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Speicherplätze – Übersicht

Veröffentlicht: Februar 2012

Letzte Aktualisierung: April 2014

Betrifft: Windows 8, Windows 8.1, Windows Server 2012, Windows Server 2012 R2



In diesem Thema werden Speicherplätze beschrieben. Mithilfe dieser Windows- und Windows Server-Technologie können Sie Speicher virtualisieren, indem Standarddatenträger zu Speicherpools gruppiert und dann anhand der in den Speicherpools verfügbaren Kapazität virtuelle Datenträger erstellt werden, die als Speicherplätze bezeichnet werden. Dieses Thema enthält eine Übersicht über die Technologie und die neue Funktionalität für Speicherplätze in Windows Server 2012 R2.

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Mithilfe von Speicherplätzen werden kostengünstige, hoch verfügbare, skalierbare und flexible Speicherlösungen für unternehmenswichtige (virtuelle oder physische) Bereitstellungen ermöglicht. Mit den durch Speicherplätze bereitgestellten anspruchsvollen Funktionen zur Speichervirtualisierung können Kunden für einzelne Computer und skalierbare Bereitstellungen mit mehreren Knoten eine dem Branchenstandard entsprechende Speicherung nutzen. Diese sind für Kunden aus den unterschiedlichsten Bereichen geeignet, einschließlich Unternehmen und Cloudhostingunternehmen, die Windows Server für die hoch verfügbare Speicherung verwenden und diese kostengünstig an den jeweiligen Bedarf anpassen können.

Mit den Speicherplätzen wurde der Windows-Speicherstapel umfassend erweitert und enthält zwei neue Abstraktionen:

  • Speicherpools: Eine Sammlung physischer Datenträger, mit denen Sie Datenträger aggregieren, die Kapazität flexibel erweitern und die Verwaltung delegieren können.

  • Speicherplätze: Virtuelle Datenträger, die aus freiem Speicherplatz in einem Speicherpool erstellt werden. Speicherplätze haben Attribute wie Resilienzgrad, Speicherebenen, feste Bereitstellung und präzise Verwaltungsfunktionalität.

Speicherplätze können über die Windows-Speicherverwaltungs-API in der Windows-Verwaltungsinstrumentation (Windows Management Instrumentation, WMI) und Windows PowerShell sowie über die Rolle "Datei- und Speicherdienste" im Server-Manager verwaltet werden. Aus Gründen der hohen Verfügbarkeit sind Speicherplätze vollständig in das Failoverclustering integriert. Für Bereitstellungen mit horizontaler Skalierung ist außerdem eine CSV-Integration vorhanden.

Speicherplätze enthalten die folgenden Features:

  • Speicherpools: Speicherpools stellen für Speicherplätze die grundlegenden Bausteine dar. Speicheradministratoren ist dieses Konzept bereits vertraut, sodass sie kein neues Modell erlernen müssen. Speicherpools können je nach den Anforderungen einer Bereitstellung flexibel erstellt werden. Bei Verwendung einer Gruppe von physischen Datenträgern kann ein Administrator beispielsweise einen Pool (mit allen verfügbaren physischen Datenträgern) oder mehrere Pools (Aufteilung der physischen Datenträger nach Bedarf) erstellen. Zur Optimierung der Speicherhardware können Administratoren in einem Speicherpool außerdem Festplatten und Solid State Drives (SSDs) kombinieren. Dabei werden mithilfe von Speicherebenen Teile von Dateien, auf die häufig zugegriffen wird, in den SSD-Speicher verschoben. Mithilfe von Zurückschreibcaches werden kleine sequentielle Schreibvorgänge für den SSD-Speicher gepuffert. Pools können dynamisch erweitert werden, indem einfach weitere Laufwerke hinzugefügt werden, um bei fortwährender Datenzunahme eine nahtlose Skalierung zu erreichen.

  • Robuste Speicherung: Über Speicherplätze werden drei Speicherlayouts bereitgestellt (die auch als Resilienztypen bezeichnet werden):

    • Spiegel: Die Daten werden auf zwei oder drei physischen Datenträgern dupliziert. Dies erhöht die Zuverlässigkeit, verringert jedoch die Kapazität. Für dieses Speicherlayout benötigen Sie mindestens zwei Datenträger, um vor einem Fehler auf einem einzigen Datenträger geschützt zu sein bzw. mindestens fünf Datenträger, um vor zwei gleichzeitigen Datenträgerfehlern geschützt zu sein.

    • Parität: Daten und Paritätsinformationen werden auf mehrere physische Datenträger verteilt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit, verringert jedoch die Kapazität etwas. Für dieses Speicherlayout benötigen Sie mindestens drei Datenträger, um vor einem Fehler auf einem einzigen Datenträger geschützt zu sein bzw. mindestens sieben Datenträger, um vor zwei Datenträgerfehlern geschützt zu sein.

