Microsoft Windows: Откройте для себя DFS

Статья
08/19/2016

Если вы все еще используете устаревшее решение на основе репликации файлов и папок, самое время перейти к распределенной файловой системе.

Гари Олсен

Распределенная файловая система (Distributed File System, DFS) существует со времени Windows NT. Существует несколько ее конфигураций и вариантов развертывания, и она может работать в автономном и доменном режиме. DFS — популярная и эффективная технология репликации файлов и папок с избыточностью между удаленными серверами. Они могут находиться в одном пространстве имен, чтобы пользователи могли к ним обращаться без помощи сервера имен, на котором располагается DFS.

К сожалению, никогда не существовало документа с рекомендациями по работе с DFS. Далее приводится сводка всех рекомендаций, которые использовались, выработаны практикой и рекомендовались на протяжении всех этих лет. Новая информация всегда публикуется на сайте Microsoft, поэтому следите за новостями.

Термины DFS и Distributed File System относятся к существовавшему в Windows 2000, Windows 2003 и Windows 2003 R2 продукту с унаследованными пространствами имен и унаследованном продукте в Windows 2008. В DFS использовался проблематичный механизм репликации, носящий название «служба репликации файлов» (File Replication Service, FRS).

В Windows 2003 R2 компания Microsoft представила новое пространство DFS-имен, а также намного улучшенный механизм репликации. Здесь термин «унаследованная DFS» относится к предыдущей версии DFS в Windows Server 2000, Windows Server 2003 и Windows Server 2008. Новое пространство DFS-имен называется DFS-N, а новый механизм репликации — DFS-R (DFS-Replication).

Предыдущая версия DFS и FRS в Windows Server 2003

В старой версии DFS в Windows 2000 и Windows 2003 использовались громоздкие и запутанные консоль администрирования и терминология. С FRS также были проблемы. В Windows 2003 была предпринята попытка решить эти проблемы, но полностью устранить их не удалось. Поэтому Microsoft представила совершенно новый механизм репликации, DFS-R, для Windows 2003 R2 и Windows 2008.

Ввиду прекращения поддержки Windows 2003 компанией Microsoft вам действительно надо перейти на новую DFS и DFS-R, которая имеется в Windows 2003 R2 и Windows 2008. Далее описываются некоторые возможные проблемы, связанные с унаследованными DFS и FRS, и рекомендации по их решению.

FRS обнаруживает изменения с помощью журнала NTFS, который меняется при изменениях файла или папки в файловой системе. К сожалению, FRS не умеет определять, т��ебуется ли репликация того или иного изменения.

Сканирующие файлы приложения, такие как антивирусы и средства дефрагментации, обычно меняют описатель безопасности файлов. При этом вносятся изменения в журнал NTFS, что, в свою очередь, заставляет FRS инициировать репликацию, хотя никаких изменений в файлы не вносилось. Изменения FRS в Windows 2003 снизили остроту проблем, но не устранили их полностью. Вот эти проблемы.

Подавление слишком активной репликации Обнаружив, что некоторые файлы реплицируются слишком часто, FRS регистрирует в журнале событие и отключает их репликацию. Это предотвращает переполнение промежуточной области и остановку FRS, но это также может вызывать удаление нужных файлов.
Переполнение промежуточной области хранения FRS При заполнении промежуточной области хранения на 90 % начинается удаление старых файлов, пока заполнение не снизится до 60 %. Это предотвращает остановку FRS, но есть риск удаления нужных обновлений.
**Предотвращение заполнения данных:**FRS может не позволять активно заполнять данные на многих серверах для предотвращения репликации большого объема данных по WAN-подключениям. Есть обходной путь:копировать данные небольшими «кусочками» до передачи всей информации.

Рекомендации

Рекомендации по управлению и использованию унаследованных DFS и FRS базируются на том принципе, что хранить динамически изменяющиеся данные в DFS плохо. FRS легко переполняется большим числом файлов. Также тяжело реплицировать часто изменяющиеся данные. В частности, не рекомендуется размещать в DFS папки My Documents (Мои документы) в пользовательских профилях.

