Panoramica di Storage Spaces Direct

Si applica a: Azure Stack HCI, versioni 22H2 e 21H2; Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016

Spazi di archiviazione diretta è una funzionalità di Azure Stack HCI e Windows Server che consente di raggruppare i server con archiviazione interna in una soluzione di archiviazione software-defined.

Questo articolo offre una panoramica di Spazi di archiviazione diretta, come funziona, quando usarlo e i vantaggi principali. È anche possibile esplorare video e storie dei clienti reali in questo articolo per altre informazioni su Spazi di archiviazione diretta.

Per iniziare, provare Spazi di archiviazione diretta in Microsoft Azure o scaricare una copia di valutazione con licenza di 180 giorni di Windows Server da Valutazioni di Windows Server. Per conoscere i requisiti hardware minimi per Spazi di archiviazione diretta in Windows Server e Azure Stack HCI, vedere Requisiti di sistema per Windows Server e Requisiti di sistema per Azure Stack HCI rispettivamente. Per distribuire Spazi di archiviazione diretta come parte di Azure Stack HCI, vedere Distribuire il sistema operativo Azure Stack HCI.

Che cos'è Spazi di archiviazione diretta?

Storage Spaces Direct è una soluzione di archiviazione definita dal software che consente di condividere le risorse di archiviazione nell'infrastruttura convergente e iperconvergente IT. Consente di combinare unità di archiviazione interne in un cluster di server fisici (2 e fino a 16) in un pool di archiviazione definito dal software. Questo pool di archiviazione include cache, livelli, resilienza e codifica della cancellazione tra colonne, tutti configurati e gestiti automaticamente.

È possibile aumentare la capacità di archiviazione del cluster aggiungendo altre unità o aggiungendo più server nel cluster. Archiviazione Spazi Diretti integra automaticamente le nuove unità e riequilibra il pool di archiviazione. Usa automaticamente anche i supporti di archiviazione più veloci per fornire cache predefinita e sempre attiva.

Storage Spaces Direct è una tecnologia di base delle versioni 21H2 e 20H2 di Azure Stack HCI. È incluso anche nelle edizioni Datacenter di Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server Insider Preview Build e Azure Edition di Windows Server 2022.

È possibile distribuire Spazi di archiviazione diretta in un cluster di server fisici o in cluster guest di macchine virtuali (VM). Se la distribuzione viene eseguita in un cluster iperconvergente di server fisici, è consigliabile usare i server Azure Stack HCI. Per distribuire Spazi di archiviazione diretta come parte di Azure Stack HCI, vedere Distribuire il sistema operativo Azure Stack HCI.

Implementare Storage Spaces Direct sui cluster guest di macchine virtuali fornisce archiviazione condivisa virtuale tra un gruppo di macchine virtuali su un cloud privato o pubblico. Negli ambienti di produzione questa distribuzione è supportata solo in Windows Server. Per informazioni su come distribuire Spazi di archiviazione diretta nei cluster guest di macchine virtuali in Windows Server, vedere Uso di Spazi di archiviazione diretta nei cluster di macchine virtuali guest.

Come funziona

Spazi di archiviazione diretta applica molte delle funzionalità di Windows Server, ad esempio il Clustering di Failover, il File System Volume Condiviso del Cluster (CSV), Server Message Block (SMB) 3 e Spazi di archiviazione. Introduce anche una nuova tecnologia denominata Bus di archiviazione software.

Spazi di archiviazione diretta crea una soluzione di archiviazione definita dal software combinando le unità di archiviazione interne in un cluster di server conformi agli standard del settore. Per iniziare, connettere i server con unità di archiviazione interne tramite Ethernet per formare un cluster, non sono necessari cavi speciali o infrastrutture di archiviazione. Quando si abilita Storage Spaces Direct in questo cluster, le unità di archiviazione di ciascuno di questi server vengono combinate in un pool di archiviazione condivisa virtualmente, definito dal software.

Si creano quindi volumi da tale pool di archiviazione, in cui è possibile archiviare i dati. Questi volumi eseguono il file system CSV. Ciò significa che per ogni server questi volumi sembrano e agiscono come se fossero montati in locale. Con la tolleranza di errore integrata in questi volumi, i dati rimangono online e accessibili anche se un'unità si guasta o l'intero nodo rimane offline.

In questi volumi è possibile inserire i file, ad esempio vhd e vhdx per le macchine virtuali. È possibile utilizzare il cluster che esegue Storage Spaces Direct nei seguenti modi:

• Il File Server scalabile (SoFS) esponendo i volumi sulla rete come condivisioni SMB3.
• Sistema iperconvergente abilitando Hyper-V nel cluster e posizionando le macchine virtuali direttamente sopra i volumi.

La sezione seguente descrive le funzionalità e i componenti di uno stack di Spazi di archiviazione diretta.