    • Einfach (keine Resilienz): Die Daten werden auf mehrere physische Datenträger verteilt. Dies maximiert die Kapazität und erhöht den Durchsatz, die Zuverlässigkeit wird jedoch verringert. Für dieses Speicherlayout benötigen Sie mindestens einen Datenträger. Sie sind nicht vor Datenträgerfehlern geschützt.

    Außerdem können Spiegelspeicherplätze und Paritätsspeicherplätze mit Datenträgerfehlern automatisch neu erstellt werden. Dazu werden dedizierte Datenträger verwendet, die als Ersatz für fehlerhafte Datenträger reserviert sind (Hotspares). Zur Beschleunigung kann freie Kapazität auf anderen Laufwerken im Pool verwendet werden. Speicherplätze umfassen außerdem Hintergrundbereinigung und intelligente Fehlerkorrektur, sodass auch beim Ausfall von Speicherkomponenten die ununterbrochene Verfügbarkeit des Diensts möglich ist. Bei einem Stromausfall oder Clusterfailover wird die Integrität der Daten aufrechterhalten, damit die Wiederherstellung schnell erfolgen kann und nicht zu Datenverlust führt.

  • Fortlaufende Verfügbarkeit: Speicherplätze sind vollständig in das Failoverclustering integriert, sodass für eine ständige Verfügbarkeit der Dienstbereitstellungen gesorgt ist. Ein oder mehrere Pools können in einem Cluster über mehrere Knoten hinweg zu Clustern zusammengefasst werden. Anschließend können Speicherplätze auf einzelnen Knoten instanziiert werden, und für die Speicherung wird bei Bedarf nahtlos ein Failover auf einen anderen Knoten durchgeführt (als Reaktion auf Fehlerbedingungen oder aufgrund des Lastenausgleichs). Die Integration in CSVs ermöglicht Zugriff auf Daten mit horizontaler Skalierung.

  • Speicherebenen: Speicherplätze in Windows Server 2012 R2 vereinen die besten Eigenschaften von SSDs und Festplattenlaufwerken (HDDs), da aus zwei Speicherebenen bestehende virtuelle Datenträger erstellt werden können: eine SSD-Ebene für Daten, auf die häufig zugegriffen wird, und eine HDD-Ebene für Daten, auf die seltener zugegriffen wird. Mit den Speicherplätzen werden Daten transparent auf der Unterdateiebene zwischen zwei Ebenen verschoben – basierend darauf, wie häufig auf die Daten zugegriffen wird. Dies bedeutet, dass Sie mit Speicherebenen die Leistung der am häufigsten verwendeten Daten ("hot") drastisch erhöhen können, indem Sie diese auf den SSD-Speicher verschieben. Gleichzeitig können Sie weiterhin große Datenmengen auf kostengünstigen HDDs speichern.

  • Zurückschreibcache: Für Speicherplätze in Windows Server 2012 R2 wird das Schreiben eines Zurückschreibcaches unterstützt. Dabei wird ein kleiner Teil des Speicherplatzes auf vorhandenen SSDs im Pool verwendet, um kleine sequentielle Schreibvorgänge zu puffern. Sequentielle Schreibvorgänge, die bei gängigen Arbeitsauslastungen häufig dominieren, werden an SSDs weitergeleitet und später auf HDDs geschrieben.

  • Einfacher Betrieb: Über die Windows-Speicherverwaltungs-API, WMI und Windows PowerShell werden vollständiges Skripting und Remoteverwaltung ermöglicht. Speicherplätze können außerdem mit der Rolle "Datei- und Speicherdienste" im Server-Manager leicht verwaltet werden. Von Speicherplätzen werden auch Benachrichtigungen bereitgestellt, wenn die Menge der verfügbaren Kapazität in einem Speicherpool einen konfigurierbaren Schwellenwert erreicht.

  • Mehrinstanzenfähigkeit: Die Verwaltung von Speicherpools kann mithilfe von Zugriffssteuerungslisten gesteuert und pro Pool delegiert werden. So werden Hostingszenarios unterstützt, die eine Isolierung von Instanzen erfordern. Speicherplätze basieren auf dem vertrauten Windows-Sicherheitsmodell und können daher vollständig in die Active Directory-Domänendienste integriert werden.

In der folgenden Tabelle werden einige der wichtigen Änderungen für Speicherplätze beschrieben. Detailliertere Informationen finden Sie unter Neues in "Speicherplätze" unter Windows Server 2012 R2.

 

Feature/Funktionalität Neu oder aktualisiert? Beschreibung

Speicherebenen

Neu

Verschiebt automatisch Daten, auf die häufig zugegriffen wird, in schnelleren Speicher (SSD) und Daten, auf die selten zugegriffen wird, in langsameren Speicher (HDD).

