Windows Server 2012 introduceerde een nieuwe functie genaamd Scale-Out File Server (SOFS). Historisch gezien werd SOFS voornamelijk gebruikt als een gedeelde opslaglaag (als alternatief voor een gedeeld SAN) voor Hyper-V-virtualisatiehosts, maar deze functie is ook handig voor SQL Server 2012 en nieuwer, die zowel systeem- als gebruikersdatabasebestanden kan opslaan op SMB 3.0-bestandsshares voor zowel zelfstandige als geclusterde exemplaren van SQL Server. SOFS bestaat uit een set geclusterde bestandsservers die een transparant failover-bestandsservercluster vormen. De databaseserver maakt verbinding met de SOFS via SMB 3.0-netwerken (waarvoor Windows Server 2012 of nieuwer vereist is op zowel de bestandsservers als de databaseservers). U hebt ook een of meer JBOD-behuizingen nodig waarop elk SOFS-clusterknooppunt is aangesloten via SAS-kabels. Aan beide zijden van de verbinding zijn netwerkadapters met Remote Direct Memory Access (RDMA) nodig die gebruikmaken van SMB Direct. RDMA-netwerkadapters zijn verkrijgbaar in drie verschillende typen:Internet Wide Area RDMA Protocol (iWARP), Infiniband of RDMA over Converged Ethernet (RoCE).
Opslagruimten wordt gebruikt om de SAS-schijven van de JBOD-behuizing(en) samen te voegen. Virtuele schijven worden gemaakt van de geaggregeerde SAS-schijven, waardoor ze bestand zijn tegen schijf- of behuizingstoringen, en SSD/HDD-gelaagde opslag en terugschrijfcaching mogelijk maken. In Windows Server 2012 en 2012 R2 vereist een HA-opslagsysteem dat opslagruimten gebruikt, dat alle schijven fysiek zijn verbonden met alle opslagknooppunten. Om ervoor te zorgen dat de schijven fysiek op alle opslagknooppunten kunnen worden aangesloten, moeten het SAS-schijven zijn en moeten ze worden geïnstalleerd in een extern JBOD-chassis waarbij elk opslagknooppunt een fysieke verbinding heeft met het externe JBOD-chassis.
Een voorbeeld van dit type implementatie wordt getoond in Afbeelding 1:
Figuur 1:Windows Server 2012 en 2012 R2 Shared JBOD Scale-Out File Server
De twee belangrijkste zwakke punten van SOFS zijn de kosten en complexiteit van de SAS-opslaglaag, en het feit dat alleen SAS HDD's en SSD's worden ondersteund (dus geen goedkopere SATA HDD's of SSD's). U kunt ook geen lokale interne schijven of PCIe-opslagkaarten gebruiken in de afzonderlijke bestandsserverknooppunten met SOFS in Windows Server 2012 R2.
Opslagruimte direct
Een van de meer opwindende nieuwe functies in Windows Server 2016 is Storage Spaces Direct (S2D), waarmee organisaties meerdere, geclusterde commodity-bestandsserverknooppunten kunnen gebruiken om zeer beschikbare, schaalbare opslagsystemen te bouwen met lokale opslag, met behulp van SATA, SAS of PCIe NVMe-apparaten. U kunt interne schijven in elk opslagknooppunt gebruiken, of direct aangesloten schijfapparaten met "Just a Bunch of Disks" (JBOD) waarbij elke JBOD slechts is aangesloten op één opslagknooppunt. Dit elimineert de eerdere vereiste voor een gedeelde SAS-fabric en de complexiteit ervan (die vereist was met Windows Server 2012 R2-opslagruimten en SOFS), en maakt het ook mogelijk om goedkopere opslagapparaten zoals SATA-schijven te gebruiken.
Om S2D te gebruiken, hebt u ten minste vier geclusterde bestandsservers nodig die elk een combinatie van interne schijven (SAS of SATA), PCIe-flashopslagkaarten of direct aangesloten schijfapparaten kunnen hebben die worden samengevoegd met behulp van opslagruimten. Er kunnen maximaal 240 schijven in een enkele pool zitten, gedeeld door maximaal 12 bestandsservers. Een Software Storage Bus vervangt de SAS-laag van een gedeelde SAS JBOD SOFS. Deze software-opslagbus gebruikt SMB 3.1.1-netwerken met RDMA (SMB Direct) tussen de S2D-clusterknooppunten voor communicatie. De functie Opslagruimten voegt de lokale en DAS-schijven samen in een opslagpool, waar een of meer virtuele schijven worden gemaakt op basis van de pool. De virtuele schijven (LUN's) worden geformatteerd met Resilient File System (ReFS) en vervolgens geconverteerd naar gedeelde clustervolumes (CSV's), waardoor ze actief zijn in het hele bestandsservercluster.
De S2D-stack wordt weergegeven in figuur 2:
Figuur 2:Storage Spaces Direct (S2D)-stack (Image Credit:Microsoft)
De reden waarom dit zo belangrijk is voor SQL Server-databaseprofessionals, is dat S2D u een andere krachtige implementatiekeuze voor uw opslagsubsysteem zal bieden die zal werken met stand-alone SQL Server-instanties, met traditionele FCI-instanties (die gedeelde opslag vereisen), en met instanties die AlwaysOn AG-knooppunten gebruiken.
Als u over de juiste netwerkadapters beschikt (niet uw tuinvariant, ingebouwde Broadcom Gigabit Ethernet NIC's) voor zowel uw geclusterde bestandsservers als voor uw databaseservers, kunt u profiteren van SMB Direct en RDMA zodat het SMB-netwerk kan leveren extreem hoge doorvoer, met zeer lage latentie en laag CPU-gebruik door de netwerkadapters, waardoor de externe bestandsserver vanuit prestatieperspectief op lokale opslag kan lijken. De nieuwe S2D-functie maakt het eenvoudiger en goedkoper om een Scale-Out File Server-cluster te implementeren dat extreem hoge prestaties kan leveren voor SQL Server-gebruik. Dit werkt niet alleen voor bare-metal, niet-gevirtualiseerde SQL Server-instances, het zal ook een goede oplossing zijn voor gevirtualiseerde SQL Server-instances, waar de virtualisatiehost veel betere I/O-prestaties kan krijgen dan van een typisch SAN.
Als u bijvoorbeeld een 56Gb InfiniBand (FDR) hostkanaaladapter (HCA) hebt aangesloten op een PCIe 3.0 x8-sleuf van uw databaseserver (of virtualisatiehostserver) en uw bestandsservers, krijgt u ongeveer 6,5 GB/sec aan sequentiële doorvoer voor elke verbinding . Ik heb hier wat meer gedetailleerde informatie over sequentiële doorvoersnelheden en feeds. Momenteel moet u PowerShell gebruiken om Storage Spaces Direct te implementeren en te beheren. Dit TechNet-artikel bevat goede informatie en voorbeelden van het testen van S2D in Windows Server 2016 Technical Preview 3.
Tegen de tijd dat Windows Server 2016 en SQL Server 2016 GA zijn, zullen we waarschijnlijk de nieuwe 14nm Intel Xeon E5-2600 v4 "Broadwell-EP"-processor hebben, die tot 22 fysieke cores per socket en 55 MB gedeelde L3-cache zal hebben, samen met DDR4 2400 geheugenondersteuning. Deze nieuwe processorfamilie zal werken met bestaande servermodellen, zoals de Dell PowerEdge R730, aangezien deze socket-compatibel is met de huidige 22nm "Haswell-EP" familieprocessors. Dit geeft u het beste onderliggende serverhardwareplatform om ten volle te profiteren van S2D.