Les nouveautés stockage dans Windows Server 2012 R2

Les nouveautés stockage
dans Windows Server 2012
R2
Cédric GEORGEOT

Pierre CHESNE

Christophe
DUBOS

MVP Microsoft File System
Storage

Avant-vente Infrastructure

Architecte Datacenter

SOGETI Consulting

Microsoft France

Microsoft France

Cedric.georgeot@sogeti.com

Pierre.chesne@microsoft.com

chrisdu@microsoft.com

www.e-novatic.fr
@enovatic

Infrastructure, communication & collaboration

Agenda
Introduction

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

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

#mstechdays

Questions /
Réponses

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


STORAGE SPACES
Sous titre

#mstechdays


Modèle de déploiement
Stockage
Traditionnel

FC/iSCSI storage array

CPUs et
contrôleurs
propriétaire
(Constructeur
SAN)

#mstechdays

FC/SAS
FC/SAS
FC/SAS

Cluster de fichier
Windows
avec les « storage spaces »

Shared SAS JBOD
Shared SAS JBOD
Shared SAS JBOD

Cluster de fichier
Windows

Architecture avec les « Storage Spaces »

#mstechdays


Architecture avec les « Storage Spaces »

Columns (disques)
256 KB

256 KB

256 KB

256 KB

256 KB

256 KB

256 KB

256 KB

256 KB

Interleave

#mstechdays

Stripe


STORAGE SPACES

#mstechdays

Design/UX/UI

Etagère  de disque
JBOD
("Just a Bunch Of Disks ")
Serveur
Raid 1 « Système d’exploitation »

#mstechdays

SAS Partagé

Design/UX/UI

#mstechdays


Comparaison coût / performance
$/GB Cost of Acquisition Analysis
$10
$8

(14.4TB of raw capacity from 24 10K 600GB SAS
drives)

$6.65

$6.19

$/GB

$6

$3.33

$4
$2
$0
FC SAN

#mstechdays

File-basedSAN
iSCSI Storage with Spaces, SMB, RDMA, SAS JBOD


DÉDUPLICATION
Stockage efficient - transférer et sauvegarder moins de blocs

#mstechdays


Constats au sein des DSI
•
•
•

160

140
120
100

•

80
60

•
•
•

40
20

Mode bloc (CAGR = 16%)

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

0

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

#mstechdays

•
•

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


Définition de la déduplication
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.
#mstechdays


Fonctionnement de la déduplication
Approche
post-traitement
Optimisation d’identification de fichiers
Algorithme (chunking) appliqué aux
fichiers
Chunks stockés dans un magasin et
compressés
Fichiers originaux remplacés par des
pointeurs
Retrait du flux primaire
#mstechdays


Vue des données optimisées
Après Dedup:

Fichiers non-optimisés

Avant Dedup:

#mstechdays

Chunk
Store

Pointeurs
optimisés

Taille physique 2 To

Gain = 8 To

10 To

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

#mstechdays

Ce n’est pas un
serveur de
déduplication
Transparent en
termes de
charge/workload
Conçu pour une
réversibilité

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

Protection contre les
corruptions de
données
Identification et
réparation des
corruptions

Exemple de gain par type de données
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Documents…

Partage de fichiers
Partage…
Fichiers VHD
#mstechdays

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


Déploiement type – serveur de fichiers
Management
• Server Manager
• PowerShell
• WMI

Windows Server
Volumes Windows

Configuration
status

#mstechdays

Branch Office

BranchCache activé


Déploiement type – VDI
Management
• Server Manager
• PowerShell
• WMI

Windows Server
Volumes Windows

VDI Broker

Configuration
status

#mstechdays

Hyper-V


Utilisation de la déduplication pour la VDI
Hyper-V VDI

Scale-out File Server
Dedup
Spaces-Based
Virtualized
Storage

SMB
VHD
VHD

Cluster Shared
Volumes
#mstechdays


Support des environnements VDI

#mstechdays


Dedup IO (dedup & boot VMs)
Hyper-V IO
request
(noncached)

Cached IO

Cache
chunk

#mstechdays


Déploiement pour les serveurs de fichiers
Optimiser les
données
• Identifier les
serveurs et
volumes
• optionnel: évaluer
les gains
(DDPEval)
• Planifier le
déploiement, et les
politiques
#mstechdays

•Installer & choisir
> Add-WindowsFeature
Dedup-Core
> Enable-DedupVolume D:

•optionnel: changer la
politique
> Set-DedupVolume D: …


•optionnel: démarrer un
job d’optimisation
> Start-DedupJob D: –Type
Optimization

•optionnel: Définit un
planning
> New-DedupSchedule …
> Set-DedupSchedule …

Déploiement pour la VDI

•Installer & choisir
> Add-WindowsFeature
Dedup-Core
> Enable-DedupVolume D:
-UsageType HyperV

