Panoramica di Replica di archiviazione

È possibile usare Replica di archiviazione in Windows Server per replicare i volumi tra server o cluster per il ripristino di emergenza. È anche possibile usarlo per creare cluster di failover estesi che si estendono su due siti e tutti i nodi rimangono sincronizzati.

La Storage Replica supporta la replica sincrona e asincrona.

• Synchronous replication mirrors data within a low-latency network site with crash-consistent volumes to ensure zero data loss at the file system level during a failure.
• Asynchronous replication mirrors data across sites beyond metropolitan ranges over network links with higher latencies, but without a guarantee that both sites have identical copies of the data at the time of a potential failure.

Perché usare Replica di Archiviazione?

In Windows Server, Storage Replica offre funzionalità per il ripristino di emergenza e la preparazione ai disastri. Storage Replica in Windows Server offre la tranquillità di zero perdita di dati, con la possibilità di proteggere in modo sincrono i dati su rack, piani, edifici, campus, contee e città diversi. Dopo un'emergenza, tutti i dati esistono in un'altra posizione senza alcuna possibilità di perdita. The same applies before a disaster. Replica di Storage può aiutarti a commutare i carichi di lavoro in posizioni sicure senza perdita di dati prima di una catastrofe, quando si ha un preavviso di pochi istanti.

Utilizzare Storage Replica per un utilizzo più efficiente di più datacenter. Estendendo o replicando i cluster, è possibile eseguire carichi di lavoro in più data center per un accesso più rapido ai dati da parte di utenti e applicazioni di prossimità. È anche possibile ottenere una distribuzione del carico migliore e l'uso delle risorse di calcolo. Se un'emergenza porta offline un data center, è possibile spostare temporaneamente i carichi di lavoro tipici nell'altro sito.

Quando si implementa Replica di archiviazione, potrebbe essere possibile disattivare i sistemi di replica file esistenti, ad esempio Replica DFS, che sono stati utilizzati come soluzioni economiche di ripristino di emergenza. Anche se replica DFS funziona bene rispetto alle reti a larghezza di banda ridotta, la latenza è elevata. La latenza in questo scenario viene spesso misurata in ore o giorni. La latenza elevata è dovuta alla necessità di chiudere i file e alle limitazioni artificiali, che sono concepite per evitare la congestione della rete. Con queste caratteristiche di progettazione, i file più recenti e più importanti in una replica gestita da Replica DFS sono quelli che più difficilmente verranno replicati.

Storage Replica funziona al di sotto del livello dei file e non presenta nessuna di queste restrizioni.

"Replica di archiviazione supporta anche la replica asincrona per distanze maggiori e reti con una latenza più elevata." Poiché non è basato su checkpoint e replica continuamente, il delta delle modifiche tende a essere molto inferiore rispetto ai prodotti basati su snapshot.

La Replica di archiviazione opera a livello di partizione e quindi replica tutti gli snapshot del Servizio Copia Shadow del Volume (VSS) creati da Windows Server o dal software di backup. Usando gli snapshot VSS, è possibile ottenere snapshot di dati coerenti con l'applicazione per il ripristino a un punto nel tempo, in particolare per i dati utente non strutturati che vengono replicati in modo asincrono.

Supported configurations

È possibile implementare Replica di archiviazione in un cluster esteso, da cluster a cluster e in una configurazione server-server.

Replica di un cluster distribuito

Usare replica di cluster estesi per replicare i dati tra computer e archiviazione in un singolo cluster. In questo scenario, alcuni nodi condividono un set di archiviazione asimmetrica e alcuni nodi condividono un altro set di archiviazione. Vengono quindi replicati in modo sincrono o asincrono tenendo conto del sito.

Nella replica del cluster esteso di Storage Replica, è possibile utilizzare Spazi di archiviazione con archiviazione Serial Attached SCSI (SAS) condivisa, Storage Area Network (SAN) con numeri di unità logica (LUN) e LUN collegati tramite iSCSI.

