diferencia en el rendimiento será menos notable cuanto más más discos lo agruparemos. Para aplicaciones industriales, se recomienda utilizar 12 discos o más. En segundo lugar, apareció una característica maravillosa en Windows Server 2012 R2: combinar discos SSD y HDD en un solo grupo, formando el llamado. "grupo híbrido" (almacenamiento por niveles). En este caso, el propio sistema rastreará y se moverá a SSD rápidos Los discos son los datos más utilizados (¡recuerde que dije que el sistema es inteligente!). Además, el movimiento de datos "calientes" al SSD se produce bloque por bloque, y no a nivel de archivo. Además, al utilizar los cmdlets de PowerShell, puede especificar explícitamente qué archivos deben colocarse en el SSD y cuáles en el HDD. Y en tercer lugar, los espacios de almacenamiento admiten los llamados. “Caché de reescritura”. Durante breves ráfagas de operaciones de escritura, el sistema intercepta los datos y los coloca en un área especial del SSD. Esto suaviza las caídas de rendimiento durante cargas máximas repentinas. Todos juntos (una gran cantidad de discos, un grupo híbrido y un caché de reescritura) pueden aumentar significativamente el rendimiento del sistema, minimizando el efecto negativo del software RAID. Respecto al ahorro espacio libre en discos, Storage Spaces admite una tecnología SAN tan familiar como Thin Provisioning para una distribución más económica de los recursos del disco. Para ser justos, destacamos que si bien no es compatible con una piscina híbrida, tendrás que elegir una.

Entonces, al utilizar Storage Spaces podemos proporcionar tolerancia a fallas a nivel del sistema de almacenamiento. Ahora subamos un nivel. Los servidores deben combinarse en un clúster. Microsoft ha tenido esta oportunidad desde hace bastante tiempo. Sin embargo, anteriormente un clúster de este tipo sólo podía denominarse de alta disponibilidad (recuerde la terminología). y solo con Lanzamiento de Windows Server 2012 tiene la oportunidad de hacerlo verdaderamente tolerante a fallas. Esta característica se llama "Servidor de archivos escalable". Sería apropiado recordar aquí que los grupos de archivos pueden funcionar en uno de dos modos:

• "Activo - Pasivo"; conmutación por error con interrupción del servicio - conmutación por error.
• "Activo - Activo"; conmutación por error transparente.

En el primer caso, solo uno de los nodos está activo: es con él con quien se intercambian datos y el segundo está esperando. Si el primer nodo falla, el segundo se hace cargo de toda la carga. Sin embargo, esto inevitablemente resulta en una desconexión y una interrupción del servicio. Este es exactamente el principio según el cual funciona un clúster de archivos en Windows Server 2008 R2. En el segundo caso, ambos nodos están activos y pueden recibir datos de los clientes simultáneamente. Si uno de los nodos falla, la sesión SMB no se pierde y, en consecuencia, el funcionamiento de las aplicaciones no se interrumpe. Esta tecnología apareció sólo en Windows Server 2012.

Pero para hacer posible ese trabajo simultáneo con el almacenamiento, se necesitaba otra tecnología llamada Cluster Shared Volume (CSV). Sin entrar en detalles, se trata de un volumen lógico especialmente preparado para el funcionamiento simultáneo con varios nodos de un cluster.

¿Qué pasa con el nivel de red? Microsoft tiene guardadas varias sorpresas agradables aquí. El primero es SMB Direct sobre tecnología RDMA. En pocas palabras, esta es una tecnología para el acceso directo a la memoria a través de interfaz de red, sin gastos generales para usar procesador central. Cuando esta característica está habilitada, los adaptadores de red realmente funcionan a la velocidad de la interfaz, lo que proporciona un alto rendimiento y una respuesta extremadamente rápida a las solicitudes de red, lo que genera enormes beneficios de rendimiento para cargas de trabajo como Hyper-V y Servidor SQL. Digamos que trabajar con un servidor de archivos remoto se vuelve similar a trabajar con almacenamiento local. Y aunque los adaptadores de red compatibles con RDMA siguen siendo bastante caros, su coste disminuye continuamente (en el momento de escribir este artículo asciende a unos 20 mil rublos).

