Поделиться через

Обзор масштабируемого файлового сервера для данных приложений

Масштабируемый файловый сервер предназначен для обеспечения масштабируемых общих папок, которые постоянно доступны для хранилища приложений сервера на основе файлов. Масштабируемые общие папки позволяют совместно использовать одну папку из нескольких узлов одного кластера. Этот сценарий фокусируется на планировании и развертывании масштабируемого файлового сервера.

Вы можете развернуть и настроить кластерный файловый сервер с помощью любого из следующих методов.

  • Scale-Out файлового сервера для данных приложения: эта кластеризованная функция файлового сервера появилась в Windows Server 2012. Он позволяет хранить данные приложения сервера, такие как Hyper-V файлы виртуальных машин на общих папках, и получить аналогичный уровень надежности, доступности, управляемости и высокой производительности, которую вы ожидаете от сети хранилища. Все файловые ресурсы одновременно подключены к сети на всех узлах. Общие файловые ресурсы, связанные с кластерным файловым сервером такого типа, называются масштабируемыми файловыми ресурсами. Такая конфигурация иногда называется "активный-активный". Это рекомендуемый тип файлового сервера при развертывании Hyper-V через Server Message Block (SMB) или Microsoft SQL Server через SMB.

  • файловый сервер общего назначения: Это продолжение кластеризованного файлового сервера, который поддерживается в Windows Server с момента введения функции отказоустойчивого кластерирования. Это разновидность кластерного файлового сервера, поэтому все общие папки, связанные с кластерным файловым сервером, не могут быть подключены к сети на нескольких узлах одновременно. Такая конфигурация иногда называется "активный-пассивный" или "двойной активный". Общие файловые ресурсы, связанные с кластерным файловым сервером такого типа, называются кластерными файловыми ресурсами. Это рекомендуемый тип файлового сервера при развертывании сценариев информационных работников.

Описание сценария

Масштабируемые файловые ресурсы обеспечивают возможность совместного использования папок несколькими узлами одного кластера. Если у вас есть кластер файлового сервера с четырьмя узлами, использующий масштабирование SMB, включая устройство под управлением Windows Server 2012 R2 (или Windows Server 2012), вы можете получить доступ к файловым ресурсам с любого из четырех узлов. Это достигается путем применения новых функций отказоустойчивой кластеризации Windows Server и возможностей протокола файлового сервера Windows SMB 3.0. Администраторы файлового сервера могут предоставлять масштабируемые файловые ресурсы и постоянно доступные файловые службы серверным приложениям и реагировать на повышенные требования быстро, предоставляя больше серверов в сети. Все это можно сделать в рабочей среде, и это прозрачно для серверного приложения.

К ключевым преимуществам, предоставляемым Scale-Out файлового сервера, относятся следующие:

  • Active-Active файловых ресурсов: все узлы кластера могут принимать и обслуживать клиентские запросы SMB. Благодаря одновременной доступности содержимого файловых ресурсов для всех узлов кластера взаимодействие кластеров и клиентов SMB 3.0 обеспечивает прозрачную отработку отказа на альтернативные узлы кластера во время планового обслуживания или внезапных сбоев с нарушением работы служб.

  • увеличение пропускной способности: максимальная пропускная способность общего ресурса — общая пропускная способность всех узлов кластера файлового сервера. В отличие от предыдущих версий Windows Server, общая пропускная способность более не ограничивается пропускной способностью одного узла кластера, а определяется возможностями резервной системы хранения, которая задает ограничения. Увеличить общую пропускную способность можно путем добавления узлов.

  • CHKDSK с нулевым временем простоя: CHKDSK в Windows Server 2012 расширен, чтобы значительно сократить время автономного восстановления файловой системы. Общие тома кластера (CSV) позволяют вообще исключить этап отключения от сети. Файловая система CSV (CSVFS) может использовать операцию CHKDSK, не затрагивая приложения с открытыми дескрипторами в файловой системе.

  • кэш кластеризованных общих томов: CSVs в Windows Server 2012 предоставляет поддержку кэша чтения, что может значительно повысить производительность в некоторых ситуациях, таких как инфраструктура виртуальных рабочих столов (VDI).