È possibile gestire una configurazione di cluster esteso usando PowerShell e lo strumento grafico Gestione cluster di failover. Il scenario supporta il failover dei carichi di lavoro in modalità automatica.

La figura seguente illustra la replica di archiviazione in un cluster esteso usando Storage Replica.

Cluster-to-cluster replication

In cluster-to-cluster replication, one cluster synchronously or asynchronously replicates with another cluster.

Nella replica da cluster a cluster di Replica archiviazione è possibile usare Spazi di archiviazione diretta, Spazi di archiviazione con archiviazione sas condivisa, LUN SAN e LUN collegati a iSCSI.

È possibile gestire una configurazione da cluster a cluster usando Windows Admin Center e PowerShell. La configurazione richiede l'intervento manuale per il failover.

La figura seguente illustra la replica di archiviazione da cluster a cluster tramite Replica di archiviazione:

Server-to-server replication

Server-to-server replication is synchronous and asynchronous replication between two standalone servers.

In questo scenario è possibile usare Spazi di archiviazione con archiviazione SAS condivisa, LUN SAN, LUN collegati a iSCSI e unità locali.

È possibile gestire una configurazione da server a server usando Windows Admin Center e PowerShell. La configurazione richiede l'intervento manuale per il failover.

La figura seguente illustra la replica di archiviazione da server a server tramite Replica di Archiviazione.

Funzionalità di Archiviazione Replica

Replica di archiviazione in Windows Server offre le funzionalità seguenti:

• Perdita di dati zero e replica a livello di blocco. Con la replica sincrona non vi è alcuna possibilità di perdere i dati. La replica a livello di blocco non consente di bloccare i file.

• Distribuzione e gestione semplici. Replica di archiviazione ha un obiettivo di progettazione per facilitarne l'uso. È possibile usare Windows Admin Center per creare una relazione di replica tra due server. Usare una procedura guidata intuitiva nel familiare strumento "Failover Cluster Manager" per implementare cluster estesi.

• Ospite e padrone di casa. Tutte le funzionalità di Storage Replica sono esposte in distribuzioni sia virtualizzate che basate su host e guest. Gli utenti guest possono replicare i volumi di dati anche se sono in esecuzione su piattaforme di virtualizzazione non Windows o nei cloud pubblici se Windows Server si trova nell'ambiente guest.

• SMB 3-based. Replica di Archiviazione (Storage Replica) usa la tecnologia collaudata e matura di Server Message Block (SMB) 3, rilasciata per la prima volta in Windows Server 2012. Tutte le caratteristiche avanzate SMB, tra cui il supporto diretto SMB e multicanale nelle schede di rete RoCE, iWARP e InfiniBand RDMA, sono disponibili per Replica di archiviazione.

• Security. A differenza di molti prodotti dei fornitori, Storage Replica offre una tecnologia di sicurezza leader del settore. Comprende la firma dei pacchetti, la crittografia completa dei dati AES-128-GCM, il supporto per l'accelerazione della crittografia Intel AES-NI e la prevenzione degli attacchi man-in-the-middle tramite l'integrità della preautenticazione. Replica di archiviazione usa Kerberos AES256 per tutte le autenticazioni tra i nodi.

• Sincronizzazione iniziale a prestazioni elevate. Replica di archiviazione supporta la sincronizzazione iniziale con propagazione, in cui un sottoinsieme di dati esiste già sulla destinazione da copie più vecchie, backup o unità spedite. La replica iniziale copia solo i blocchi diversi, riducendo potenzialmente il tempo di sincronizzazione iniziale e impedendo l'uso della larghezza di banda limitata dei dati. Il calcolo e l'aggregazione dei checksum dei blocchi in Storage Replica indicano che le prestazioni di sincronizzazione iniziali sono limitate solo dalla velocità dell'archiviazione e della rete.