La segunda sorpresa se llama SMB Multicanal. Si se instalan dos adaptadores de red en el consumidor de carga (por ejemplo, SQL Server) y en el lado receptor (clúster de archivos), se crea una conexión SMB multicanal entre el cliente y el servidor. Esto significa que si, por ejemplo, se copia un archivo a través de la red y durante el proceso de copia algo le sucede a uno de adaptadores de red, esto no interrumpe el proceso: el archivo se sigue copiando como si nada hubiera pasado. Para verificar que SMB multicanal esté disponible, ejecute el cmdlet de PowerShell: Get-SmbMultichannelConnection. Verás algo como esto:


Como puede ver, la conexión se estableció utilizando dos interfaces de red a la vez.

Finalmente, el protocolo SMB 3.0 ha optimizado el equilibrio de carga entre nodos. Perfecto para una configuración de servidor de archivos escalable.

Bueno, ahora que hemos visto brevemente las tecnologías, es hora de pasar a la práctica. Para simplificar la tarea, construiremos un clúster de dos nodos, aunque nada nos impide generar un clúster de archivos de conmutación por error con hasta 8 nodos. Describiremos el procedimiento desde el principio y comenzaremos a implementarlo.

Trabajo preparatorio

Entonces, tomamos un estante de discos en modo JBOD. Lo llenamos de discos, al menos dos de los cuales deben ser SSD. El alojamiento debe tener dos expansores SAS, dos conectores en cada uno. A través de ellos conectamos la cesta a dos servidores, preferiblemente idénticos. Los servidores sencillos de una sola unidad son muy adecuados para este propósito. En los servidores instalamos HBA SAS normales como controladores.

Más punto por punto:

1. Instalamos Windows Server 2012 R2 en cada servidor.
2. Configuramos conexiones de red, instalamos actualizaciones y agregamos servidores al dominio.
3. Agregar un rol Servidor de archivos en cada servidor.
4. En uno de los servidores, abra la consola del Administrador de clústeres de conmutación por error.
5. Usando el asistente, creamos un clúster estándar con conmutación por error (Failover Cluster).
6. Cree un nuevo grupo: Almacenamiento -> Grupos -> Crear un nuevo grupo.
7. Agregamos discos SSD y HDD al grupo y, si es necesario, especificamos los parámetros de acceso.
8. Cree un disco virtual: Grupo -> clic derecho -> Nuevo disco virtual.
9. Usando el asistente, configure el tipo de subsistema de disco (espejo).
10. Usando el asistente, creamos un volumen en el disco, le asignamos una letra y lo formateamos en NTFS.
11. Cree un volumen compartido en clúster (CSV): seleccione disco requerido-> Agregar a volúmenes compartidos del clúster.
12. Establezca el rol: Roles -> Configurar rol -> Servidor de archivos -> Servidor de archivos escalable.
13. Para no esperar, reiniciamos la caché de resolución de DNS (ipconfig /flushdns).
14. Seleccione la función -> Agregar archivo compartido -> Compartir SMB -> Perfil de aplicación.
15. Indicamos la ubicación del recurso compartido y le damos un nombre.

Todo. El resultado final de nuestros esfuerzos fue la creación de un recurso compartido de archivos ubicado a lo largo de una ruta UNC estándar, tipo: \\ScaleOutFS\Share. Ahora podemos colocarle los críticos. recursos de archivos, como disco duro virtual Unidades Hyper-V o bases de datos servidor SQL. Así que tenemos red preparada almacenamiento de datos. Diferencia fundamental Su diferencia con la SAN tradicional es que para la conexión se utiliza el protocolo SMB 3.0 y no uno de los protocolos de bloque (iSCSI/FC), lo que en cierto sentido es incluso una ventaja. Es posible que alguien desee implementar la función Hyper-V directamente en un servidor en clúster, colocando discos virtuales en almacenamiento compartido. Tendré que estar triste. Lamentablemente, esta configuración aún no es compatible. Para los roles de Hyper-V y SQL Server, es necesario instalar servidores separados que funcionarán con nuestro sistema de almacenamiento a través del protocolo SMB.

Queda por resumir...

Tolerancia a fallos

Proporcionado en todos los niveles: almacenamiento de datos, servidores, interacción de red.

Actuación

Dependerá de varios factores. Normalmente comparable a las soluciones basadas en iSCSI. Y si se utilizan todas las capacidades disponibles, incluida la tecnología RDMA, el rendimiento del almacenamiento será incluso mayor que con una conexión FC (hasta 56 GBit/s).

