Les nouveautés stockage dans Windows Server 2012 R2

Infrastructure, communication & collaboration

Les nouveautés stockage dans Windows

Server 2012 R2Cédric GEORGEOT

Pierre CHESNE Christophe DUBOS

MVP Microsoft File System Storage

Avant-vente Infrastructure Architecte Datacenter

SOGETI Consulting Microsoft France Microsoft France

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@enovatic

mailto:[email protected]

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#mstechdays Infrastructure, communication & collaboration

Agenda

Un accès aux données plus étendu: Target iSCSI - Cluster Shared Volumes - Scale Out File Server

Optimisation des performances et de l’efficacité: Déduplication - Tiering - ODX

Questions / Réponses

Evolutions de la gestion des disques: Storage Pools - Storage Spaces

Introduction


#mstechdays

STORAGE SPACES

Sous titre


Modèle de déploiement Stockage

TraditionnelFC/iSCSI storage array

Hyper-V compute nodes

FC/SASFC/SAS

FC/SASStorage compute

FC/iSCSI(Block)

CPUs et contrôleurs propriétaire (Constructeur SAN)

Cluster de fichier Windows

avec les « storage spaces »Hyper-V

compute nodes

Shared SAS JBODShared SAS JBODShared SAS JBOD

Storage compute

SMB direct(File)

Cluster de fichier Windows


Architecture avec les « Storage Spaces »

Storage space Storage space Storage space

Storage pool Storage pool

« Scale out file server » et

« Transparent Fail over »

Block based

storage

Hyper V SQL

Storage pool

SMB v3


Architecture avec les « Storage Spaces »

Storage space Storage space Storage space

Storage pool Storage poolBlock based

storage

Storage pool

256 KB

256 KB256 KB 256 KB

256 KB

256 KB

256 KB

256 KB256 KB

Columns (disques)

Interleave

Stripe

Storage space

démo

Design/UX/UI#mstechdays Infrastructure, communication &

collaboration

STORAGE SPACES

démo

Design/UX/UI#mstechdays Infrastructure, communication &

collaboration

Serveur Raid 1 « Système d’exploitation »

Etagère de disque JBOD("Just a Bunch Of Disks ")

SAS Partagé



























Comparaison coût / performance

FC SAN iSCSI SAN File-based Storage with Spaces, SMB, RDMA, SAS

JBOD

$0

$2

$4

$6

$8

$10

$6.65 $6.19

$3.33

$/GB Cost of Acquisition Analysis(14.4TB of raw capacity from 24 10K

600GB SAS drives)

$/G

B


#mstechdays

DÉDUPLICATION

Stockage efficient - transférer et sauvegarder moins de blocs


Constats au sein des DSI2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Mode bloc (CAGR = 16%) File based (CAGR = 60%)

Source: IDC Worldwide File-Based Storage 2011-2015 Forecast: Foundation Solutions for Content Delivery, Archiving and Big Data, doc #231910, December 2011

• La croissance rapide des données• Demande de stockage montgolfière • Augmentation du stress sur les systèmes de

sauvegarde • Hausse du TCO lié au stockage malgré la baisse

des coûts des unités de disque • Les coûts de gestion des données • La consolidation des données • Plus de volumes de données et des sessions de

par serveur • Besoin fichiers hors connexion et de leur

sécurisation• L'accès aux données sur les réseaux étendus

conduite nécessité pour l'optimisation du réseau


La déduplication agit au niveau bloc et découpe une donnée en de multiples

tronçons grâce à un algorithme et à l’issue génère une signature unique qui sera stocké dans un index. Ainsi, lorsqu’un tronçon existe déjà dans l’index, un pointeur (sorte de lien symbolique) est généré dans le système de

fichiers.

