Windows Server 2012: Souborový server (2. díl)

V pokračování o novinkách role souborového serveru Windows Serveru 2012 se podíváme společně na další zajímavé technologie: ReFS a Scale-Out souborový server.

1. ReFS (The Resilient File System)

ReFS je nový souborový systém založený na úspěšném NTFS. Byl primárně vytvářen s ohledem na spolehlivost, kompatibilitu a škálovatelnost.Primární doporučené scénáře pro použití ReFS jsou:

  1. Standardní souborový server postavený na levnějším úložišti s vysokou kapacitou - Serial ATA (SATA) nebo Serially Attached SCSI (SAS) disky v konfiguraci JBOD.
  2. Konsolidované úložišť dat aplikací - scale-out souborový server v clusteru, kdy je použita technologie Storage Spaces nad sdílenými SAS disky v konfiguraci JBOD.

Přínosy ReFS

Škálovatelnost –množství uložených dat roste raketovou rychlostí, a proto byl systém ReFS vytvořen tak, aby bez dopadu na výkon uměl pracovat s extrémně velkým objemem dat. Např. maximální velikost oddílu má u ReFS hranici 1 Yottabajt (1000000000000000000000000 bajtů) a maximální velikost jednoho souboru 18 exabajtů.

Integrita – způsob ukládání dat je v rámci ReFS je navržen tak, aby souborový systém sám dokázal detekovat problém s integritou a v případě zjištění takovéto chyby spustil sám opravnou akci. Integrita je vždy zajištěna nad metadaty souborového systému tím, že kromě existence kontrolních součtů se aktualizovaná metadata vždy zapisují na jiné místo disku, než byla metadata původní, a teprve po jejich úspěšném zpracování dojde k zneplatnění těch předchozích. Jinak řečeno - v každém okamžiku má souborový systém možnost se vrátit do konzistentního stavu. Zároveň je možné volitelně zapnout i integritu datovou, a to nad celým svazkem, složkou či konkrétním souborem. Datová integrita je automaticky zapnuta při kombinaci se Storage Spaces v konfiguraci mirror. Při detekci poškození dat tak souborový systém automaticky provede záchranu dat z alternativní kopie, kterou poskytne Storage Spaces.Zapnutí datové integrity ale má samozřejmě přece jen negativní dopad na výkon primárně zápisových operaci. Zapnutí či vypnutí datové integrity se nastavuje při formátování oddílu pomocí příkazu format I: /fs:refs /i:enable nebo opačně format I: /fs:refs /i:disable.

WS2012FS2_1_Format.PNG

Obrázek 1 Zapnutí datové integrity v rámci ReFS

Dostupnost – ReFS se prioritně soustřeďuje na dostupnost uložených dat. Pokud se objeví chyba, ihned následuje automatická oprava.Pokud není možné data automaticky obnovit, dojde k jejich zneviditelnění v rámci souborového systému. Z pohledu uživatele či aplikace tak soubor v podstatě zmizí. Cílem této akce je žádným způsobem neovlivnit přístup k nepoškozeným datům a zároveň dát příležitost správci ihned soubor obnovit ze zálohy. Díky tomuto způsobu řešení potíží již není vůbec nutné používat nástroj chkdsk. Operační systém nám ho proto ani neumožní oproti ReFS svazku spustit.

WS2012FS2_2_ReFS.PNG

Obrázek 2 ReFS již nepotřebuje chkdks

Kompatibilita – pro zajištění maximální možné zpětné kompatibility s aplikacemi, které umí pracovat s NTFS, byla při tvorbě ReFS využita podmnožina kódu NTFS převážně v oblasti sémantických pravidel, rozhraní směrem k operačnímu systému včetně API. Zároveň ReFS implementuje i řadu funkcí NTFS, jejichž přehled je uveden v následující tabulce

Table_02.png

Obrázek 3 Srovnání funkcí NTFS a ReFS

Je tedy zřejmé, že ReFS přináší hned několik důvodů, proč ho v konkrétních scénářích využít. Ideální kombinací je ReFS se Storage Spaces. Nicméně je potřeba zároveň dodat, že určitě nemá být alespoň v tuto chvíli náhradou osvědčeného souborového systému NTFS a je naopak řada situací, kdy ReFS použít možné není. Mezi ty nejdůležitější patří:

