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儲存體技術概觀

  • 發行項

 

適用於: Hyper-V Server 2012, Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012, Hyper-V Server 2012 R2

在 Windows Server 2012 R2 和 Windows Server 2012 中，您會發現直接內建在產品的豐富的資料儲存功能。 您可以設計和建置彈性、 安全且更有彈性的資料存放裝置基礎結構為您的組織。 儲存體技術和功能包括直接附加儲存體、 JBOD、 網路連接儲存裝置、 存放區域網路、 SCSI、 iSCSI 以及光纖通道。

Windows Server 2012 R2 進一步擴充使用共用虛擬硬碟的虛擬化環境中的儲存容量、 線上虛擬硬碟調整大小、 虛擬光纖通道、 支援 HYPER-V over SMB、 支援的存放裝置移轉、 儲存體服務品質 (QoS) HYPER-V 容錯移轉叢集，以及支援大型磁區磁碟。

本主題內容：

  • 基本的儲存體概念和技術

  • 在 Windows Server 中的儲存體技術

  • 儲存技術在 Windows Server HYPER-V

基本的儲存體概念和技術

本章節涵蓋基本的儲存體概念和技術，有助於您了解設計和部署 Windows Server 技術時。

直接連結存放裝置

直接附加儲存體指的是直接連接到您的伺服器或電腦而不是正在直接連接到網路之電腦儲存體系統。 直接附加儲存體不只限於內部儲存體。 它也可以利用包含硬碟機、 包括只是一位堆-磁碟綁定 (JBOD) 內含與屬於容錯陣列 (RAID) 的獨立磁碟機箱外接式磁碟機箱。

有關直接附加儲存體很重要的一點是它不會使用儲存體網路。 雖然直接附加儲存體的常見範例是在您的電腦中的內部硬碟機，通常它是指直接連接到您的伺服器的專用的存放裝置陣列。 多部電腦可以使用相同的直接連結存放裝置 (例如，如果您使用容錯移轉叢集)、 如果每部電腦都有個別的連線到存放裝置陣列支援的使用方式則必須記住 (比方說，它會使用的認證與容錯移轉叢集)。

主要的介面和用於直接附加儲存體連接的通訊協定是序列 ATA (SATA)、 外部 Serial Advanced Technology Attachment (eSATA)、 序列連接 SCSI (SAS) 和光纖通道。

Image of DAS

JBOD

JBOD 是"剛 a-堆-磁碟綁定。 」 的縮寫 換句話說，磁碟會顯示電腦一樣直接連接的內部磁碟，而且它們用來增加檔案伺服器的直接連接的儲存容量。 Jbod 通常是相當簡單的外部附件，連接到一或多個伺服器透過 SAS 或 eSATA 連線。

您可以使用 Jbod 的儲存空間技術結合所有的實體磁碟到存放集區並再建立一或多個虛擬磁碟 (稱為 「 儲存空間) 的可用空間不足的集區中。 Jbod 通常是較低價和通常更有彈性且容易管理比 RAID 附件，因為它們使用 Windows 或 Windows Server 作業系統來管理儲存體而非使用專用的 RAID 介面卡。

如需的認證的儲存空間搭配使用的 Jbod 清單，請參閱Windows Server Catalog。 如需有關儲存空間的詳細資訊，請參閱儲存空間概觀。

Image of JBOD

網路連接儲存裝置

網路連接儲存裝置會將存放裝置連線到網路，在此網路上存取這些裝置的方式是透過檔案共用。 不同於直接連結存放裝置，它們並不直接連結到電腦。

網路連接儲存裝置支援乙太網路連線和他們通常可讓系統管理員管理磁碟空間設定磁碟配額、 提供安全性，以及利用快照集技術。 網路連接儲存裝置支援多個通訊協定。 其中包括連接網路檔案系統、 Common Internet File Systems (CIFS) 和伺服器訊息區塊 (SMB)。

