微軟S2D軟體定義儲存技術實戰

王偉任

  • 出版日期:2017/08/25
  • 語言:繁體中文
  • ISBN: 9789864342402
  • 頁數: 334
紙本書定價:NT$ 560
電子書售價:NT$ 400

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【專業強力推薦】
◎微軟雲端開發體驗暨平台推廣事業部技術社群行銷經理~張嘉容
◎DELL大中華地區企業解決方案資深副總~梁匯華
◎Lenovo區域解決方案首席顧問~黃國柱
◎Intel Global account in Sales & Marketing Group – Sales Director in Cloud Data Center~Benny Wang 還在為了規劃儲存設備規模大小而苦惱嗎?
實作微軟S2D軟體定義儲存技術,一次整合運算及儲存資源 Microsoft S2D軟體定義儲存技術,最小運作規模只要2台S2D叢集節點主機,即可建構出不輸中階儲存設備的IOPS儲存效能,並且S2D單一叢集最大規模16台及高達600萬IOPS儲存效能。同時,整合S2D HCI超融合部署架構,能夠一次解決VM虛擬主機和Container容器及其他工作負載,在運算及儲存資源方面整合的煩惱。
★SDDC軟體定義資料中心願景:了解SDDC願景中重要的組成元件,包括SDC軟體定義運算、SDS軟體定義儲存、SDN軟體定義網路。
★S2D部署模式及環境需求:深入剖析S2D部署模式HCI超融合式與融合式運作架構的差別,以及建構S2D環境時應該採用RAID還是HBA、採用SSD或HDD、採用一般TCP/IP或RDMA、採用NTFS或ReFS檔案系統等議題。
★S2D運作架構:深入剖析S2D底層運作架構元件,例如:SSB軟體式儲存匯流排、SSB頻寬管理機制、SBC儲存匯流排快取機制、Storage Pool、ReFS Real-Time Tiering、SMB Direct、RoCE、iWARP、Infiniband、SMB MultiChannel等技術內容。
★規劃設計最佳化S2D運作架構:一步一步帶領你挑選CPU處理器、記憶體、NVMe快閃儲存、SSD固態硬碟、HBA硬碟控制器、RDMA網路卡、10GbE網路交換器、了解SSD與HDD比例原則、S2D叢集大/中/小型運作規模等最佳配置建議。
★實戰S2D環境建置:手把手帶領你建構S2D運作環境,包括安裝Windows Server 2016、設定10GbE網路交換器、啟用DCB/PFC特色功能、啟用SMB Direct(RDMA)、啟用SMB QoS原則、建立SET ( Switch Embedded Teaming )、檢查RDMA運作狀態、檢查SMB MultiChannel運作狀態、建立S2D叢集、啟用Storage Spaces Direct機制、建立三向鏡像磁碟區、建立雙同位磁碟區、建立雙向鏡像磁碟區、建立單同位磁碟區、建立混合式復原磁碟區、部署VM虛擬主機、Storage Pool最佳化等最佳化組態配置。
★IOPS效能測試:從了解IOPS儲存效能的估算開始,慢慢深入如何進行IOPS儲存效能測試,並透過開源工具VMFleet進行S2D環境IOPS儲存效能測試。
★S2D維運管理免煩惱:深入了解S2D如何因應各式各樣硬體故障事件、如何查詢S2D運作健康狀態、S2D叢集節點主機如何進入維護模式、如何整合CAU叢集感知更新機制安裝微軟最新安全性更新、實戰水平擴充S2D叢集運作規模(2台→3台→4台)、實戰擴充CSVFS磁碟區空間等維運管理議題。
【定義簡介】
軟體定義資料中心(Software Defined Data Center,SDDC)
根據Gartner的研究結果顯示,過往IT人員所熟知及打造Mode 1的現代化資料中心(Data Center Modernization)所遭遇的挑戰,主要在於管理及打造企業或組織中有關運算資源、儲存資源、網路資源、硬體設備、虛擬化技術⋯⋯等虛實整合。
隨著企業及組織朝向商業數位化模式不斷發展,知名的市調機構Gartner所屬分析師在2015下半年期間,針對100位企業及組織中負責領導IT基礎架構的主管調查結果顯示,有2/3以上的企業及組織開始建構及整合Mode 2的敏捷式IT基礎架構(Infrastructure Agility)。
所謂「基礎架構敏捷化」(Infrastructure Agility),便是著重於IT基礎架構中「Mode 2」的部分也就是因應商業數位化的需求,這些範圍包括:
◎將敏捷(Agility)最佳實務概念,充分導入至現代化資料中心的IT基礎架構當中,讓工
作流程及技術人員能夠快速因應現在新興的商業數位化需求。