•optionnel: changer la
politique
> Set-DedupVolume D: …

#mstechdays

•Déployer des VMs VDI
jusqu’au remplissage du
volume (laisser ~10 Go Libre)
•démarrer un job
d’optimisation
> Start-DedupJob D: –Type
Optimization

•Répéter jusqu’au déploiement
complet de toutes les VMs


Management de la déduplication
Maintenance &
Monitoring &
Troubleshooting
Reporting
•optionnel: Obtenir les
gains et le statut
> Get-DedupVolume | fl
> Get-DedeupStatus | fl
> Get-DedupJob

•Observateur
d’événements

#mstechdays

• Exécuter un nettoyage / reparations altérations
> Start-DedupJob –Type GarbageCollection D:
> Start-DedupJob –Type Scrubbing D:

• Désactiver la déduplication
> Start-DedupJob –Type UnOptimization D:

• Interroger les métadonnées
> Get-DedupMetaData D:


Scénarios non supportés
Volumes de démarrage, Système, FAT ou ReFS
Volumes non attachés pendant le processus
Lecteurs mappés ne sont pas supportés

VMs utilisant un stockage local sur un hôte Hyper-V
Bases SQL Server ou banques Exchange

Fichiers dotes d’attributs étendus, encryptés, plus petits que
32 Ko
Non disponible sur les clients Windows client SKUs.

#mstechdays


Autres considérations
Mise à jour et migration





Déplacement et copie Moving or copying files
Accès SMB distant depuis n’importe quelle version de Windows
Déplacement de volumes de Windows Server 2012 vers R2
Déplacement de volumes de Windows Server 2012 R2 vers des versions
anciennes

Sauvegarde et restauration






Sauvegarde/Restauration de fichiers
Sauvegarde/Restauration de fichiers de volumes
Utilisation optimisée à l’aide du VSS Writer
Sauvegarde/Restauration de pointeurs uniquement
Sauvegarde/Restauration de chunk uniquement

#mstechdays


Outil d’évaluation DDPEVAL
Pas 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
#mstechdays


Conclusion: Stockage efficient par la
déduplication

• 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
#mstechdays

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

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


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

STORAGE TIERING
Tirer le meilleur des disques

#mstechdays


Caractéristiques des Workloads
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)
#mstechdays


Mieux répartir ses données
Tier 1
Application

IOPS/€

Tier 2

Tier 3

ERP

Performance
Débit – IOPS

Fichiers

Archives

Disque FC
Disque SSD

Stockage

Disque SAS 15k

NAS
Disque SATA

300 MB/s
850 IOPS

225 MB/S
500 IOPS

100 MB/s
100 IOPS

Le stockage hiérarchisé délivre un compris
entre la capacité et la performance

#mstechdays

€/To


Caractéristiques du Tiered Storage
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
#mstechdays


Caractéristiques du Tiered Storage
• 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

#mstechdays


Write-Back Cache: maximiser IOPS/€
• Absorbe les pics d’activité
d’écritures aléatoires
• Intégration transparente

Hyper-V Compute
Nodes
Reads/Write
s
Accumulate
s Data
Activity

• Complémentaire au Tiered
Storage
Hot Data

Cold Data

Storage Space

#mstechdays


Conclusion
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
#mstechdays


ISCSI TARGET
Stockage en mode bloc haute performance

#mstechdays


Historique & contexte
Released with
Windows Storage
Server 2003 R2

Released with
Windows Storage
Server 2008 R2
(Version 3.3)

2007

2010

Released with
Windows Storage
Server 2008

2009

Windows Server
2012 in-box
(Version 6.2)

Released as free
download
2011 (Version 3.3)

Windows Server
2012 R2 (Version
6.3)

Les solutions de stockage basées sur Windows Server sont fréquemment
déployées dans des environnement hétérogènes
Les intérêts des clients Non-Windows pour le stockage sont NFS & iSCSI
#mstechdays


Scénarios d’usages
• 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
#mstechdays


Application
Server
clusters
(iSCSI
Initiators)

Ethernet Switches

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

#mstechdays

•

Support de SMI-S
Management de bout en bout avec System Center
Virtual Machine Manager
Management basés sur des standards


Introduction au format VHDX
Performa
nce
améliorée

Gros
volumes

#mstechdays

Résilien
ce
Accrue

Support
Large
Secteur

Format
extensible
,
metadonn
ées

Support
Unmap
(TRIM
SCSI)

Taille
Blocs
Large

User
Defined
Metadata

Efficienc
e


iSCSI Target Server

iSCSI
Protocol
Processing
SCSI
Command
Handling

VHD-based Fixed,
Dynamic & Differencing

Manageability –
WMI, SMI-S,
Cmdlets, GUI

Server-local
snapshot
integration &
service model

Data
Persistence

Failover
Clustering with
Continuous
Availability

Support des secteurs
512B ou 4KB

#mstechdays

Windows PowerShell &
WMI
Server Manager GUI PlugIn
SMI-S provider
VDS provider through WMI
BPA, SCOM MP
VSS-based snapshot
Service-based iSCSI
Network Entity