• Consistency groups. L'ordinamento di scrittura garantisce che le applicazioni come SQL Server possano scrivere in più volumi replicati e che i dati vengano scritti nel server di destinazione in sequenza.

• User delegation. Agli utenti possono essere concesse le autorizzazioni per gestire la replica senza essere membri del gruppo Administrators predefinito nei nodi replicati. Il vantaggio è che l'accesso alle aree non correlate è limitato.

• Network constraint. È possibile limitare Replica di archiviazione a singole reti, specificando per server e volumi replicati, per gestire la larghezza di banda utilizzata dal software di applicazione, backup e gestione.

• Thin provisioning. Il thin provisioning nei dispositivi Spazi di archiviazione e SAN è supportato per fornire tempi di replica iniziali quasi istantanei in molte circostanze. Dopo l'avvio della replica iniziale, non è possibile compattare o tagliare il volume.

• Compression. Storage Replica offre la compressione per i dati trasferiti tramite rete tra il server di origine e quello di destinazione. The Storage Replica Compression for Data Transfer feature is supported only in Windows Server Datacenter: Azure Edition beginning with OS build 20348.1070 and later (KB5017381).

La Replica di archiviazione include le funzionalità seguenti:

* Potrebbe richiedere attrezzature e cablaggi extra a lungo raggio.

** Quando si usa Windows Server Datacenter: Azure Edition a partire dalla build del sistema operativo 20348.1070.

Prerequisiti per la replica di archiviazione

• Foresta di Active Directory Domain Services.

• Spazi di archiviazione con SAS (Serial Attached SCSI) "just a bunch of disk" enclosures (JBOD), Storage Spaces Direct, una rete di archiviazione Fibre Channel (FC SAN), un disco rigido virtuale condiviso v2 (VHDX), un target Internet Small Computer Systems Interface (iSCSI), o archiviazione locale SAS, SCSI o Serial Advanced Technology Attachment (SATA). È consigliabile usare unità SSD (Solid State Drive) o versioni più veloci per le unità di log di replica. È consigliabile usare l'archiviazione log più veloce rispetto all'archiviazione dei dati. I volumi di log non devono mai essere usati per altri carichi di lavoro.

• Almeno una connessione Ethernet/TCP in ogni server per la replica sincrona, ma è preferibile l'accesso diretto alla memoria remota (RDMA).

• Almeno 2 GB di RAM e due core per server.

• Una rete tra server con larghezza di banda sufficiente per contenere il carico di lavoro di scrittura di input/output (I/O) e una latenza media di 5 ms di round trip o meno per la replica sincrona. La replica asincrona non ha una raccomandazione sulla latenza.

• Windows Server Datacenter o Windows Server Standard. Replica di archiviazione in esecuzione in Windows Server Standard presenta le limitazioni seguenti:

  • È necessario usare Windows Server 2019 o versione successiva.
  • Replica di Storage replica un singolo volume anziché un numero illimitato di volumi.
  • I volumi possono avere dimensioni fino a 2 TB anziché dimensioni illimitate.

Background

Questa sezione include informazioni sui termini di settore di alto livello, la replica sincrona e asincrona e i comportamenti chiave.

Termini di settore generali

Disaster recovery refers to a contingency plan for recovering from site catastrophes so that the business continues to operate. il ripristino di emergenza dei dati significa che più copie dei dati di produzione vengono archiviate in una posizione fisica separata. Un esempio è un cluster esteso, in cui metà dei nodi si trovano in un sito e mezzo si trovano in un altro. La preparazione alle emergenze si riferisce a un piano di emergenza per lo spostamento preemptive dei carichi di lavoro in una posizione diversa prima di un'emergenza imminente, ad esempio un uragano.