◎深入了解各項使用案例、決策考量、微服務(Micro-Service)、容器引擎⋯⋯等最佳實務
概念。
◎將單純的虛擬化運作環境,發展成軟體定義(Software-Defined)的基礎架構以達成敏捷
的目的,也就是打造「軟體定義資料中心」(Software-Defined Data Center,SDDC)。
◎充份利用彈性的雲端基礎架構部署新世代應用程式(Next-Generation Applications)。
◎建構邊緣資料中心(Edge Data Center)平台,以便因應商業數位化及IoT物聯網。
◎加強巨量資料分析、Web應用程式、IoT物聯網⋯⋯等部署作業,以便因應現代化行動至
上的商務模式。
簡單來說,不管是Mode 1的現代化資料中心或是新興Mode 2的基礎架構敏捷化,在企業或組織的資料中心內硬體資源的組成,不外乎就是「CPU、記憶體、儲存、網路」等4大硬體資源,而這4大硬體資源又可以簡單劃分為3大類也就是運算、儲存、網路。
那麼,接下來我們來看看Mode 2基礎架構敏捷化定義中,透過軟體定義(Software- Defined)的運作概念,如何將「運算、儲存、網路」等硬體資源,轉換成SDC軟體定義運算、SDS軟體定義儲存、SDN軟體定義網路,幫助企業及組織打造成快速因應商業數位化需求的強大IT 基礎架構,最終達成SDDC軟體定義資料中心的目標。
軟體定義運算(Software Defined Compute,SDC)
軟體定義運算(Software Defined Compute,SDC),與SDS軟體定義儲存及SDN軟體定義網路技術相較之下,為基礎架構硬體資源當中最為成熟的技術。事實上,許多企業及組織在建構軟體定義式的IT基礎架構時,最先投入的便是SDC軟體定義運算的部分。
然而,談到SDC軟體定義運算便無法不談到x86 伺服器虛擬化(x86 Server Virtualization)
技術,在x86伺服器虛擬化技術尚未風行前,企業及組織的應用程式及營運服務便直接運作在x86硬體伺服器上,這樣的運作架構雖然讓應用程式及營運服務,可以直接獨佔整台x86硬體伺服器所有硬體資源,所以能夠提供良好的工作負載能力。但是,卻容易產生「供應商鎖定」(Vendor Lock-in)的情況,舉例來說,倘若原本的應用程式及營運服務運作於Dell硬體伺服器上,但是該台x86硬體伺服器發生故障損壞事件時,需要將其上的應用系統或營運服務遷移至它牌硬體伺服器時(例如:HPE或Lenovo)是非常困難的。
事實上,談到虛擬化技術一般IT管理人員通常都會聯想到VM虛擬主機,然而這個情況從2013年Docker的出現而發生重大的改變。其實,Docker並非是「容器」(Container)技術,而是一項用來管理及調度容器環境的技術,讓IT管理人員能夠不用費心處理容器的管理作業,便能達到輕量級作業系統虛擬化解決方案的目的。
微軟官方也在Windows Server 2016雲端作業系統中,與Docker合作推出Windows Server Container及Hyper-V Container技術,讓Hyper-V虛擬化平台成為同時運作VM虛擬主機及Container容器的最佳運作環境,輕鬆幫助管理人員達成Bimodal IT的雙重IT基礎架構,幫助企業及組織在傳統及新興架構之間找到最佳平衡點。
軟體定義儲存(Software Defined Storage,SDS)
軟體定義儲存(Software Defined Storage,SDS),為企業及組織帶來儲存資源的潛在好處,便是能夠提升靈活性並降低整體維運成本。因此,企業及組織的CXO們應尋找及確認能夠更好提供「總體擁有成本」(Total Cost of Ownership,TCO)的SDS軟體定義儲存解決方案,同時選擇的SDS解決方案必須具備效率及可擴充性等特性,以便因應不斷增加的資料量並且能夠擺脫儲存設備的硬體限制。
目前,在SDS軟體定義儲存解決方案市場中尚未有明確的市場領導者出現。雖然,SDS軟體定義儲存解決方案具備可程式性及自動化等好處,但是仍須考量對於「運算」及「網路」所造成的影響。同時,所建立的SDS儲存資源必須要能夠融入IT基礎架構中而非再以孤島的方式運作。
在微軟新世代Windows Server 2016雲端作業系統當中,SDS軟體定義儲存技術是由Windows Server 2012 R2當中的Storage Spaces技術演化而來,在Windows Server vNext開發時期稱為Storage Spaces Shared Nothing,在Windows Server 2016的正式名稱則為S2D(Storage Spaces Direct)。