Dual active clusters
Continuous Availability with
unplanned and planned
failover for up to 500
sessions

Perf Counters
WPP & ETW tracing with Activity
ID
RAM disk for perf troubleshooting

Installation iSCSI Target Server
Install-WindowsFeature

dism /online /enablefeature:

Fonctionnalité

FS-iSCSITarget-Server

File-Services
iSCSITargetServer

Outils

Inclus avec RSAT ou avec
Server Manager GUI

iSCSITargetServerPowerShell

VDS/VSS
providers

iSCSITarget-VSS-VDS

iSCSITargetStorageProvi
ders

#mstechdays


Amélioration du management à l’aide de
SMI-S

SCVMM server

•

iSCSI Target SMI-S provider permet
l’automatisation de bout en bout pour le
cloud privé ou géré par SCVMM

Hyper-V Host

Les possibilités offertes du provider SMI-S:
• Discover/list SCSI targets and properties
• Discover/list SCSI LUs and properties
• Create new or delete SCSI targets
• Create new or delete SCSI LUs
• Add capacity to a Hyper-V cluster
• List, create and delete LU snapshots
• Mask/unmask LUs to a SCSI target
#mstechdays


SMI-S
provider
iSCSI
Servic
e

iSCSI Target Server Cluster

Integrated Storage Management
• Les disques virtuels sont exposés par les providers
• Dans cet exemple, les Virtual Disks sont remontés
depuis:
– Storage Spaces Provider
– EMC Provider
– Hitachi Provider

Storage
Spaces

SMI-S
SMP
compliant compliant
array
array

#mstechdays


Storage
Spaces
compatible
JBOD

System Center VMM: intégration du
stockage
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
•
•
•
#mstechdays

Storage classification
Resource management
Delegated security

Interopérabitilité
• 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

#mstechdays


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
#mstechdays


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

#mstechdays


DATA
Transfert des
données

Lecture
des
données

Virtual
Disk

#mstechdays

Baie de
stockage
traditionnelle


Ecriture
des
données

Virtual
Disk

• 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

#mstechdays

Token

Lecture
Offloaded

Ecriture
Offloaded
avec Token

Token

Virtu
al
Disk

Transfert des
données
Baie de stockage avec
support ODX


Résultats

Virtu
al
Disk

Les transferts ODX
Les 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
#mstechdays


Les apports de ODX
Pourquoi ?
Transfert d’une masse de données
Microsoft SQL Server
Virtualised environments
Mouvement de VHDs & Virtual Machines
Déploiement de Template

Le movement de données consommé
Beaucoup de ressources
• Lecture de bloc depuis le stockage
• Transfert de bloc vers un système
• Ecriture de bloc vers le stockage
•

Transfert de données Offloaded
–
–

Fusion VHD/VHDX

–

Live Storage Migration

200

~3
Minute
s

150

Secondes

100

<1
Second!

50

Expansion de Dynamic VHD/VHDX

–

•

Création de Fixed VHD/VHDX

Création d’un Fixed Disk de 10
Go

Intégration avec SCVMM

#mstechdays

0

Desktop

ODX

Les performances de ODX

#mstechdays


Les performances de ODX
• 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

#mstechdays


Conclusion: maximiser les investissements
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
#mstechdays


CLUSTERING
Shared VHDX et Cluster Shared Volume (CSV)

#mstechdays


Clusters de VM avec disque VHDX partagé
•
•

SAS virtuel

#mstechdays

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

•

Cluster de
VMs

Utilisation de stockage standard

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

VHDX

Stockage en mode bloc


Scale-Out File Server
sur stockage en mode fichier

VHDX

Stockage en mode fichier

Clusters de VM
• Options de déploiement disponibles pour les clusters de VM
avec Windows Server 2012 R2
Windows Server 2012
Fibre Channel
iSCSI




File (SMB)
Shared VHDX

Windows Server 2012
R2





#mstechdays





Création d’un VHDX partagé
• Exemple de commandes Powershell
–
–
–

PS C:> New-VHD -Path C:ClusterStorageVolume1Shared.VHDX -Fixed -SizeBytes 30GB
PS C:> Add-VMHardDiskDrive -VMName Node1 -Path C:ClusterStorageVolume1Shared.VHDX -ShareVirtualDisk
PS C:> Add-VMHardDiskDrive -VMName Node2 -Path C:ClusterStorageVolume1Shared.VHDX -ShareVirtualDisk

#mstechdays


SHARED VHDX
#mstechdays


Politique de placement CSV améliorée
Client SMB

• 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

SOFSShare1

Share1

Share2

Serveur 1

Scale-out File Server

#mstechdays


SOFSShare2

Share1

Serveur 2

Share2

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

SMB Client

• 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)

#mstechdays


Nœud 1

Nœud 2

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 Service becomes
unhealthy on a node, CSV will
designate a new coordinator node

#mstechdays


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Editor's Notes