Вот перечень рекомендаций по использованию DFS/FRS:

При начальном размещении данных в папках DFS на нескольких серверах разместите данные только на одном сервере — на остальные серверы они должны среплицироваться сами. Выполняйте эту операцию небольшими порциями. При одновременном добавлении большого числа файлов во многие общие папки FRS будет трудно справиться с нагрузкой. Если данные существуют на многих DFS-серверах, инициируйте репликацию путем добавления файлов на один сервер за раз. После начального заполнения FRS остается реплицировать только изменения.
Обеспечьте, чтобы ваш антивирус, утилита дефрагментации и другие программы, сканирующие файлы и папки, были совместимы с FRS. Большинство известных программ умеют работать с FRS, что предотвращает ненужную репликацию файлов, вызванную сканированием.
Создавайте несколько корневых папок на нескольких целевых серверах для избыточности. Конфигурационная информация располагается на корневых серверах.
Обеспечьте избыточность данных, создав несколько целевых серверов для DFS-подключений. Это обеспечит непрерывную репликацию данных на многие серверы. Если один из серверов потерпит сбой, пользователь будет перенаправлен на другой. Для поиска ближайших к пользователю DFS-серверов в DFS используется функция обнаружения серверов клиентами в Active Directory.
Репликация данных в DFS необязательна, но рекомендуется для избыточности данных. Без репликации DFS предоставляет только общее пространство имен для общих папок.
Не размещайте папки DFS на контроллерах доменов. Так как для SYSVOL используется DFS, для целей устранения неполадок лучше изолировать эту папку, чтобы при диагностике на одном сервере не было одновременно папок SYSVOL и DFS. SYSVOL использует службу DFS, поэтому на контроллере домена ее отключить нельзя. Основная задача здесь — не размещать ссылки или корни DFS на контроллерах доменов.
Сконфигурируйте одностороннюю FRS-репликацию по схеме «звезда», чтобы было легче контролировать и управлять данными. Данные на лучах не должны реплицировать в центр.

Ограничения предыдущих версий FRS и DFS

FRS реплицирует файл целиком, даже если изменилась только пара байт. FRS и DFS способны эффективно реплицировать папки размером не больше 65 ГБ. Превышение этого размера чревато нарушением согласованности и снижением производительности. Есть и другие ограничения:

Версия Windows Server 2003 Standard поддерживает только один корень DFS, а в редакции Enterprise число корней DFS не ограничено. Время запуска службы DFS увеличивается с ростом числа корней DFS.
Число ссылок в доменном пространстве имен DFS не может быть больше 5000. Большее число приводит к падению производительности при изменениях конфигурации DFS.
Длина пути DFS ограничена 260 символами. Если превысить этот предел, приложения не смогут получить доступ к данным в DFS. Получить доступ к данным можно, явно задав букву диска.
Доменную DFS нельзя создать на узлах кластера — в этом случае надо использовать только автономные DFS.

В многодоменных средах:

Папки корневой доменной DFS должны находиться в том же домене. Однако ссылки могут указывать и на другие домены.
Клиенты могут получать доступ к DFS-серверам в доверенных доменах.
При обращении по ссылкам в другие домены клиент должен использовать полное доменное имя, или FQDN (подробнее см. статью базы знаний Microsoft по адресу https://support.microsoft.com/kb/244380).
Для репликации по DFS-ссылкам в другие (доверенные) домены можно использовать FRS. (Для этого нужны права администратора предприятия.)

Подробнее см. вопросы и ответы по DFS (https://www.microsoft.com/windowsserver2003/techinfo/overview/dfsfaq.mspx).

DFS-N и DFS-R в Windows Server 2003 R2 и Windows Server 2008

Новые версии распределенной файловой системы DFS-N и DFS-R в Windows 2003 R2, Windows Server 2008 и Windows Server 2008 R2 имеют значительные улучшения по сравнению с более старыми DFS и FRS. DFS-R выполняет репликацию поблочно, то есть реплицируется не весь файл, а только изменения в нем.

Например, если изменился только заголовок слайда PowerPoint в файле размером 3 МБ, в старой версии FRS выполнит репликацию всех трех мегабайт файла. DFS-R скопирует только несколько байт. Это оказывает огромное благоприятное влияние на производительность как сети, так и дисковой подсистемы. Пользователи также замечают, что изменения реплицируются быстрее. DFS-R может работать с большими объемами данных и эффективно динамически менять данные.

DFS-R присутствует только в Windows Server 2003 R2 и Windows Server 2008. Ее можно использовать только для репликации данных DFS в Windows Server 2003 R2, но можно реплицировать данные DFS и SYSVOL на Windows Server 2008 и Windows Server 2008 R2. Репликация DFS-R работает только на DFS-серверах под управлением Windows Server 2003 R2, Windows Server 2008 или Windows Server 2008 R2. Контроллеры доменов обновлять не нужно.