Escalabilidad

En el nivel del subsistema de disco se proporciona por simple suma discos o almacenamientos JBOD en cascada. A nivel de servidor, agregando nodos al clúster. A nivel de red: agregando adaptadores de red, combinándolos en grupos (equipo de NIC) o reemplazándolos por otros, con más rendimiento.

Seguridad

Los grupos de discos se pueden controlar mediante listas de control de acceso (ACL) y los permisos se pueden delegar a los administradores. La gestión del almacenamiento se puede integrar completamente con ADDS.

Precio

Es obvio que incluso si utilizas todas las posibilidades inherentes a esta tecnología, precio solución preparada será varias veces menor que el de un SAN tradicional.

Pero ¿qué pasa con las deficiencias? Por supuesto, también existen. Por ejemplo, los sistemas de almacenamiento y los servidores no pueden estar separados a una distancia significativa, como es el caso de FC o iSCSI. no puedo hacer fila topología compleja. Los conmutadores SAS siguen siendo una rareza. Además, SAS no admite la replicación de hardware; deberá implementarla software. Por lo tanto, el concepto descrito anteriormente no es una panacea, sino simplemente una alternativa a los sistemas de almacenamiento tradicionales. Si ya tiene implementada una SAN de hardware, esto no es de ninguna manera una razón para abandonarla. El hardware debe recuperar el dinero invertido en él. Pero si todavía está pensando en la arquitectura del futuro sistema de almacenamiento de datos, tiene sentido considerar esta opción, como está completamente justificado por la ingeniería y puntos económicos visión. Y finalmente, me gustaría señalar que la "sopa SAN" se puede cocinar no solo en Tecnologías Microsoft. Si tiene almacenamiento con una interfaz iSCSI, puede utilizar productos como StarWind iSCSI SAN, VMware Virtual SAN, Openfiler, FreeNAS, Open-E DSS V6, etc.

¡Buen provecho!
En la elaboración de este artículo se utilizaron materiales del portal.

Tecnología de espacios de almacenamiento en Windows 8

Storage Spaces o Disk Spaces es una nueva tecnología de almacenamiento de datos diseñada para evitar la pérdida de datos y brindar la comodidad de almacenar grandes cantidades de información. La tecnología del servidor y el principio de su funcionamiento es similar al principio. Operación RAID-arrays, sin embargo, existen diferencias significativas que permiten su uso en sistemas operativos de clientes.

La esencia de cómo funciona Storage Spaces es la siguiente: los discos duros conectados a una computadora se pueden combinar en uno o más grupos de almacenamiento. Cada grupo se puede gestionar como una única entidad, aunque consta de varios discos. Y a diferencia de la tecnología RAID (donde todos los discos deben ser estrictamente idénticos), Storage Spaces le permite agrupar discos de diferentes tamaños y tipos, tanto internos (SATA) como externos (por ejemplo, USB). Los discos se pueden mezclar diferentes combinaciones y para expandir el grupo de almacenamiento, simplemente conecte un disco nuevo y agréguelo al grupo.

Sobre la base del grupo, se crean áreas virtuales: espacios en disco a través de los cuales se accede al grupo desde el sistema de archivos. Puede crear varios espacios en disco en un grupo. Si comparamos los espacios de almacenamiento con las cosas habituales, entonces un grupo de almacenamiento es un disco físico en el que se pueden crear una o más áreas lógicas o espacios en disco. Storage Spaces se integra con el Explorador de Windows y aparece como unidades normales, por lo que se puede acceder a ellos como a cualquier unidad del sistema, con una letra de unidad normal.

Para la seguridad de los datos, Storage Spaces utiliza la duplicación, lo que garantiza que se creen al menos dos copias de los datos, cada una en una unidad independiente, para evitar la pérdida de datos en caso de avería. disco duro. Si lo desea, esta función se puede configurar para almacenar datos en tres unidades físicas diferentes. Storage Spaces también admite la paridad (similar a RAID-5), lo que le permite crear dos copias diferentes de datos; esto requiere tres discos físicos: dos para datos y un tercero para almacenar sumas de verificación.

En teoría, todo parece bonito. Pero para comprender mejor la nueva tecnología, es necesario probarla en la práctica. Esto es lo que haremos.

Uso práctico de los espacios de almacenamiento

La administración de espacios en disco y grupos se encuentra en el Panel de control, en la pestaña "Espacios en disco".

