Windows Server 2016 新功能HCI(超融合基礎架構) By S2D

超融合基礎架構（Hyper-Converged Infrastructure，或簡稱「HCI」）也被稱爲超融合架構，是指在同一套單元設備（x86服務器）中不單單具有計算、網絡、存儲和服務器虛擬化等資源和技術，並且還包括緩存加速、重複數據刪除、在線數據壓縮、備份軟件、快照技術等元素，而多節點能夠經過網絡聚合起來，實現模塊化的無縫橫向擴展（scale-out），造成統一的資源池。超融合架構（Hyperconvergence Infrastructure, HCI）將虛擬化計算和存儲整合到同一個系統平臺。簡單的說就是物理服務器上運行虛擬化軟件（Hpyervisor），經過在虛擬化軟件上運行分佈式存儲服務供虛擬機使用。分佈式存儲能夠運行在虛擬化軟件上的虛擬機裏也能夠是與虛擬化軟件整合的模塊。廣義上，除了虛擬化計算和存儲，超融合架構還能夠整合網絡以及其它更多的平臺和服務。當前業界廣泛的共識是：軟件定義的分佈式存儲層和虛擬化計算是超融合架構的最小集。

基於傳統集中式共享存儲的架構存在如下缺點：

• 異構硬件，成本高，升級困難

• 集中式存儲架構，存單點故障風險

• 存儲控制器數量有限，沒法擴展

• 沒法充分發揮 SSD 性能，I/O 易成瓶頸

• 管理運維複雜

微軟解決方案：

存儲空間直通 (Storage Spaces Direct, S2D)使用具備本地鏈接驅動器的行業標準服務器來建立高度可用、高度可擴展的軟件定義存儲，其成本僅佔傳統 SAN 或 NAS 陣列的一小部分。 其聚合或超匯聚體系結構大大簡化了採購和部署，同時功能，如緩存、 存儲層和擦除編碼，如 RDMA 網絡和 NVMe 驅動器，最新的硬件創新與提供無與倫比的效率和性能。存儲空間是Windows和Windows Server中的一項技術，能夠幫助保護數據免遭驅動器故障。 它在概念上相似於用軟件實現的RAID。 您可使用存儲空間將三個或更多驅動器組合到一個存儲池中，而後使用該存儲池中的容量建立存儲空間。 這些一般會存儲數據的額外副本，所以若是其中一個驅動器發生故障，您仍然擁有完整的數據副本。 若是容量不足，只需將更多驅動器添加到存儲池。注意S2D功能必須是Windows Server 2016 Datacenter版本。

存儲空間直通硬件要求：

https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows-server/storage/storage-spaces/storage-spaces-direct-hardware-requirements

存儲空間直通中的容錯和存儲效率:

https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows-server/storage/storage-spaces/storage-spaces-fault-tolerance

本實驗將使用兩臺Windows Server 2016 Datacenter實現S2D功能

Hostname	IP	Disk	OS	Role
DC01.yueque.local	192.168.2.121	N/A	Windows Server 2016 STD	域控制器
Host01.yueque.local	192.168.2.122	1x OS 2x HDD	Windows Server 2016 DC	羣集主機1
Host01.yueque.local	192.168.2.123	1x OS 2x HDD	Windows Server 2016 DC	羣集主機2
Cluster01.yueque.local	192.168.2.124	N/A	N/A	羣集管理

主要步驟：

1. 安裝Windows羣集功能；

2. 啓動羣集S2D功能；

3. 建立存儲池；（相似傳統存儲建立RAID）

4. 建立虛擬磁盤和卷；（相似傳統存儲劃分LUN）

5. 故障測試；

S2D是Windows Server 2016 cluster 裏面的一個功能，安裝好羣集服務後，在驗證羣集過程當中檢查現有環境是否複合S2D

勾選Storage Spaces Direct進行檢測（默認狀況下要全部羣集條件都要符合要求，本實驗已經經過其餘條件的檢測）

查看測試報告

查看測試報告硬盤的要求（此處說磁盤緩存不夠，虛擬環境搭建條件限制）

經過羣集測試後，使用如下powershell命令啓用S2D功能

Enable-ClusterS2D

查看磁盤是否聚合和健康狀態

建立存儲池

輸入存儲池名稱

選取須要添加的磁盤

確認選擇的磁盤

存儲池建立成功

此處能夠查看存儲池可用空間爲25GB，下一步進行建立虛擬磁盤。

基於S2D存儲池建立虛擬磁盤

開始建立

輸入虛擬磁盤名字

設置磁盤大小

確認無誤後，點擊建立

建立完成

建立卷

 

選擇剛纔建立的虛擬磁盤

確認無誤後，點擊建立

建立卷完成

檢測羣集磁盤狀態，關掉一臺主機後，狀態依舊正常。

至此，Windows Server 2016 新功能HCI(超融合基礎架構) By S2D測試完畢。