Рекомендации

Для установки новой DFS/DFS-R в домене Windows Server 2003 нужно обновить схему (см. страницу вопросов и ответов по DFS-R FAQs):

Изменение схемы для установки новой DFS/DFS-R в домене Windows Server 2003 скорее всего потребует одобрения, поэтому для этого надо заложить дополнительное время в плане.
Можно использовать репликационные группы для репликации данных из филиалов на файловые серверы головного офиса, где их легко разместить в больших массивах SAN. В таком сценарии надо обеспечить, чтобы в филиалах данные только добавлялись. При изменении файла в головном офисе в процессе репликации он будет скопирован на серверы филиалов, перезаписывая копии, которые там хранятся.
Воспользуйтесь возможностью в DFS-R реплицировать SYSVOL в Windows Server 2008 и Windows Server 2008 R2, особенно в крупных доменах, в которых развернуто много групповых политик. Это потребует полноценного процесса миграции, так как FRS является механизмом репликации по умолчанию в доменах Windows Server 2008.
Подробнее см. блог команды Microsoft Directory Services (https://blogs.technet.com/b/askds/archive/2009/01/05/dfsr-sysvol-migration-faq-useful-trivia-that-may-save-your-follicles.aspx).

Перед миграцией SYSVOL в DFS-R примените исправления 972105, 969688, 978326, 959114 и 978994, а затем выполните следующие операции:

Выполните миграцию существующих папок DFS в DFS-N и DFS-R — после Windows Server 2008 R2 будет прекращена поддержка предыдущих версий DFS и FRS.
Перед развертыванием спроектируйте топологию репликации репликационных групп. В DFS-R намного больше вариантов топологии, чем в DFS/FRS. Позаботьтесь о том, чтобы метод репликации соответствовал проекту развертывания файлов.
Организуйте мониторинг репликации DFS-R. В System Center Operations Manager есть пакет управления для мониторинга репликации DFS. Есть также средства сторонних поставщиков. Утилиты Ultrasound и Sonar не поддерживают DFS-R.

Об ограничениях

DFS-R обеспечивает более надежный и эффективный механизм репликации и хорошо справляется с динамическими данными, но при планировании инфраструктуры DFS важно понимать ограничения DFS-R в плане масштабируемости. Репликационные группы никак не связаны с конфигурацией пространства имен DFS, но есть определенные ограничения.

Каждый сервер может быть членом не более 256 репликационных групп.
В каждой репликационной группе может быть не более 256 реплицируемых папок.
У каждого сервера может быть не более 256 подключений (например, 128 входящих и столько же исходящих).
На каждом сервере произведение числа репликационных групп на число реплицируемых папок и на количество одновременно активных подключений не может превышать 1024.
В каждой репликационной группе может быть не более 256 членов.
На томе может размещаться не более 8 млн реплицируемых файлов, а на сервере может храниться не более 1 ТБ таких файлов.
Максимальный размер файла — 64 ГБ.
DFS-R не поддерживает связь с FRS.

Подробнее по этой теме см. веб-страницу Microsoft TechCenter, а также замечательный список вопросов и ответов на странице.

Основная рекомендация проста: избавьтесь от FRS. Это устаревшая технология, которую Microsoft давно уже отправила в утиль. Смиритесь с неизбежным и выполните миграцию всех своих реплик папок DFS (в ОС Windows Server 2003 R2 и более новых) и SYSVOL (в Windows Server 2008 и более новых) на DFS-R.

Воспользуйтесь преимуществами улучшенной производительности и потратьте освободившееся время на выполнение более продуктивных вещей. Прекращая поддержку DFS и FRS в Windows Server 2008 R2, Microsoft дает четкий сигнал о необходимости перехода на лучшую технологию. И у этой технологии практически нет недостатков.

Gary L. Olsen

Гари Олсен (Gary L. Olsen) работает инженером по системному программированию в центре экспертизы Worldwide Technical Expert Center for HP Services компании Hewlett-Packard Co. в г. Атланта, штат Джорджия.Он занимается информационными технологиями с 1981 года.Олсен носит звание Microsoft MVP for Directory Services и является президентом группы пользователей Active Directory в Атланте. Он написал книгу «Windows 2000: Active Directory Design and Deployment» (New Riders, 2000), и вошел в авторский коллектив книги «Windows 2003 on HP ProLiant Servers» (Prentice Hall, 2004).