Zurückschreibcache

Neu

Puffert kleine sequentielle Schreibvorgänge im SSD-Speicher und verringert damit die Latenz bei Schreibvorgängen.

Unterstützung von Paritätsspeicherplatz für Failovercluster

Neu

Ermöglicht das Erstellen von Paritätsspeicherplatz für Failovercluster.

Duale Parität

Neu

Speichert zwei Kopien der Paritätsinformationen in einem Paritätsspeicher. Dadurch wird Schutz vor zwei gleichzeitigen Datenträgerfehlern gewährleistet und die Speichereffizienz gesteigert.

Automatische erneute Erstellung von Speicherplätzen aus freiem Speicherplatz in Speicherpools

Neu

Verringert den Zeitbedarf zum erneuten Erstellen eines Speicherplatzes nach einem Datenträgerfehler erheblich, da anstelle eines einzelnen Hotspares freie Kapazität im Pool verwendet wird.

Für Speicherplätze gelten die folgenden Anforderungen:

  • Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012, Windows 8.1 oder Windows 8

  • Über SATA (Serial ATA) oder SAS (Serial Attached SCSI) verbundene Datenträger, optional in einem JBOD-Gehäuse ("just a bunch of disks")

    Wenn RAID-Adapter verwendet werden, müssen dafür alle RAID-Funktionen deaktiviert werden, und angeschlossene Geräte dürfen nicht "überdeckt" werden. Dies gilt auch für Gehäusedienste, die von einer angeschlossenen JBOD-Gruppe bereitgestellt werden.

    noteHinweis
    Kunden können USB-Laufwerke mit Speicherplätzen verwenden, empfohlen werden jedoch USB 3-Laufwerke, um eine hohe Leistung sicherzustellen. Durch USB 2-Laufwerke wird die Leistung verringert. Mit einer einzelnen USB 2-Festplatte kann die für den freigegebenen USB-Bus verfügbare Bandbreite gegebenenfalls belegt werden, was zu einer Einschränkung der Leistung führt, wenn mehrere Laufwerke an den gleichen USB 2-Controller angeschlossen sind. Schließen Sie USB 2-Laufwerke direkt an unterschiedliche USB-Controller des Computers an, verwenden Sie keine USB-Hubs, und fügen Sie die USB 2-Laufwerke einem separaten Speicherpool hinzu, der nur für Speicherplätze verwendet wird, die keine besonders hohe Leistung erfordern.

  • Für Bereitstellungen mit freigegebenem Speicher auf Failoverclustern:

    • Mindestens zwei Server unter Windows Server 2012 R2 oder Windows Server 2012

    • Anforderungen gemäß Angabe für Failoverclustering und freigegebene Clustervolumes

    • JBOD-Einheiten mit SAS-Verbindung, die die Anforderungen der Windows-Zertifizierung erfüllen

      Eine Liste der zertifizierten JBOD-Einheiten finden Sie im Windows Server-Katalog.

    • Identische SAS-HBAs, die für die Verwendung mit Speicherplätzen zertifiziert sind

      Diese HBAs sind mit allen JBOD-Gehäusen im Dateiservercluster verbunden und können nicht über integrierte RAID-Funktionalität verfügen. Eine Liste der zertifizierten HBAs finden Sie im Windows Server-Katalog.

Weitere verwandte Informationen finden Sie in den folgenden Ressourcen:

 

Art der Inhalte Verweise

Bewertung

Neues in "Speicherplätze" unter Windows Server 2012 R2 | Virtualisierung von Speicher für Skalierung, Zuverlässigkeit und Effizienz (Blog "Die Entwicklung von Windows 8") | Speicherplätze – Übersicht (TechNet-Wiki)

Bereitstellung

Deploy Storage Spaces on a Stand-Alone Server | Deploy Clustered Storage Spaces | Speicherplätze – Entwerfen für hohe Leistung

Betrieb

Verwalten der Speicherung mit Windows PowerShell unter Windows Server 2012 | Bereitstellen und Verwalten von Speicherplätzen mit Windows PowerShell | Cmdlets für Speicherplätze | How Storage Spaces Makes Use of Hot Spares | Reaktion von Speicherplätzen bei Fehlern auf physischen Datenträgern

Communityressourcen

Speicherplätze: Häufig gestellte Fragen | Windows Server-Speicherplätze: Worum handelt es sich dabei, und warum sollte ich sie verwenden? (Ausgewählte Antworten) | Schritt-für-Schritt-Anleitung für das Tiering von Speicherplätzen unter Windows Server 2012 R2 | Das TechNet-Forum zu Dateidiensten und Speicher | Windows-Speicher (Teamblog) |Dateidienste und Speicherfeatures (Teamblog) | Jose Barretos Blog | Erfahrungen mit Windows Server auf Twitter

Verwandte Technologien

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