Hardware di rete. Storage Spaces Direct utilizza SMB3, inclusi SMB Direct e SMB Multichannel, su Ethernet per comunicare tra server. È consigliabile usare 10+ GbE con accesso diretto alla memoria remota (RDMA), iWARP o RoCE.

Hardware di archiviazione. Storage Spaces Direct richiede da 2 a 16 server approvati da Microsoft con unità SATA, SAS, NVMe o memoria persistente collegate direttamente a ciascun server. Ogni server deve avere almeno due unità a stato solido e almeno altre quattro unità aggiuntive. I dispositivi SATA e SAS devono essere protetti da un adattatore host-bus (HBA) e da un espansore SAS.

Cluster di failover. Spazi di archiviazione diretta usa la funzionalità di clustering predefinita di Azure Stack HCI e Windows Server per connettere i server.

Bus di archiviazione software. Il bus di archiviazione software si estende sul cluster e stabilisce un'infrastruttura di archiviazione definita dal software in cui tutti i server possono visualizzare tutte le unità locali. È possibile considerarlo come sostituire costoso e restrittivo il cablaggio Fibre Channel o SAS condiviso.

Cache livello bus di archiviazione. Il bus di archiviazione software associa dinamicamente le unità più veloci presenti (ad esempio, SSD) a unità più lente (ad esempio, HDD) per fornire caching di lettura/scrittura lato server che accelera le operazioni di I/O e aumenta le prestazioni.

Pool di archiviazione. La raccolta di unità che costituiscono la base di Spazi di archiviazione è detta pool di archiviazione. Viene creato automaticamente e tutte le unità idonee vengono individuate e aggiunte automaticamente. È consigliabile usare un pool per ogni cluster, con le impostazioni predefinite. Per altre informazioni sul pool di archiviazione, vedere il blog Deep Dive into the Storage Pool (Approfondimenti sul pool di archiviazione ).

Spazi di archiviazione. Spazi di archiviazione fornisce la tolleranza di errore ai "dischi virtuali" usando il mirroring, la codifica di cancellazione o entrambi. Puoi considerarlo come un RAID distribuito e definito dal software che utilizza le unità nel pool. In Spazi di archiviazione diretta, questi dischi virtuali hanno in genere la capacità di resistere a due guasti simultanei dell'unità o del server (ad esempio, il triplo mirroring, con ciascuna copia dei dati su un server diverso)—è disponibile anche la tolleranza ai guasti di chassis e rack.

Resilient File System (ReFS) ReFS è il file system premier progettato per la virtualizzazione. Il sistema include notevoli accelerazioni nelle operazioni sui file .vhdx, come la creazione, l'espansione e l'unione dei checkpoint, e checksum predefiniti per rilevare e correggere gli errori di bit. Introduce anche livelli che gestiscono in tempo reale la rotazione dei dati tra livelli di archiviazione "ad accesso frequente" e "a freddo", in base all'utilizzo.

Volumi condivisi cluster. Il file system CSV unifica tutti i volumi ReFS in un singolo spazio dei nomi accessibile tramite qualsiasi server. Per ogni server, ogni volume sembra e agisce come se fosse montato in locale.

Scale-Out server di file. Questo livello finale è necessario solo nelle distribuzioni convergenti. Fornisce l'accesso remoto ai file usando il protocollo di accesso SMB3 ai client, ad esempio un altro cluster che esegue Hyper-V, in rete, trasformando spazi di archiviazione diretta in una risorsa di archiviazione collegata alla rete (NAS).

Vantaggi principali

Storage Spaces Direct offre i seguenti vantaggi principali:

Immagine	Descrizione
	Semplicità. Passare dai server standard di settore che eseguono Windows Server o Azure Stack HCI al primo cluster di Spazi di archiviazione diretta in meno di 15 minuti. Per gli utenti di System Center, basta selezionare una casella di controllo per la distribuzione.
	Prestazioni elevate. Sia all-flash che ibridi, Storage Spaces Direct può superare i 13,7 milioni di operazioni di I/O al secondo per server. L'architettura incorporata dell'hypervisor di Storage Spaces Direct offre una latenza coerente e bassa, una cache di lettura/scrittura integrata e il supporto per le unità NVMe all'avanguardia montate direttamente sul bus PCIe.
	Tolleranza ai guasti. La resilienza integrata gestisce i guasti di unità, server o componenti, garantendo una disponibilità continua. Le distribuzioni di dimensioni maggiori possono anche essere configurate per la tolleranza ai guasti di chassis e rack. Quando l'hardware non riesce, basta scambiarlo; il software si guarisce, senza passaggi di gestione complicati.
	Efficienza delle risorse. La codifica di cancellazione offre fino a 2,4 volte maggiore efficienza di archiviazione, con innovazioni uniche, ad esempio codici di ricostruzione locali e livelli in tempo reale ReFS per estendere questi vantaggi alle unità disco rigido e carichi di lavoro ad accesso frequente o sporadico misti, riducendo al minimo l'utilizzo della CPU per restituire le risorse a dove sono più necessarie, alle macchine virtuali.
	Gestibilità. Usare i controlli QoS di archiviazione per mantenere le macchine virtuali occupate sotto controllo con limiti minimi e massimi per operazioni di I/O al secondo per macchina virtuale. Il Servizio sanitario offre monitoraggio integrato continuo e avvisi. Le nuove API semplificano la raccolta di metriche di capacità e prestazioni avanzate a livello di cluster.
	Scalabilità. Passare a 16 server e oltre 400 unità, per un massimo di 4 petabyte (4.000 terabyte) di spazio di archiviazione per ogni cluster. Per ampliare, aggiungere altre unità o aggiungere altri server; Storage Spaces Direct esegue automaticamente l'onboarding di nuove unità e inizia a utilizzarle. L'efficienza e le prestazioni di archiviazione migliorano in modo prevedibile su larga scala.