Définition de la déduplication


Fonctionnement de la déduplication

Approche post-traitementOptimisation d’identification de fichiersAlgorithme (chunking) appliqué aux fichiersChunks stockés dans un magasin et compressésFichiers originaux remplacés par des pointeursRetrait du flux primaire


Vue des données optimisées

Avant Dedup:

10 To

Fichiers non-optimisésPointeurs optimisés

Chunk Store

Après Dedup: Taille physique 2 To

Gain = 8 To


Aucune perte de données

Protection contre les corruptions de donnéesIdentification et réparation des corruptions

Déduplication active du stockage

Ce n’est pas un serveur de déduplicationTransparent en termes de charge/workloadConçu pour une réversibilité

Optimisation des policies aisée

Possibilité d’exclure des types de fichiers ou dossierProcessus en tâche de fond ou possibilité de définir un planning “agressif”Paramètre par défaut de prise en compte de fichiers plus ancien de 5 jours

DéploiementSimple

Rôle activable depuis le Server Manager et active sur les nouveaux volumes ainsi que sur les volumes existants

―― 3

jours


Exemple de gain par type de données

Documents personnels

Partage d'installation (image, logiciels, …)

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Source: Serveurs de fichiers Windows Server 2012 (12 serveurs, 7 To)


Déploiement type – serveur de fichiers

Management• Server Manager• PowerShell• WMI

Windows ServerVolumes Windows

Configurationstatus

Transparent access to files

Local/SMB/NFS

Branch OfficeBranchCache activéOptimized file downloadSMB/HTTP


Outil d’évaluation DDPEVALPas besoin de migrer pour évaluer(disponible après installation de la feature)

•Détermine les gains sans altération de données•Utilisable sous Windows 7 ou plus, Windows Server 2008 R2 ou plus•Evaluation des VHDs de VMs actives•Evaluation de partages SMB/CIFS, incluant les serveurs non-Windows


Conclusion: Stockage efficient par la déduplication

Optimisation des coûts et de l’espace

• 50 à 95 % de données réduites, avec moins à sauvegarder, archiver et migrer• Simple, rapide et haute densité pour les scenarios VDI• Support des fichiers ouverts et volumes CSV

Transparent en termes de charge

• Pas de changement pour les applications et utilisateurs• Impact minimal sur les ressources serveurs• Support des VHDs pour VDI over SMB

Haute fiabilité et intégrité des données

• Validation constant des données et métadonnées• Redondance des métadonnées critiques et blocs populaires• Réparation des données

Optimisation des réseaux et du stockage

• Téléchargements de fichiers rapides, minimisation du WAN avec l’intégration à BranchCache• Chunk en cache sur un serveur SMB en mode Hyper-V


#mstechdays

STORAGE TIERING

Tirer le meilleur des disques


Réduire le coût du stockage en scindant les données sur des supports différents en fonction de:• La performance (base de données, fichiers, …)• Fréquence d’accès (tous les jours, mois, …)• L’importance (CRM, archives, …)

Ces critères vont déterminer un workload, réparti en 3 tiers:• Tier 1: applicatifs métiers, production, … (disques SSD, SAS

15k)• Tier 2: importance modérée (disques SAS 10k, NL-SAS)• Tier 3: faible importance (disque SATA – Hybride)

Caractéristiques des Workloads


Tier 1 IOPS/€ Tier 2 Tier 3 €/To

Application ERP Fichiers Archives

Stockage Disque FCDisque SSD

Disque SAS 15k NASDisque SATA

PerformanceDébit – IOPS

300 MB/s850 IOPS

225 MB/S500 IOPS

100 MB/s100 IOPS

Mieux répartir ses données

Le stockage hiérarchisé délivre un compris entre la capacité et la

performance


S’appuie sur “File System Intelligence”– Activité des données mesurée par le système de fichiers– La suppression des fichiers libère de la capacité au niveau SSD– Granularité– La donnée se déplace avec l’évolution de la “chaleur”– Utilisation efficiente des SSD

Transfert entre tiers transparent– Journalier et configurable via les Scheduled Task– Transfert en tâche de fond avec un impact minimal– Possibilité de « forcer » des données en SSD

Caractéristiques du Tiered Storage

Data Set

(données froides)Working

Set (données chaudes)


• Compteurs de performances• Rapport d’analyse :

• “Mon tier SSD est-il correctement utilisé ?”• “Quel serait les bénéfices de l’augmentation du tier SSD

pour ce volume ?”