  • Vyměnitelná média nemohou využít formát ReFS
  • ReFS nenabízí datovou deduplikaci, EFS, kompresi ani diskové kvóty
  • ReFS je určen pro datové disky. Systémový či bootovací oddíl s ReFS není podporován
  • Dynamic Access Control není podporován s ReFS
  • Active Directory databáze ani SYSVOL také nemohou být uloženy na ReFS oddílu

2. Scale-Out souborový server

Změny v SMB 3.0 nám umožňují využívat souborový server i jako úložiště aplikačních dat s výkonem srovnatelným s tradičním řešením typu SAN (Storage Area Network). Scale-Out souborový server je specifická konfigurace clusteru souborového serveru, kdy jedná stejná složka může být současně dostupná z více uzlů jednoho clusteru. Tím je zároveň možné zajistit vysokou propustnost, dostupnost i škálovatelnost celého řešení.

WS2012FS2_3_ScaleOutFS.PNG

Obrázek 4 Architektura Scale-Out soborového serveru

Hlavní přínosy tohoto řešení jsou:

Sdílení typu active-active – každý uzel clusteru je schopen přijímat a zpracovávat SMB požadavky klientů. Díky kombinaci s funkcí SMB 3.0 – Transparent failover je přístup k datům neustále, při plánovaném i neočekávaném výpadku některého z uzlů clusteru, zajištěn.

Celková propustnost – v tradičním souborovém serveru je celková propustnost determinována rychlostí zpracování požadavků na aktivním uzlu clusteru. U Scale-Out souborového serveru je celková propustnost dána součtem rychlostí všech uzlů. Celkovou propustnost je tak možné dokonce navyšovat přidáváním dalších uzlů clusteru.

Vyšší rychlosti a dostupnost díky kombinaci s CSV – Scale-Out souborový server používá jako úložiště dat CSV (Clustered Shared Volume). Novou funkcí je CSV cache, která významně zrychluje čtecí operace. Např. při startu virtuálních počítačů ve scénáři VDI je rychlost startu i několikanásobně rychlejší než ve stejném řešení bez CSV cache. Optimalizovaný chkdsk dokáže v kombinaci s CSV provádět kontrolu i opravu bez nutnosti offline fáze, a tím pádem bez dopadu na aplikace, které mají tyto soubory otevřeny.

Obecně je doporučeno používat tento typ souborového serveru pro aplikace, které mají stabilně otevřené menší množství větších souborů a dochází spíše k operacím uvnitř dat a naopak operace s metadaty nejsou příliš časté. Konkrétně existují již dnes dva plně podporované scénáře kombinace aplikace se Scale-Out souborovým serverem:

  • Úložiště pro virtualizaci (Hyper-V over SMB)
  • Uložení databází Microsoft SQL

Table_01.png

Obrázek 5  Možnosti tradičního a Scale-Out souborového serveru

Závěr

V tomto článku jsme popsali dvě další novinky souborového serveru Windows Serveru 2012: zcela nový souborový systém ReFS, který umožnuje zajistit vysokou škálovatelnost a spolehlivost i při použití levnějšího diskové úložiště a Scale-Out souborový server pro uložení aplikačních dat virtualizace Hyper-V nebo Microsoft SQL.

Zajímavé odkazy 
Building the next generation file system for Windows: ReFS 
ReFS vs NTFS Benchmark 
Windows Server 2012 Scale-Out File Server for SQL Server 2012 - Step-by-step Installation

Autor: Miroslav Knotek, KPCS (www.kpcs.cz).


Sledujte Živě na Facebooku

celkem 0

Poslední názory Názory






Aktuální číslo časopisu Computer
  • Testy nejnovějších produktů na českém trhu.
  • Informace ze světa internetu i bezpečnosti.
  • Plné verze programů zdarma pro všechny čtenáře.

Partnerská sekce pro IT profesionály
Microsoft TechNet/MSDN