  • Упрощение управления. При использовании файлового сервера Scale-Out вы создаете масштабируемые файловые серверы, а затем добавляете необходимые CSV и сетевые общие папки. Больше не нужно создавать несколько кластеризованных файловых серверов, каждый из которых содержит отдельные диски кластера, а затем разрабатывать политики размещения для обеспечения действий на каждом узле кластера.

  • автоматическое перебалансирование клиентов Scale-Out файлового сервера: в Windows Server 2012 R2 автоматическая перебалансирование повышает масштабируемость и управляемость для масштабируемых файловых серверов. Клиентские подключения SMB отслеживаются на уровне общей папки (вместо уровня сервера), а клиенты перенаправляются на узел кластера с лучшим доступом к тому тому, который используется общей папкой. Это повышает производительность, снижая трафик перенаправления между узлами файлового сервера. Клиенты перенаправляются после начального подключения при перенастройке системы хранения данных кластера.

Содержание сценария

Для развертывания файлового сервера горизонтального масштабирования доступны следующие статьи.

Когда использовать масштабируемый файловый сервер

Не следует использовать Scale-Out файлового сервера, если рабочая нагрузка создает большое количество операций метаданных, таких как открытие файлов, закрытие файлов, создание новых файлов или переименование существующих файлов. Типичная информационная рабочая роль создаст несколько операций метаданных. При необходимости масштабируемости и простоты следует использовать файловый сервер Scale-Out, если ваши требования соответствуют технологиям, поддерживаемым файловым сервером Scale-Out.

В следующей таблице перечислены возможности SMB 3.0, общие файловые системы Windows, технологии управления данными файловых серверов и общие рабочие нагрузки. Вы можете увидеть, поддерживается ли технология масштабируемым файловым сервером, или требуется традиционный кластерный файловый сервер (также известный как файловый сервер общего назначения).

Область технологий Функция Общие сведения об использовании кластера файлового сервера Масштабируемый файловый сервер.
Приложения Hyper-V Не рекомендуется Да
Приложения Microsoft SQL Server Не рекомендуется Да
Управление файлами BranchCache Да Нет
Управление файлами Дедупликация данных (Windows Server 2012) Да Нет
Управление файлами Дедупликация данных (Windows Server 2012 R2) Да Да (только VDI)
Управление файлами Целевой сервер папки пространства имен DFS (DFSN) Да Да
Управление файлами Корень корневого сервера пространства имен DFS (DFSN) Да Нет
Управление файлами Репликация DFS (DFSR) Да Нет
Управление файлами Динамический контроль доступа (доступ на основе утверждений, CAP) Да Нет
Управление файлами Инфраструктура классификации файлов Да Нет
Управление файлами Диспетчер ресурсов файлового сервера (экраны и квоты) Да Нет
Управление файлами Перенаправление папок Да Не рекомендуется
Управление файлами Домашние каталоги Да Не рекомендуется
Управление файлами Автономные файлы (кэширование на стороне клиента) Да Не рекомендуется
Управление файлами Проверка перемещаемых профилей пользователей Да Не рекомендуется
Управление файлами Рабочие папки Да Нет
Файловая система Файловая система общего тома кластера (CSV) Неприменимо Да
Файловая система NTFS Да Неприменимо
Файловая система Отказоустойчивая файловая система (ReFS) Рекомендуется использовать Локальные дисковые пространства Рекомендуется использовать Локальные дисковые пространства
NFS Сервер NFS Да Нет
SMB Непрерывная доступность SMB1 Да Да

1Функция обратной связи SMB с непрерывной доступностью (ЦА) в гиперконвергентных конфигурациях доступна в Windows Server 2019. Дополнительные сведения см. в статье Развертывание набора кластеров.

Примечание.

Ниже приводится множество операций записи, которые должны быть немедленно зафиксированы на диске (без буферизации) при использовании постоянно доступных общих папок. Это требование может снизить производительность по сравнению с файловыми хранилищами общего назначения.

  • Перенаправление папок
  • Автономные файлы
  • Проверка перемещаемых профилей пользователей
  • Домашние каталоги

Постоянно доступные файловые ресурсы также несовместимы с диспетчером ресурсов файлового сервера и ПК под управлением Windows XP. Автономные файлы могут не переходить в автономный режим в течение 3–6 минут после того, как пользователь теряет доступ к общему ресурсу.