Espacios de almacenamiento muestra unidades disponibles(todas excepto las particiones de arranque y del sistema) y advierte que cuando se agregan discos formateados al grupo, se formatearán y todos los datos que contengan se destruirán sin posibilidad de recuperación. Seleccione los discos y haga clic en el botón "Crear grupo".

La piscina ha sido creada. Ahora necesitamos crear espacio en disco y configurar sus parámetros: nombre, letra de unidad, tipo de persistencia y tamaño. El nombre y la letra de la unidad se pueden dejar como predeterminados, pero vale la pena hablar más detalladamente sobre el tipo de estabilidad. Hay cuatro tipos de resistencia disponibles:

Simple— el espacio en disco se distribuye entre los discos duros de forma secuencial, la capacidad es igual a la suma de las capacidades de las unidades que lo componen. La probabilidad de falla es aproximadamente igual a la suma de las probabilidades de falla de cada disco en la matriz (es decir, si falla un disco, se pierde toda la información);

espejo de dos vías— la información se distribuye en dos discos. Cada disco almacena una copia completa de los datos y, si un disco falla, la información no se perderá. La capacidad en este caso es la mitad de la capacidad total de los discos;

espejo de tres vías— los datos se almacenan simultáneamente en tres discos, lo que le permite guardar información incluso si fallan dos discos. Para implementar este modo, necesita al menos cinco discos en el grupo y solo estará disponible 1/4 de la capacidad total de todos los discos;

Paridad— los datos se escriben en diferentes discos junto con la información de paridad. Si falla un disco, los datos se pueden recuperar mediante una suma de comprobación. La capacidad es igual a 2/3 de la capacidad total de los discos del pool. Este modo requiere al menos tres discos.

La capacidad de espacio en disco se establece automáticamente según la cantidad de discos y el tipo de resiliencia seleccionado. Sin embargo, si es necesario, el tamaño del espacio en disco se puede especificar mayor que espacio disponible en el grupo y agregue los discos que faltan más adelante. Sin embargo, al agregar discos al grupo, el tamaño aumenta automáticamente, por lo que gran beneficio Personalmente no veo esto como una posibilidad.

Una vez configurados los parámetros, haga clic en el botón "Crear espacio en disco" y espere a que el asistente prepare y formatee el espacio.

Una vez completado el proceso, podrás ver en el panel de control de Espacios de Almacenamiento detalles sobre el grupo y los espacios en disco creados en él, así como ver los discos físicos incluidos en el grupo. Puede agregar nuevos discos a un grupo que ya se está ejecutando y aumentar su tamaño. Aquí puede crear nuevos espacios en disco o eliminar los existentes.

Y así es como se ve el espacio en disco en Explorer. Si no fuera por el nombre, sería indistinguible de un disco normal. Y al igual que con un disco normal, puedes hacer lo que quieras con él. Puede almacenar datos en él, puede agregarlo y las carpetas almacenadas en él a las bibliotecas y puede instalar aplicaciones en él. Incluso se puede cifrar con BitLocker. Después de todo, para el sistema operativo y las aplicaciones, este es un disco normal. La única limitación es que el espacio en disco no se puede utilizar como espacio del sistema.

En general, Storage Spaces es una tecnología bastante interesante que le permite proteger datos importantes contra pérdidas. Es cierto que lo más probable es que sólo esté disponible en la edición Windows 8 Enterprise.

La función es una tecnología de almacenamiento de datos diseñada para combinar el exceso de espacio en disco en un grupo de almacenamiento, lo que permite reducir los riesgos de pérdida de datos, garantizar la facilidad de operación y el almacenamiento de grandes volúmenes de información. Esencialmente espacios de almacenamiento (o Espacios de almacenamiento) es un mayor desarrollo de la tecnología Extensor de unidad en Windows Servidor doméstico(que se decidió abandonar). Los espacios en disco se pueden utilizar tanto en sistemas operativos Windows de servidor como de cliente (Windows Server 2012 y Windows 8).

Con Storage Spaces, se pueden agrupar unidades físicas externas en Windows 8 ( piscina) y crear espacios en disco basados ​​en grupos ( espacios de almacenamiento), que para el usuario parecen las unidades lógicas más comunes del sistema.

El principio de funcionamiento de la tecnología Storage Spaces en Windows 8 es algo similar a los principios de organización de matrices RAID, pero también existen diferencias significativas. A diferencia de una matriz RAID, en la que todos los discos deben ser idénticos (o la capacidad total de la matriz se calcula por disco capacidad mínima en RAID), puede combinar discos de diferentes tamaños y tipos de conexión en un grupo de espacios de almacenamiento.