軟體定義網路(Software Defined Network,SDN)
根據CIO的調查結果顯示,有86%的企業及組織CIO正計畫將內部資料中心及基礎架構進入Bimodal IT環境(相較於往年增加20%),透過將過去3層式網路架構遷移至Spine- Leaf網路架構讓整體網路環境簡單化,並結合軟體定義網路(Software Defined Network,SD

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    ★SDDC軟體定義資料中心願景:了解SDDC願景中重要的組成元件,包括SDC軟體定義運算、SDS軟體定義儲存、SDN軟體定義網路。
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    ★S2D運作架構:深入剖析S2D底層運作架構元件,例如:SSB軟體式儲存匯流排、SSB頻寬管理機制、SBC儲存匯流排快取機制、Storage Pool、ReFS Real-Time Tiering、SMB Direct、RoCE、iWARP、Infiniband、SMB MultiChannel等技術內容。
    ★規劃設計最佳化S2D運作架構:一步一步帶領你挑選CPU處理器、記憶體、NVMe快閃儲存、SSD固態硬碟、HBA硬碟控制器、RDMA網路卡、10GbE網路交換器、了解SSD與HDD比例原則、S2D叢集大/中/小型運作規模等最佳配置建議。
    ★實戰S2D環境建置:手把手帶領你建構S2D運作環境,包括安裝Windows Server 2016、設定10GbE網路交換器、啟用DCB/PFC特色功能、啟用SMB Direct(RDMA)、啟用SMB QoS原則、建立SET ( Switch Embedded Teaming )、檢查RDMA運作狀態、檢查SMB MultiChannel運作狀態、建立S2D叢集、啟用Storage Spaces Direct機制、建立三向鏡像磁碟區、建立雙同位磁碟區、建立雙向鏡像磁碟區、建立單同位磁碟區、建立混合式復原磁碟區、部署VM虛擬主機、Storage Pool最佳化等最佳化組態配置。
    ★IOPS效能測試:從了解IOPS儲存效能的估算開始,慢慢深入如何進行IOPS儲存效能測試,並透過開源工具VMFleet進行S2D環境IOPS儲存效能測試。
    ★S2D維運管理免煩惱:深入了解S2D如何因應各式各樣硬體故障事件、如何查詢S2D運作健康狀態、S2D叢集節點主機如何進入維護模式、如何整合CAU叢集感知更新機制安裝微軟最新安全性更新、實戰水平擴充S2D叢集運作規模(2台→3台→4台)、實戰擴充CSVFS磁碟區空間等維運管理議題。
    【定義簡介】
    軟體定義資料中心(Software Defined Data Center,SDDC)
    根據Gartner的研究結果顯示,過往IT人員所熟知及打造Mode 1的現代化資料中心(Data Center Modernization)所遭遇的挑戰,主要在於管理及打造企業或組織中有關運算資源、儲存資源、網路資源、硬體設備、虛擬化技術⋯⋯等虛實整合。
    隨著企業及組織朝向商業數位化模式不斷發展,知名的市調機構Gartner所屬分析師在2015下半年期間,針對100位企業及組織中負責領導IT基礎架構的主管調查結果顯示,有2/3以上的企業及組織開始建構及整合Mode 2的敏捷式IT基礎架構(Infrastructure Agility)。
    所謂「基礎架構敏捷化」(Infrastructure Agility),便是著重於IT基礎架構中「Mode 2」的部分也就是因應商業數位化的需求,這些範圍包括:
    ◎將敏捷(Agility)最佳實務概念,充分導入至現代化資料中心的IT基礎架構當中,讓工
    作流程及技術人員能夠快速因應現在新興的商業數位化需求。
    ◎深入了解各項使用案例、決策考量、微服務(Micro-Service)、容器引擎⋯⋯等最佳實務
    概念。
    ◎將單純的虛擬化運作環境,發展成軟體定義(Software-Defined)的基礎架構以達成敏捷
    的目的,也就是打造「軟體定義資料中心」(Software-Defined Data Center,SDDC)。
    ◎充份利用彈性的雲端基礎架構部署新世代應用程式(Next-Generation Applications)。
    ◎建構邊緣資料中心(Edge Data Center)平台,以便因應商業數位化及IoT物聯網。
    ◎加強巨量資料分析、Web應用程式、IoT物聯網⋯⋯等部署作業,以便因應現代化行動至
