實現存儲空間直通功能

■ 河南 郭建偉

編者按：從Windows Server 2012開始，為了保證數據的安全性，系統提供了存儲池（即Storage Pool）的功能，當數據存儲到磁盤中，不會因為其中的一塊磁盤出現故障，而導致數據丟失的情況。此外，利用存儲池還可以提高數據讀寫的性能。

存儲空間直通的特點

為了解決該問題，在Windows Server 2016中，提供了S2D（存儲空間直通，即Storage Spaces Direct）功能，其可以多臺存儲服務器（最多16臺）組合成一個邏輯的存儲單元，即使其中某臺存儲服務器出現故障，仍然可以保證數據的可用性和可靠性。

要想實現S2D功能，首先需要部署多臺Windows Server 2016 DataCenter的服務器，在其中添加多塊磁盤，可以支持HDD，SDD以及NVME磁盤類型。

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

之所以這樣做，是因為S2D需要將速度較快的磁盤作為緩存使用，來提高數據讀寫的效率。

對于上述邏輯存儲單元來說，需要使用Storage Space Manage組件，來管理其中所有的存儲服務器，該組件運行在所有的服務器上。當數據被存儲到其中一臺服務器后，該組件會將其同步存儲到其他服務器上，從而形成存儲副本。

因此，將這些存儲服務器構建成故障轉移群集，就可以保證該組件處于可用狀態。根據存儲服務器中所配置的磁盤的數量，S2D功能可以使用Mirror或者Parity方式，來對數據進行冗余處理。

和傳統的存儲設備不同，利用S2D功能不僅可以有效的降低采購成本，還可以實現超融合功能，無論使用了何種存儲設備，都需要實現存儲和快速讀寫數據要求的。

那么，究竟是什么對象需要讀寫數據，需要使用更高的存儲性能，這就是超融合需要面對的問題，例如在一個S2D故障轉移群集中，部署了多臺數據存儲服務器，在這些服務器上可以部署諸如Hyper-V之類的角色，這樣存儲和應用程序就屬于同一套系統，這樣就實現了超融合的功能，用戶不需要進行額外的投資。從這個意義上講，S2D可以有效的降低投資成本，對于中小企業來說是比較適用的。

配置S2D故障轉移群集

例如在本例中，在域環境中存在Server1，Server2和Server3三 臺Windows Server 2016服務器，這里將其設置為S2D群集。在域中的某臺服務器上安裝三塊網卡，一塊用于管理之用，另外兩塊用于MPIO多通道之用。

在該機上安裝存儲服務，文件服務器和iSCSI目標服務器角色。在其服務器管理器左側選擇“文件和存儲服務”→“iSCSI”項，在右側打開新建iSCSI虛擬磁盤向導界面，輸入其名稱和描述信息，設置合適的容量（例如1GB），該盤是作為仲裁磁盤使用的。

之后設置目標名稱，在選擇服務器窗口中點擊添加按鈕，選擇“查詢發起程序計算機ID”項，點擊選擇按鈕，依次添加以上三臺服務器。之后點擊創建按鈕，創建該虛擬磁盤。在以上三臺服務器上分別打開服務器管理窗口，點擊“添加角色和功能”項，在向導界面中選擇“故障轉移群集”和“多路徑I/O”功能項，點擊下一步按鈕，來安裝上述組件。

在三臺主機的服務器管理器中點擊菜單“工具”→“MPIO”項，在MPIO屬性窗口中的“發現多路徑”面板中選擇“添加對iSCSI設備的支持”項，點擊添加按鈕，之后根據提示重啟系統。

在以上三臺服務器上打開服務器管理器，點擊菜單“工具”→“iSCSI發起程序”項，在打開窗口中的“目標”面板中上述iSCSI服務器的IP，點擊“快速連接”按鈕，連接到該服務器上。點擊“屬性”按鈕，在屬性窗口中點擊“添加會話”按鈕，選擇“啟用多路徑”項。

在高級設置窗口中的“本地適配器”列表中選 擇“Microsoft iSCSI Initiater”項，在“發起程序”列表中選擇當前主機的對應IP，在“目標門戶”列表中選擇iSCSI服務器對應的IP，作為多路徑訪問之用。

按照上述方法，分別為不同的會話標識符設置多路徑訪問參數。之后在服務器管理器中選擇“文件和存儲服務”→“卷”→“磁盤”項，選擇目標iSCCI磁盤，對其執行聯機和初始化操作。

激活存儲空間直通功能

打開故障轉移群集管理器（如圖1），在右側點擊“驗證配置”項，在向導界面中輸入群集的名稱和描述信息，點擊選擇按鈕，在打開窗口中輸入以上三臺服務器的名稱，將其全部添加進來。點擊下一步按鈕，選擇“運行所有測試”項，對其進行測試操作。只有通過測試之后，才可以保證群集可靠的運行。選擇“立即使用經過驗證的的節點創建群集”項，點擊完成按，在群集創建向導界面中輸入群集的名稱，設置群集的IP地址，之后執行創建群集的操作。在群集中的每臺主機上都存在多塊磁盤，通過啟用S2D驅動和相關的服務，將這些磁盤聚合成邏輯的存儲池。

在群集管理器左側選擇“節點”項，顯示群集中的所有主機。 在Power Shell窗口中執行“Enable-ClusterSD”命令，即可啟用群集存儲空間直通功能，可以對群集中的所有的磁盤進行識別，根據具體的磁盤類別，分別將其作為存儲和緩存之用。

因為這里使用了三臺主機，所以對于第一臺主機來說，可以在其中讀寫數據。對于另外兩臺主機來說，可以在其中的磁盤上存儲數據的副本。執行“Get-ClusterS2D”命令，查看是S2D群集的配置信息。在故障轉移管理器左側選擇“存儲”→“池”項，在右側顯示群集池信息。在“物理磁盤”面板中會顯示群集中所有主機的物理磁盤信息。

圖1 故障轉移群集主界面

圖2 創建群集共享卷

關閉并重啟故障轉移群集管理器，再次加載相關的配置信息，在左側選擇“存儲”→“機箱”項，在右側顯示機箱中所有的存儲設備。當要使用直通存儲空間的資源時，可以在故障轉移群集管理器右側點擊“新建虛擬磁盤”項，選擇目標存儲池，在向導界面中輸入虛擬磁盤的名稱和描述信息，在下一步窗口中設置磁盤的容量，在“配置:”欄中顯示復原模式，例如“三向鏡像”等。

這其實就是S2D使用的數據冗余模式，可以有效保護數據安全。點擊創建按鈕，來創建該虛擬磁盤。

創建完成后，選擇“在此向導關閉時創建卷”項，點擊關閉按鈕，在新建卷向導界面（如圖2）中點擊下一步按鈕，在分配到驅動器號或文件夾窗口中設置合適盤符，在下一步窗口中的“文件系統”列表中可以選擇NTFS或者ReFS類型。輸入合適的卷標名，點擊創建按鈕，執行該卷的創建操作。

在故障轉移群集管理器左側選擇“存儲”→“磁盤”項，選擇該卷并在其右鍵菜單上點擊“添加到群集共享卷”項，完成添加操作。當應用程序需要使用該卷的話，可以打開C盤，在其中訪問“ClusterStorage”目錄，打開其中的諸如“Volume1”等卷，在其中可以讀寫數據了。如果在群集中的所有主機上都安裝了Hyper-V角色的話，就可以將虛擬機的相關文件存儲到上述共享卷中。