Los espacios de almacenamiento se pueden utilizar tanto externamente como unidades internas con interfaces USB, SATA, SAS, SCSI(en cualquier combinación). Los LUN iSCSI no se pueden utilizar en espacios de almacenamiento (sin embargo, puede colocarlos disco virtual Es posible iSCSI en discos de espacios de almacenamiento). La cantidad de unidades utilizadas también puede ser arbitraria. El grupo de almacenamiento se puede ampliar en cualquier momento conectando disco adicional y agregarlo al grupo. Además, es posible utilizar discos en espera que estén en modo de espera hasta que falle uno de los discos del grupo.

Con la ayuda de Storage Spaces, es posible garantizar la seguridad de los datos organizando varios tipos de funciones de duplicación y control de paridad (análogas a RAID-5), de las que hablaremos con más detalle más adelante.

Vale la pena entender que Storage Spaces no es un RAID completamente familiar, sino más bien una especie de extensión de las capacidades del sistema de archivos, que brinda una serie de ventajas al usuario final (el software RAID en Windows 8 sigue siendo el mismo que en el anterior Versiones de Windows). En muchos sentidos, la tecnología se parece a algo del campo de la virtualización del almacenamiento.

Entre las desventajas de los espacios de almacenamiento en Windows 8, cabe destacar la imposibilidad de organizar los discos de arranque en función de grupos de almacenamiento.

Ejemplo de uso de espacios de almacenamiento en Windows 8

Abra el Panel de control de Windows 8 y seleccione el elemento Espacios de almacenamiento(Espacios en disco).

La ventana que aparece mostrará una lista de grupos de almacenamiento disponibles. Por el momento no están disponibles. Para crear un grupo de almacenamiento, haga clic en el enlace Cree una nueva piscina y espacio de almacenamiento.

Una lista de los encontrados aparecerá en la siguiente ventana. unidades físicas, que se puede combinar en una piscina. Se mostrarán todos los discos excepto el del sistema (esta limitación es obvia), incluidos los vacíos y los que contienen datos.

Tenga en cuenta que cuando agrega un disco de datos a un grupo, se eliminarán todos los datos que contiene.

En nuestro caso tenemos 2 externos disco USB, con una capacidad de 1 y 2 TB, respectivamente. Marque ambos discos y presione el botón Crear grupo.

Luego, el sistema comenzará a crear y preparar discos en el grupo de almacenamiento.

Después de crear un grupo de almacenamiento, puede organizar el espacio de almacenamiento (uno o más) en él. A continuación se le pedirá que ingrese un nombre. espacio creado y asociarle una letra de unidad (para evitar conflictos con unidades recién conectadas). unidades externas seleccione una letra de unidad del final del alfabeto).

En la sección Resiliencia, seleccione el tipo Espejo bidireccional. Con esta configuración, el sistema almacenará una copia de los datos en cada unidad y si una de las unidades falla, los datos no se perderán.

En general, existen cuatro tipos de estabilidad del espacio creado, hablemos de ellos con más detalle:

• Simple– un tipo simple de organización del espacio en disco en el que la información almacenada se distribuye secuencialmente en todos los discos duros de un grupo, y la capacidad total del espacio es igual a la suma de las capacidades de las unidades que lo componen. De hecho, es un análogo de RAID 0, mejora la velocidad de trabajar con datos y archivos grandes, pero no proporciona tolerancia a fallas.
• Dos— formaespejo(espejo bidireccional)–Cada operación de escritura se realiza simultáneamente en dos discos. En consecuencia, si uno de los discos falla, no se perderán datos. Para organizar el espacio, necesita al menos dos unidades; puede haber más de dos unidades en un grupo, pero el algoritmo para duplicar datos entre unidades está oculto para el usuario. La capacidad total de un disco lógico virtual es igual a la mitad de la capacidad total de los discos.
• Tres— formaespejo(espejo de tres vías)– Implica la grabación simultánea en tres unidades de un grupo a la vez, lo que protege contra la pérdida de información si fallan dos unidades. Para organizar el espacio con este tipo de estabilidad, necesitas al menos cinco discos (en Windows 8 Preview era suficiente tener tres discos). Debe entenderse que este esquema implica la máxima confiabilidad del almacenamiento de datos, sin embargo, se reduce la velocidad de las operaciones de lectura y (especialmente) de escritura. La capacidad total del espacio será igual a 1/4 de la capacidad total de todos los discos.
• Paridad) – los datos se escriben en diferentes discos junto con información de paridad (un bloque de sumas de comprobación que utiliza el algoritmo XOR), que recuerda al principio operativo de RAID 5. Si alguno de los discos falla, los datos se pueden recuperar mediante una suma de comprobación. Para este tipo de organización del espacio de almacenamiento, debes tener al menos 3 discos. La capacidad disponible es igual a 2/3 de la capacidad total de los discos del pool. Debido a la necesidad de calcular sumas de comprobación y escribirlas en el disco, la velocidad de escritura en dicho grupo de almacenamiento es algo reducida y no se recomienda utilizarlos para grandes volúmenes de datos que se modifican con frecuencia.