• Les Administrateurs peuvent assigner des tiers spécifiquement

Caractéristiques du Tiered Storage


• Absorbe les pics d’activité d’écritures aléatoires

• Intégration transparente

• Complémentaire au Tiered Storage

Write-Back Cache: maximiser IOPS/€

Hyper-V Compute Nodes

Storage Space

HDD Tier

Cold Data

SSD Tier & WBC

Hot Data

400GB EMLC SAS SSD

4TB 7200RPM SAS HDD

Reads/Writes

Accumulates Data Activity

Intégration

transparente


Le Tiering (couplé aux Storage Spaces) utilise le meilleur des caractéristiques des

SSDs et HDDs pour délivrer une haute capacité et un haut niveau de

performance tout en diminuant les coûts

Conclusion


#mstechdays

ISCSI TARGET

Stockage en mode bloc haute performance


• Stockage partagé pour des clusters Failover

• Mode Standalone / Cluster• Stockage d’hote Hyper-V• Environnements Dev/Test/Demo/Lab• Stockage Tier 2/3 • Diskless VM boot clients• Hyper-V host boot • HPC boot

Scénarios d’usages

Ethernet Switches

Application Server clusters(iSCSI Initiators)

Windows Servers with

iSCSI Target Server


Evolutions dans Windows Server 2012 R2

Support VHDX

• Jusqu’à 64 To• Redimensionnement à chaud des LUNs

(cmdlet)• Utilisation de fichiers à croissance

dynamique• Hautement évolutif et flexible

Support SMI-S

• Support de SMI-S• Management de bout en bout avec System

Center Virtual Machine Manager• Management basés sur des standards


Introduction au format VHDX

Jusqu’à64 To

Gros volume

s

Alignement

disque

Support LargeSecteur

Performance

améliorée

TailleBlocsLarge

Journalisation

Résilience

Accrue

Format extensib

le, metadon

nées

User Defined Metada

ta

Support Unmap(TRIM SCSI)

Efficience


Focus majeur sur le management du stockage• Virtual Machines présentes sur le stockage• Store templates & services• Images VM répliquées• Windows Clusters managés

Intégration SMI-S • Storage classification• Resource management• Delegated security

System Center VMM: intégration du stockage


• Initiateurs testés– RedHat Enterprise Linux v5– SuSE Enterprise Linux v10– VMware v3– QLogic QLA 4052c & QLA 4062c 2.1.4.19/2.1.4.26– Windows Server 2003, 2008, 2008R2– Windows Client Vista, Windows 7, Windows 8– Atto Xtend SAN iSCSI initiator pour Mac OS X

Interopérabitilité


Conclusion• Le target iSCSI est une solution de stockage en mode

bloc évolutive et hautement performante utilisable en environnement hétérogène

• Fournit une disponibilité continue avec des basculements planifiés et non planifiés via une mise en œuvre en cluster

• Des améliorations considérables au niveau des Virtual Disk et de l’administration sont disponibles avec Windows Server 2012 R2

Source (http://www.theregister.co.uk/2013/01/10/10_best_server12)

http://www.theregister.co.uk/2013/01/10/10_best_server12


#mstechdays

ODX - OFFLOADED DATA TRANSFERExploiter le meilleur de vos infrastructures de stockage et maximiser les investissements


Baie de stockage

traditionnelle

Virtual

Disk

Virtual

Disk

DATA

Lecture des

données

Ecriture des

données

Transfert des données


Baie de stockage avec support ODX

Virtual

Disk

Virtual

Disk

Transfert des données

Token

Lecture Offloaded Token

Ecriture Offloaded

avec Token

Résultats

• L’utilisateur déplace ou copie une donnée via Windows Explorer, ligne de commande, …

•Windows Server 2012 translate automatiquement le transfert en une requête ODX et reçoit un TOKEN qui représente la donnée

•Le TOKEN est copie entre le serveur source et destination

•Le Token est delivré à la baie de stockage

•La baie de stockage effectue la copie ou le déplacement et informe du status l’utilisateur


Les transferts ODXLes transferts traditionnels consomme des ressources:• Cycles CPU et mémoire• Bande passante réseau et stockage

– Performance limitée au capacité du réseau

ODX permet de façon transparente (via Drag & Drop, copie, Powershell, robocopy, etc…):• Support des volumes locaux (SMB3.0), partages, VHDs• Idéal pour la provision de VM/VHD, Data Mining, Storage

Migration


• Création de disques fixes: 10 * 50 Go VHDX et 10* 475 Go VHDX – au total 5,12 To - à l’aide d’un script Powershell