I contratti di servizio (SLA) definiscono la disponibilità delle applicazioni dell'organizzazione e la tolleranza ai periodi di inattività e alla perdita di dati in caso di interruzioni pianificate e non pianificate. RTO (Recovery Time Objective) definisce per quanto tempo l'azienda può tollerare l'inaccessibilità totale dei dati. RPO (Recovery Point Objective) definisce la quantità di dati che l'azienda può permettersi di perdere.

Synchronous replication

Synchronous replication guarantees that the application writes data to two locations at once before it completes the I/O operation. Questa replica è più adatta per i dati cruciali perché richiede investimenti di rete e archiviazione e rischia di compromettere le prestazioni dell'applicazione eseguendo scritture in due posizioni.

Quando le scritture dell'applicazione vengono eseguite nella copia dei dati di origine, l'archiviazione di origine non riconosce immediatamente l'I/O. Le modifiche ai dati vengono invece replicate nella copia di destinazione remota e restituiscono una conferma. Solo allora l'applicazione riceve il riconoscimento di I/O. Questa sequenza garantisce la sincronizzazione costante del sito remoto con il sito di origine, estendendo l'I/O di archiviazione attraverso la rete. Se si verifica un errore del sito di origine, le applicazioni possono eseguire il failover nel sito remoto e riprendere le operazioni senza perdita di dati.

Mode	Diagram	Steps
Synchronous Perdita di dati zero RPO		1. L'applicazione scrive i dati. 2. I dati di log vengono scritti e i dati vengono replicati nel sito remoto. 3. I dati di log sono scritti nel sito remoto. 4. Il riconoscimento viene ricevuto dal sito remoto. 5. La registrazione dei dati dell'applicazione è confermata. t & t1: dati trasferiti al volume, i log vengono sempre scritti in modalità write-through

Asynchronous replication

Asynchronous replication means that when the application writes data, the data replicates to the remote site without immediate acknowledgment guarantees. Questa modalità consente tempi di risposta più rapidi per l'applicazione e una soluzione di ripristino di emergenza che funziona geograficamente.

Quando l'applicazione scrive i dati, il motore di replica acquisisce la scrittura e lo riconosce immediatamente all'applicazione. I dati acquisiti vengono quindi replicati alla destinazione remota. Il nodo remoto elabora la copia dei dati e conferma gradualmente la ricezione alla copia di origine. Poiché le prestazioni di replica non si trovano più nel percorso di I/O dell'applicazione, la velocità di risposta e la distanza del sito remoto sono fattori meno importanti. Esiste il rischio di perdita di dati se i dati di origine vengono persi e la copia di destinazione dei dati era ancora in modalità buffer senza uscire dall'origine.

Con un RPO superiore a zero, la replica asincrona è meno adatta per soluzioni a disponibilità elevata come i cluster di failover perché sono progettati per un'operazione continua con ridondanza e senza perdita di dati.

Mode	Diagram	Steps
Asynchronous Perdita di dati quasi pari a zero (dipende da vari fattori) RPO		1. L'applicazione scrive i dati. 2. I dati di log sono scritti. 3. L'operazione di scrittura dell'applicazione viene riconosciuta. 4. I dati vengono replicati nel sito remoto. 5. I dati di log sono scritti nel sito remoto. 6. Il riconoscimento viene ricevuto dal sito remoto. t & t1: dati trasferiti al volume, i log vengono sempre scritti in modalità write-through

Punti di valutazione e comportamenti principali

• Larghezza di banda e latenza della rete con archiviazione più rapida. Esistono limitazioni fisiche nella replica sincrona. Poiché Replica di archiviazione implementa un meccanismo di filtraggio I/O utilizzando i log e richiedendo scambi di rete, è probabile che la replica sincrona renda le operazioni di scrittura delle applicazioni più lente. Usando reti a bassa latenza, reti a larghezza di banda elevata e sottosistemi di dischi a velocità effettiva elevata per i log, è possibile ridurre al minimo il sovraccarico delle prestazioni.