La sección Tamaño especifica el tamaño del espacio que se creará. Por defecto, su tamaño es igual a la mitad de la capacidad de los discos utilizados, pero se puede especificar un tamaño mayor (tecnología aprovisionamiento ligero). En este caso, cuando se alcance el límite físico de discos, el sistema le solicitará que agregue dispositivos de almacenamiento adicionales al grupo. Haga clic en el botón Crear espacio de almacenamiento.

Luego, Windows 8 procede a formatear las unidades y crear espacio de almacenamiento.

Una vez creado el espacio de almacenamiento, aparecerá un nuevo disco en el sistema. Esta unidad lógica se puede usar de forma absolutamente transparente, al igual que una unidad normal, también puede habilitar el cifrado de datos, por ejemplo usando BitLocker o TrueCrypt;

Con la consola de administración de grupos de almacenamiento, puede ver una lista de archivos en los discos, cambiar la composición del grupo (o eliminarlo por completo) y cambiar el nombre de los discos.

Características del funcionamiento de los espacios de almacenamiento en Windows 8.

A diferencia del RAID de hardware en los espacios de almacenamiento, a los discos físicos en el espacio no se les asignan estrictamente ciertas funciones, es decir, Los datos y las sumas de verificación están "dispersos" sobre todos los disponibles. dispositivos fisicos. Por ejemplo, en un espacio de almacenamiento configurado como espejo bidireccional con dos discos, si el disco más pequeño se llena, no se podrán escribir más datos en el espacio hasta que se agregue un disco adicional al grupo.

Por cierto, cuando agrega un disco nuevo, el espacio de almacenamiento no se reconstruye, lo que reduce su eficiencia, pero le permite minimizar la carga en la computadora. Al reemplazar un disco defectuoso por uno nuevo, la configuración del espacio tampoco cambiará, el nuevo disco simplemente estará lleno información necesaria. De todo esto debe quedar claro que cambiar el tipo de espacio sin perder datos no funcionará. Tampoco existe ninguna disposición para reducir el tamaño del espacio de almacenamiento.

Naturalmente, debe comprender que el rendimiento de los espacios de almacenamiento es notablemente inferior al del hardware. Implementaciones RAID Sin embargo, debido a los diferentes tipos de dispositivos en los grupos de almacenamiento, tiene una mayor flexibilidad.

Tenga en cuenta que el sistema no realiza la verificación del disco () ni la desfragmentación () de los archivos virtuales. unidades lógicas en espacios de almacenamiento. Si hay problemas con el sistema de archivos en un disco físico, será necesario eliminarlo del grupo y restaurarlo utilizando medios estándar.

Si uno de los discos falla, aparece una ventana de información en la bandeja: Verifique los espacios de almacenamiento para detectar problemas, al hacer clic en él se abrirá el panel de gestión del espacio de almacenamiento, en el que se marcarán los discos defectuosos/no disponibles.

El uso de la función Espacios de almacenamiento en una red doméstica pequeña eliminará la necesidad de dispositivos de almacenamiento conectado a la red (NAS) dedicados y proporcionará respaldo de datos.

Puede administrar espacios de almacenamiento mediante comandos de PowerShell.

Tenga en cuenta que la funcionalidad Espacios de almacenamiento está disponible en todas las ediciones de Windows 8. En Windows Server 2012, al organizar Espacios de almacenamiento, es posible mezclar discos con discos de archivos. sistemas NTFS Y . Lo más probable es que en Windows 8 SP1 esta característica aparezca en el sistema operativo del cliente.