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Windows Server 2012 R2 Storage Space - Concepts et un peu de vocabulaire

Windows Server 2012 R2 Storage Space - Concepts et un peu de vocabulaire

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Windows Server 2012 a introduit de nouveaux mécanismes et concepts de gestion du stockage : les Storage Pool et Storage Space. C’est en fait une plateforme d’abstraction permettant de virtualiser le stockage afin d’assouplir sa gestion.

Dans ce premier article d’une série dédié aux évolutions du stockage dans Windows Server 2012 R2, je vais introduire les concepts et un peu de vocabulaire.

-- Storage Pool --

Un Storage Pool représente un regroupement de disques physiques. Ces disques peuvent être des disques SATA, SAS, magnétiques ou SSD. Dans la plupart des configurations d’entreprise, ces disques seront connectés dans une baie JBOD (JBOD enclosure) raccordée en SAS 6 Gb/s à un ou plusieurs serveurs.

Exemple de baie JBOD SAS 6 Gb/s certifiée Windows Server 2012 R2 :

JBOD : “Just a Bunch Of Disks”. La particularité d’une baie JBOD est qu'elle n'a pas de contrôleur RAID, celui-ci étant géré par le contrôleur RAID de la carte contrôleur du serveur primaire auquel il est rattaché, ou par une solution logicielle (ici dans notre cas Windows Server 2012 R2 avec les Storage Space) complétant un contrôleur HBA basique (=sans gestion de RAID).

SAS : Serial Attached SCSI. C’est l’évolution des bus SCSI en termes de performances, il apporte le mode de transmission en série de l'interface SATA. Comme dans le cas du SCSI historique, il est possible de chainer des châssis (enclosure) SAS pour augmenter le nombre de disques disponibles.

Le Storage Pool est donc une unité d’agrégation, d’administration et d’isolation.

La création et la gestion d’un Storage Pool dans Windows Server 2012 R2 peut se faire soit via le gestionnaire de serveur, soit en ligne de commande avec PowerShell.

Dans Windows Server 2012 R2, un Storage Pool peut contenir au maximum 240 disques physiques et gérer un volume maximal de 480 To.

Un cluster peut utiliser un maximum de 4 Storage Pool.

-- Storage Space (ou Virtual Disks) --

Les Storage Space (appelés Virtual Disks dans l’interface et dans les cmdlets PowerShell) sont des disques virtuels qui sont créés au sein d’un Storage Pool et qui consomment une partie ou la totalité de l’espace disque disponible présenté par le Storage Pool

C’est au niveau du Storage Space que sont définis les mécanismes de redondances (équivalent des différents type de RAID..) pour la tolérance à une panne de disque ou de baie.

Il est possible de créer jusqu’à 128 Storage Space (Virtual Disk) par Storage Pool

La création et la gestion d’un Storage Space dans Windows Server 2012 R2 peut se faire soit via le gestionnaire de serveur, soit en ligne de commande avec PowerShell. Dans les cas un peu complexe (grand nombre de disques, optimisation des colonnes, …) l’usage de PowerShell est obligatoire.

Note : un prochain article sur ce blog détaillera les particularités du Clustered Storage Pool et du Clustered Storage Space

-- Redondance et tolérance de panne --

C’est lors de la création d’un Storage Space que sont définis les mécanismes de redondances pour la tolérance à une panne de disque ou de baie.

3 type de disposition sont possibles :

  • Simple : dans ce mode, il n’y a aucune redondance et l’’espace disque est optimal. C’est l’équivalent d’un RAID 0.
  • Mirror : dans ce mode les données sont dupliquées sur 2 ou 3 disques physiques. Cette disposition nécessite 2 disques physiques minimum pour la tolérance de panne d’un disque ou 5 disques physiques minimum pour la tolérance de panne de 2 disques simultanée.
  • Parity : dans ce mode les données et les informations de parité sont écrites et réparties sur les différents disques physiques. Cette disposition nécessite 3 disques minimum pour la tolérance de panne d’un disque ou 7 disques pour la tolérance de panne de 2 disques en simultanée.

Important : dans le cas d’utilisation des Storage Space, il faut absolument désactiver toutes les fonctionnalités RAID des contrôleurs disques. RAID matériel et Storage Space sont deux technologies incompatibles.

-- Performances --

Outre le fait qu’il est possible de définir des mécanismes de redondance lors de la création d’un Storage Space, il est également possible de définir certains paramètres d’optimisation pour améliorer les performances en répartissant (stripping) les accès aux données sur plusieurs disques physiques.