    上的商務模式。
    簡單來說,不管是Mode 1的現代化資料中心或是新興Mode 2的基礎架構敏捷化,在企業或組織的資料中心內硬體資源的組成,不外乎就是「CPU、記憶體、儲存、網路」等4大硬體資源,而這4大硬體資源又可以簡單劃分為3大類也就是運算、儲存、網路。
    那麼,接下來我們來看看Mode 2基礎架構敏捷化定義中,透過軟體定義(Software- Defined)的運作概念,如何將「運算、儲存、網路」等硬體資源,轉換成SDC軟體定義運算、SDS軟體定義儲存、SDN軟體定義網路,幫助企業及組織打造成快速因應商業數位化需求的強大IT 基礎架構,最終達成SDDC軟體定義資料中心的目標。
    軟體定義運算(Software Defined Compute,SDC)
    軟體定義運算(Software Defined Compute,SDC),與SDS軟體定義儲存及SDN軟體定義網路技術相較之下,為基礎架構硬體資源當中最為成熟的技術。事實上,許多企業及組織在建構軟體定義式的IT基礎架構時,最先投入的便是SDC軟體定義運算的部分。
    然而,談到SDC軟體定義運算便無法不談到x86 伺服器虛擬化(x86 Server Virtualization)
    技術,在x86伺服器虛擬化技術尚未風行前,企業及組織的應用程式及營運服務便直接運作在x86硬體伺服器上,這樣的運作架構雖然讓應用程式及營運服務,可以直接獨佔整台x86硬體伺服器所有硬體資源,所以能夠提供良好的工作負載能力。但是,卻容易產生「供應商鎖定」(Vendor Lock-in)的情況,舉例來說,倘若原本的應用程式及營運服務運作於Dell硬體伺服器上,但是該台x86硬體伺服器發生故障損壞事件時,需要將其上的應用系統或營運服務遷移至它牌硬體伺服器時(例如:HPE或Lenovo)是非常困難的。
    事實上,談到虛擬化技術一般IT管理人員通常都會聯想到VM虛擬主機,然而這個情況從2013年Docker的出現而發生重大的改變。其實,Docker並非是「容器」(Container)技術,而是一項用來管理及調度容器環境的技術,讓IT管理人員能夠不用費心處理容器的管理作業,便能達到輕量級作業系統虛擬化解決方案的目的。
    微軟官方也在Windows Server 2016雲端作業系統中,與Docker合作推出Windows Server Container及Hyper-V Container技術,讓Hyper-V虛擬化平台成為同時運作VM虛擬主機及Container容器的最佳運作環境,輕鬆幫助管理人員達成Bimodal IT的雙重IT基礎架構,幫助企業及組織在傳統及新興架構之間找到最佳平衡點。
    軟體定義儲存(Software Defined Storage,SDS)
    軟體定義儲存(Software Defined Storage,SDS),為企業及組織帶來儲存資源的潛在好處,便是能夠提升靈活性並降低整體維運成本。因此,企業及組織的CXO們應尋找及確認能夠更好提供「總體擁有成本」(Total Cost of Ownership,TCO)的SDS軟體定義儲存解決方案,同時選擇的SDS解決方案必須具備效率及可擴充性等特性,以便因應不斷增加的資料量並且能夠擺脫儲存設備的硬體限制。
    目前,在SDS軟體定義儲存解決方案市場中尚未有明確的市場領導者出現。雖然,SDS軟體定義儲存解決方案具備可程式性及自動化等好處,但是仍須考量對於「運算」及「網路」所造成的影響。同時,所建立的SDS儲存資源必須要能夠融入IT基礎架構中而非再以孤島的方式運作。
    在微軟新世代Windows Server 2016雲端作業系統當中,SDS軟體定義儲存技術是由Windows Server 2012 R2當中的Storage Spaces技術演化而來,在Windows Server vNext開發時期稱為Storage Spaces Shared Nothing,在Windows Server 2016的正式名稱則為S2D(Storage Spaces Direct)。
    軟體定義網路(Software Defined Network,SDN)
    根據CIO的調查結果顯示,有86%的企業及組織CIO正計畫將內部資料中心及基礎架構進入Bimodal IT環境(相較於往年增加20%),透過將過去3層式網路架構遷移至Spine- Leaf網路架構讓整體網路環境簡單化,並結合軟體定義網路(Software Defined Network,SD

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