Практическое применение

Масштабируемые файловые серверы идеально подходят для хранилища серверных приложений. Ниже приведены примеры серверных приложений, которые могут хранить данные в масштабируемом файловом ресурсе.

  • Веб-сервер IIS может хранить конфигурацию и данные для веб-сайтов в масштабируемом файловом ресурсе. Дополнительные сведения см. в разделе Общая конфигурация.
  • Hyper-V может хранить конфигурацию и динамические виртуальные диски в масштабируемом файловом ресурсе. Дополнительные сведения см. в разделе Развертывание Hyper-V через SMB.
  • SQL Server может хранить динамические файлы базы данных в масштабируемом файловом ресурсе. Дополнительные сведения см. в разделе Установка SQL Server с файловым ресурсом SMB в качестве хранилища.
  • Диспетчер виртуальных машин (VMM) может хранить общую папку библиотеки (содержащую шаблоны виртуальных машин и связанные файлы) в масштабируемом файловом ресурсе. Однако сам сервер библиотеки не может быть файловым сервером горизонтального масштабирования. Он должен находиться на автономном сервере или в отказоустойчивом кластере, который не использует роль кластера файлового сервера горизонтального масштабирования.

При использовании масштабируемого файлового ресурса в качестве общей папки библиотеки можно применять только те технологии, которые совместимы с масштабируемым файловым сервером. Например, нельзя использовать репликацию распределенной файловой системы (DFS) для репликации общей библиотеки, размещенной на масштабируемом файловом узле. Кроме того, важно, чтобы масштабируемый файловый сервер установил последние обновления программного обеспечения.

Чтобы использовать масштабируемый файловый ресурс в качестве общей папки библиотеки, сначала добавьте сервер библиотеки (скорее всего, это виртуальная машина) с локальной общей папкой или вообще без общих папок. Затем при добавлении общей папки библиотеки выберите общую папку, размещенную на масштабируемом файловом сервере. Virtual Machine Manager (VMM) должен управлять этим общим ресурсом и создавать его исключительно для использования сервером библиотеки.

Также не забудьте установить последние обновления на масштабируемом файловом сервере. Дополнительные сведения о добавлении серверов библиотекИ VMM и общих папок библиотек см. в разделе "Добавление профилей" в библиотеку VMM. Список доступных в настоящее время исправлений для файловых служб и служб хранилища см. в статье базы знаний Майкрософт 2899011.

Примечание.

Некоторые пользователи, например информационные работники, имеют рабочие нагрузки, которые значительно влияют на производительность. Например, если такие операции, как открытие и закрытие файлов, создание новых файлов и переименование существующих файлов, выполняются несколькими пользователями, они оказывают влияние на производительность. Если файловый ресурс включен с непрерывной доступностью, он обеспечивает целостность данных, но также влияет на общую производительность. Для непрерывной доступности требуется, чтобы данные записывались на диск, чтобы обеспечить целостность, если произойдет сбой узла кластера в Scale-Out файловом сервере. Поэтому пользователь, копирующий несколько больших файлов на файловый сервер, может ожидать более низкую скорость работы в постоянно доступном общем ресурсе файлов.

Компоненты, используемые в данном сценарии

В следующей таблице перечислены компоненты, являющиеся частью данного сценария, и описано, как они поддерживают его.

Функция Как поддерживается этот сценарий
Отказоустойчивая кластеризация Отказоустойчивые кластеры добавили следующие функции в Windows Server 2012 для поддержки масштабируемого файлового сервера: распределенного сетевого имени, типа ресурса файлового сервера горизонтального масштабирования, общего тома кластера (CSV) 2 и роли высокого уровня доступности файлового сервера горизонтального масштабирования. Дополнительные сведения об этих функциях см. в статье Новые возможности отказоустойчивой кластеризации в Windows Server.
Server Message Block Overview (Общие сведения об SMB) SMB 3.0 добавил следующие возможности в Windows Server для поддержки файлового сервера Scale-Out, прозрачной отработки отказа SMB, SMB Multichannel и SMB Direct. Дополнительные сведения о новых и изменённых функциях SMB см. в разделе "Обзор общего доступа к файлам с использованием протокола SMB 3 в Windows Server".

См. также