Les performances de ODX


Tirer pleinement parti des fonctionnalités avancées de votre stockage

• Offloaded Data Transfers (ODX)– Transfert de données efficace et sécurisé entre

vos baies de stockage– Utilisation automatique d’ODX lorsque cela est

possible

Conclusion: maximiser les investissements


#mstechdays

CLUSTERING

Shared VHDX et Cluster Shared Volume (CSV)


Stockage en mode fichierStockage en mode bloc

Clusters de VM avec disque VHDX partagé

VHDX VHDX

Cluster de VMs

• Utilisation de stockage standard

• Le partage de fichiers VHDX fournit un stockage partagé utilisable par les services de Cluster au sein de VMs

• Fournit une isolation entre l’infrastructure et les utilisateurs

SAS virtuel

• Présentés aux VMs sous forme de disques SAS virtuels avec des caractéristiques permettant le double attachement

• Utilisables pour le stockage de données

Cluster Shared Volumes (CSV) sur un stockage mode bloc

Scale-Out File Server sur stockage en mode fichier


• Options de déploiement disponibles pour les clusters de VM avec Windows Server 2012 R2

Windows Server 2012

Windows Server 2012 R2

Fibre Channel

iSCSI

File (SMB)

Shared VHDX

Clusters de VM


• Exemple de commandes Powershell– PS C:\> New-VHD -Path C:\ClusterStorage\Volume1\Shared.VHDX -Fixed -SizeBytes 30GB– PS C:\> Add-VMHardDiskDrive -VMName Node1 -Path C:\ClusterStorage\Volume1\Shared.VHDX -ShareVirtualDisk – PS C:\> Add-VMHardDiskDrive -VMName Node2 -Path C:\ClusterStorage\Volume1\Shared.VHDX -ShareVirtualDisk

Création d’un VHDX partagé

demo#mstechdays Infrastructure, communication &

collaboration

SHARED VHDX


Scale-out File Server

Serveur 2

Politique de placement CSV améliorée• Permet de distribuer la

coordination des CSV entre les différents membres

• La propriété des CSV, donc la charge, est partagée entre les nœuds

• Scenarii de placement– Bascule CSV– Nœud rejoignant le cluster– Nœud ajouté au cluster– Démarrage à froid (Cold Start) du cluster

Serveur 1

Share2 Share1 Share2

Client SMB

\\SOFS\Share1 \\SOFS\Share2

Share1


Disponibilité CSV optimisée• Instances SMB isolées

– La séparation permet une résilience améliorée– Utilisation de processus et des files indépendants

pour le trafic SMB courant et le trafic SMB inter-nœuds

– Montée en charge améliorée via la gestion optimisée du trafic SMB entre les différents nœuds des volumes CSV

• Instances SMB Server multiples par nœud – Instance par défaut – Prend en charge le trafic SMB

des clients accédant aux fichiers– Instance CSV – Prend en charge le trafic CSV inter-

nœuds (accès aux métadonnées ou trafic redirigé)

Nœud 1

SMB Client

SMB Server Default Instance

SMB Server CSV Instance

SMB Client

Nœud 2

SMB Server Default Instance

SMB Server CSV Instance

SMB Client


Surveillance de l’état de santé CSV

• Cluster Shared Volumes (CSV) surveille l’état de santé du service Serveur SMB– CSV utilise SMB comme protocole de transport pour orchestrer

et rediriger les I/O entre les noeuds

• Si le service Serveur bascule vers un état défectueux sur un nœud, le CSV désigne un nouveau nœud coordinateur Cluster Shared Volumes

Server Service


Cluster Shared Volumes (CSV) - Cache• Le cache CSV cache permet l’allocation de grandes quantités

de mémoire (jusqu’à 80% de la mémoire totale)• Particulièrement intéressant pour le scénario Scale-out File

ServersMontée en charge

• La propriété de la ressource disque physique EnableBlockCache est activée par défaut

• Il faut utiliser la propriété BlockCacheSize pour allouer la mémoireDéfaut

• Il est recommandé d’activer le cache CSV pour tous les déploiements Hyper-V et Scale-out File Server

• Allocation plus importante pour les Scale-out File Server car ils ne sont pas aussi consommateur en mémoireRecommandé


ReFS

Cluster Shared Volumes - Interopérabilité

Interopérabilité

Tiered Spaces Parity Spaces DéduplicationSpaces Write-Back Caching


EN GUISE DE CONCLUSION


#mstechdays

QUESTIONS RÉPONSES

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