Scenari di utilizzo

Gli Storage Spaces Direct sono una tecnologia di base di Azure Stack HCI e Windows Server. Offre una soluzione di archiviazione di rete ideale quando si vuole:

• Aumenta o amplia la capacità di archiviazione di rete. È possibile aggiungere altre unità o aggiungere altri server per espandere la capacità di archiviazione di rete, mantenendo comunque i dati protetti e accessibili. Se un'unità all'interno del pool di archiviazione si guasta o l'intero nodo va offline, tutti i dati rimangono online e accessibili.
• Condividere contemporaneamente lo stesso set di dati da posizioni diverse. Il pool di archiviazione creato da Spazi di archiviazione diretta è simile a una condivisione di rete. Gli utenti della rete possono accedere ai dati archiviati in qualsiasi momento da qualsiasi posizione, senza doversi preoccupare della posizione fisica dei dati archiviati.
• Usare una combinazione di supporti di archiviazione. Con Storage Spaces Direct, è possibile combinare diversi tipi di supporti di archiviazione nel cluster server per formare il pool di archiviazione definito dal software. Il software decide automaticamente quali supporti usare in base ai dati, ovvero i dati attivi su supporti più veloci e altri dati usati raramente su supporti più lenti.

Opzioni di distribuzione

Storage Spaces Direct supporta le seguenti due opzioni di deployment:

• Iperconvergente
• Convergente

Distribuzione iperconvergente

In una distribuzione iperconvergente si usa un singolo cluster sia per il calcolo che per l'archiviazione. L'opzione di distribuzione iperconvergente viene eseguita Hyper-V macchine virtuali o database di SQL Server direttamente nei server che forniscono l'archiviazione, archiviando i file nei volumi locali. Ciò elimina la necessità di configurare l'accesso e le autorizzazioni del file server, riducendo a sua volta i costi hardware per le distribuzioni di piccole e medie imprese e succursali o remote. Per distribuire Spazi di archiviazione diretta in Windows Server, vedere Distribuire Spazi di archiviazione diretta in Windows Server. Per distribuire Spazi di archiviazione diretta come parte di Azure Stack HCI, vedere Che cos'è il processo di distribuzione per Azure Stack HCI?

Distribuzione convergente

In una distribuzione convergente si usano cluster separati per l'archiviazione e il calcolo. L'opzione di distribuzione convergente, nota anche come "disaggregata", implementa un file server di scalabilità orizzontale (SoFS) su Spazi di archiviazione diretti per fornire spazio di archiviazione collegato alla rete su file condivisi SMB3. Ciò consente di ridimensionare il calcolo e il carico di lavoro in modo indipendente dal cluster di archiviazione, essenziale per distribuzioni su larga scala, ad esempio Hyper-V IaaS (infrastruttura distribuita come servizio) per provider di servizi e aziende.

Gestire e monitorare

È possibile usare gli strumenti seguenti per gestire e monitorare Spazi di archiviazione diretta:

Video

Panoramica di Storage Spaces Direct (5 minuti)

Storage Spaces Direct a Microsoft Ignite 2018 (1 ora)

Storage Spaces Direct a Microsoft Ignite 2017 (1 ora)

Evento di lancio di Storage Spaces Direct al Microsoft Ignite 2016 (1 ora)

Storie dei clienti

Sono presenti oltre 10.000 cluster in tutto il mondo che eseguono Spazi di archiviazione diretta. Le organizzazioni di tutte le dimensioni, dalle piccole imprese che distribuiscono solo due nodi, alle grandi aziende e ai governi che distribuiscono centinaia di nodi, dipendono da Spazi di archiviazione diretta per le applicazioni e l'infrastruttura critiche.

Visita Microsoft.com/HCI per leggere le loro storie.

Altri riferimenti

• Tolleranza di errore ed efficienza di archiviazione
• Replica di archiviazione
• Blog di Microsoft sulla Memorizzazione
• Velocità effettiva diretta di Spazi di archiviazione con iWARP (blog techNet)
• Novità sul clustering di failover in Windows Server
• Qualità del servizio di archiviazione
• Supporto di Windows IT Pro