• Il volume di destinazione non è accessibile durante la replica in Windows Server 2016. Quando si configura la replica, il volume di destinazione si smonta, diventando inaccessibile per letture e scritture da parte degli utenti. La lettera di driver potrebbe essere visibile nelle interfacce utente comuni come Esplora file, ma un'applicazione non può effettivamente accedere al volume. Le tecnologie di replica a livello di blocco sono incompatibili con il permettere l'accesso al file system montato del target di destinazione in un volume. New Technology File System (NTFS) e Resilient File System (ReFS) non consentono agli utenti di scrivere dati sul volume mentre i blocchi sottostanti vengono modificati.

  Il cmdlet Test-Failover ha debuttato in Windows Server versione 1709 ed è stato incluso anche in Windows Server 2019. Il cmdlet supporta ora il montaggio temporaneamente di uno snapshot di lettura/scrittura del volume di destinazione per backup, test e così via. Per ulteriori informazioni, vedere le FAQ di Storage Replica .

• L'implementazione Microsoft della replica asincrona è diversa rispetto alla maggior parte delle implementazioni. La maggior parte delle implementazioni del settore della replica asincrona si basa sulla replica basata su snapshot, in cui i trasferimenti differenziali periodici passano all'altro nodo e si uniscono. La replica asincrona di Storage Replica funziona come la replica sincrona, tranne per il fatto che elimina la necessità di un riconoscimento sincrono in serie dalla destinazione. Replica di archiviazione ha teoricamente un RPO inferiore perché continua a replicare. Tuttavia, significa anche che si basa su garanzie di coerenza dell'applicazione interna anziché usare snapshot per forzare la coerenza nei file dell'applicazione. Storage Replica garantisce la consistenza in caso di crash in tutte le modalità di replica.

• Molti clienti usano Replica DFS come soluzione di ripristino di emergenza, anche se spesso è poco pratico per questo scenario. Replica DFS non può replicare i file aperti ed è progettato per ridurre al minimo l'utilizzo della larghezza di banda a scapito delle prestazioni, causando delta di punti di ripristino di grandi dimensioni. Replica di Archiviazione potrebbe consentire di ritirare replica DFS da alcuni di questi compiti di ripristino di emergenza.

• La replica di archiviazione non è una soluzione di backup. Alcuni ambienti IT distribuiscono i sistemi di replica come soluzioni di backup a causa delle opzioni di perdita di dati pari a zero rispetto ai backup giornalieri. Storage Replica replica tutte le modifiche a tutti i blocchi di dati sul volume, indipendentemente dal tipo di modifica. Se un utente elimina tutti i dati da un volume, replicherà immediatamente l'eliminazione nell'altro volume, rimuovendo definitivamente i dati da entrambi i server. Non usare Replica di archiviazione come sostituzione per una soluzione di backup temporizzato.

• Replica di archiviazione non è la replica Hyper-V o i gruppi di disponibilità di SQL Server Always On. Replica di archiviazione è un motore indipendente dall'archiviazione per utilizzo generico. Per definizione, non è possibile personalizzarne il comportamento come per la replica a livello di applicazione. La progettazione e lo scopo della replica di archiviazione possono causare lacune di funzionalità specifiche che invitano a distribuire o continuare a usare tecnologie di replica dell'applicazione specifiche.

Terminologia relativa a "Storage Replica"

Gli articoli di Replica di archiviazione usano spesso i termini seguenti:

• The source is a computer's volume that allows local writes and replicates outbound. Also known as primary.

• The destination is a computer's volume that doesn't allow local writes and replicates inbound. Also known as secondary.

• A replication partnership is the synchronization relationship between a source and destination computer for one or more volumes and uses a single log.

• A replication group is the organization of volumes and their replication configuration within a partnership, on a per-server basis. Un gruppo può contenere uno o più volumi.

Novità in Replica di archiviazione

Per un elenco delle nuove funzionalità di Replica di archiviazione in Windows Server 2019, vedere Novità nell'archiviazione.

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