Les Storage Space ont pour cela 2 paramètres définissant une bande (stripe) de données : NumberOfColumns et Interleave

  • Une bande (stripe) représente une passe de données écrite sur un Storage Space
  • Les colonnes (Columns) correspondent au nombre de disques physiques (sous jacents au Storage Space) utilisés lors de l’écriture d’une bande de données (stripe set)
  • Interleave représente la quantité de données écrite sur une colonne unique par stripe. La valeur par défaut du paramètre Interleave est 256 Ko

La largeur d’une bande se calcule avec la formule suivante : Stripe_width = NumberOfColumns x Interleave

Le tableau suivant résume les prérequis en terme de disques par rapport au type de disposition (redondance) choisie au sein d’un Storage Space

En mode “Simple”, la correspondance 1 disque physique = 1 colonne est valable jusqu’à 8 disques. Au delà de 8 disques, la valeur est de 8 colonnes et doit être modifiée via PowerShell (ce n’est pas possible via les outils graphiques)

Exemple n°1 : un Storage Space simple avec 2 colonnes

Stripe_width = 2 x 256 = 512 KB

Exemple n°2 : un Storage Space avec parité et 3 colonnes

Stripe_width = 3 x 256 = 768 KB

Exemple n°3 : un Storage Space avec Mirror 3-way et 3 colonnes

Stripe_width = (3 disques / 3) x 256 KB = 256 KB

Le nombre de colonnes et la valeur Interleave sont des paramètres de la cmdlet New-VirtualDisk.

-- Dimensionnement / Taille d’un Storage Space --

Un disque virtuel peut être de taille fixe (Fixed) ou de taille dynamique (Thin provisionning)

Thin provisionning : permet d’avoir un disque virtuel dont l’espace consommé sur le Storage Pool peut grossir au fur et à mesure de son remplissage.

Note : si le Virtual Disk utilise du Storage Tiered (HDD + SSD) alors sa taille sera forcément en mode Fixed

Pour tester Windows Server 2012 R2 avec Windows 8.1, vous pouvez télécharger gratuitement les versions d’évaluation disponible sous la forme :
- d'une image ISO : http://aka.ms/jeveuxWindowsServer2012R2     
- d'un fichier VHD avec un système préinstallé : http://aka.ms/jeveuxWindowsServer2012R2        

Et si vous souhaitez découvrir en 4 heures nos technologies telles que Windows Server 2012 R2, Windows 8.1 en entreprise, le Cloud Privé ou Hybride par Microsoft, vous pouvez vous inscrire gratuitement à un de nos IT Camps en cliquant ici. La liste des IT Camps de septembre 2013 à juin 2014 est en ligne. Attention, il n’y aura qu’une date par sujet et par semestre par ville et le nombre de place est limité.

- Stanislas Quastana

Comments
  • Bonjour Stanislas,

    Je suis un gros consommateur de données pour mon média center sous XBMC ;).
    Depuis très longtemps, j'utilise le controleur Intel de ma carte mère en RAID 5 pour stocker mes données (environ 14To actuellement).J'ai 6 disques de 4To soit 18To utilisable (RAID5). Depuis peu, les performances en écriture se sont fortement dégradées (ajout du 6ème disk) et je n'arrive pas à corriger le problème (disk queue lentgh > 5 au bout de quelques Mo copiés).
    Je pensais basculé sur du storage spaces car j'ai remarqué que les performances en écriture sont meilleures. Que me conseillez vous concernant le storage layout (parity, mirror - NumberOfColumns et Interleave). Le but étant d'obtenir une volumétrie maximale équivalente à aujourd'hui (environ 18 To) tout en ayant de la sécurité sur la perte d'un disque?

    Merci pour vos conseils.
    Damien

  • Merci pour cette article vraiment intéressant, je commence mes premiers tests, par contre, j'ai quelque chose qui me chagrine, et qui pourrait m'empécher de passer en prod...
    J'ai essayé plusieurs logiciels, et visiblement les fonctionnalités S.M.A.R.T ne sont pus disponible sur les disques une fois que ceux-ci appartiennent à un storage space.
    Pouvez-vous me confirmer, ou sinon me donner un moyen avoir l'info S.M.A.R.T de mes disques quand j'utilise les storages space.

    Merci

  • Merci pour cet article très complet,

    Mais je n'ais rien compris aux bande (stripe) de données : NumberOfColumns et Interleave.

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