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2015/2/16

只用JBOD機箱打造儲存資源池 享受高效能及容錯機制

發揮Storage Space功能 視窗伺服器變身儲存設備

王偉任
本文將採用實作的解說方式讓讀者了解到,透過「儲存空間」運作機制,不但可以節省更多的IT預算,還能夠讓JBOD機箱輕鬆變成專業級的儲存設備,並擁有媲美專業級儲存設備的彈性及效能。
在新一代的Windows Server 2012 R2雲端作業系統中,已經內建由VMI所開發的儲存管理API(Windows Storage Management API,SMAPI),以及相對應的PowerShell Cmdlet指令集。

此一儲存管理API是由VMI物件模型以及其他相應方法及相關屬性所組合而成,儲存合作夥伴便能透過全球網路儲存工業協會(SNIA)、儲存管理介面規範(SMI-S)、儲存管理提供程式(SMP)等方式加入新的API規範,現在已經有許多儲存設備都已經支援儲存管理介面規範(SMI-S)。




事實上,從Windows Server 2012版本開始,只要使用SMAPI,便可以直接操作儲存設備而不需要安裝其他軟體,如圖1所示。


▲圖1 Windows Server 2012 R2儲存管理架構。(圖片來源:Microsoft TechEd 2013 MDC-B333 – Storage and Availability Improvements in Windows Server 2012 R2)


以往舊版本Windows作業系統內,針對儲存設備或實體主機中的「實體硬碟」管理,通常會交由儲存設備控制器(Storage Controller)或是實體伺服器上的磁碟陣列卡(RAID Card)來進行管理。現在,則只需要購買單純的JBOD(Just a Bunch Of Disks)儲存設備,其他實體硬碟的管理作業交給Windows Server 2012 R2來處理即可,如圖2所示。


▲圖2 Unified Storage Management Architecture。(圖片來源:Windows Server 2012 R2 Storage White Paper)


因此,可以透過Windows Server 2012 R2內建的「儲存資源池(Storage Pool)」機制,將JBOD儲存設備機箱當中所有的實體硬碟組合成一個非常巨大的儲存池,例如將14顆Near Line SAS 4TB硬碟,組合成一個56TB空間大小的儲存資源池。

在組合儲存資源池的過程中,也可以採取混用的方式如SAS、Near Line SAS、SATA、SCSI混合使用,接著再以「儲存空間(Storage Space)」機制將儲存資源池所建立的硬碟空間,依照所選擇的RAID等級進行劃分。在RAID等級劃分上支援的三種類型,分別是RAID-0(Simple)、RAID-1(Mirror)、RAID-5(Parity),甚至連「熱備援(Hot Spare)」功能也都有支援,最後則是指定採用固定(Fixed)、精簡(Thin)磁碟格式,以及配置多少磁碟空間便完成設定。

此外,也可以加入固態硬碟(SSD)後啟用「儲存分層(Tiered Storage)」機制,自動將經常存取的資料(稱之為Hot Data),置放到存取速度最快的固態硬碟中,而不常存取的資料(稱為Cold Data)則存放到存取速度較普通的SAS或SATA硬碟,再配合啟用「寫入快取(Write-Back Cache)」機制,更能加快資料寫入的速度,有效地提升IOPS工作負載,如圖3所示。


▲ 圖3 儲存空間(Storage Space)、儲存分層(Tiered Storage)、寫入快取(Write-Back Cache)示意圖。(圖片來源:Microsoft TechEd 2013 MDC B345 - Hyper-V Storage Performance)


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