Image of NAS

存放區域網路

存放區域網路 (SAN) 是一個可讓您共用存放裝置的專用網路。 SAN 存放裝置、 互相連接網路基礎結構 (交換器等)，以及連接到這個網路的伺服器所組成。 SAN 裝置提供既連續又快速的大量資料存取。 指定之部署的通訊和資料傳輸機制通稱為儲存網狀架構。

SAN 使用個別的網路，而且其他裝置通常無法透過區域網路存取它。 管理 SAN 可以使用簡易網路管理通訊協定 (SNMP) 或專屬的管理通訊協定。 SNMP 以 TCP/IP 為基礎並提供基本的警示管理。 這允許 SAN 警示失敗的管理系統中的節點。 典型的失敗可能包括風扇或硬碟失敗。

SAN 不提供檔案抽象、僅限區塊層級的作業。 使用最常見的 SAN 通訊協定是 iSCSI、 光纖通道和光纖通道透過乙太網路 (FCOE)。 專屬的管理通訊協定可以提供其他功能，例如磁碟分區、 磁碟對應、 LUN 遮罩和錯誤管理。

Image of SAN

SAN 和網路連接儲存機制的差異

San 和網路連接因為兩者結合儲存體和輕鬆存取、 安全且容易管理的網路技術以確保您的資料儲存體是看起來類似的存放裝置。 不過，它們是不同的儲存體技術。 網路連接儲存裝置直接連接到您的內部網路和通常適合檔案服務之用。 它通常是獨立的裝置。 SAN 是專門用來存放裝置和流量的個別網路。 它是區塊層級的裝置，並提供更大的彈性和其他功能都比網路附加的儲存體。 它被針對通訊透過更大的距離。 SAN 光纖通道或乙太網路上使用序列連接的 SCSI、 光纖通道或 iSCSI 通訊協定。 網路連接儲存裝置會使用透過乙太網路連接網路檔案系統或 CIFS (SMB) 通訊協定。 儘管 SAN 和網路連接儲存裝置之間的差異，這兩項技術混合在一起，讓許多網路連接儲存裝置支援 iSCSI (這是讓使用者 SAN 裝置)，而且許多 San 提供支援 SMB 和網路附加的檔案系統 (這可讓它們網路連接儲存裝置)。

SCSI

SCSI 代表小型電腦系統介面 (唸成"scuzzy")。 SCSI 是快速的資料傳輸技術可讓您各種內部和外部裝置 (通常硬碟) 連接到您的電腦或伺服器。 此連線是使用符合電腦內的 SCSI 卡。 例如，典型的 RAID 控制器是允許連接至多個磁碟機與外接式存放機箱的 SCSI 裝置。 序列 ATA (SATA) 中新系統也大致取代傳統的 SCSI 和這樣可能會更快且比傳統的 SCSI 磁碟機划算。

iSCSI

網際網路 SCSI (iSCSI) 通訊協定為 TCP 封包封裝的 SCSI 命令則會它們對存放裝置的乙太網路上傳輸。 ISCSI 通訊協定會使用現有的 TCP/IP 基礎結構並解決了傳統的 SCSI 距離限制。 ISCSI 通訊協定可讓您如同已實體伺服器硬體的本機磁碟是透過乙太網路以伺服器為基礎的應用程式中呈現您 SAN 中的磁碟機。

當使用 iSCSI，您需要 iSCSI 啟動器是由用戶端電腦用來連接至儲存體使用 iSCSI 通訊協定的 iSCSI 軟體。 您也需要 iSCSI 目標伺服器，提供您想要使用的 iSCSI 通訊協定連接到儲存體。 ISCSI 目標伺服器會使用 iSCSI 目標伺服器服務提供 iSCSI SAN 裝置或 Windows Server 中的資料儲存體。 如需詳細資訊，請參閱iSCSI 目標區塊儲存概觀。

Image of iSCSI

光纖通道

企業需要其伺服器到存放裝置基礎結構，一直在推動的採行和使用光纖通道技術的高效能通訊。 光纖通道是用來連接電腦資料存放區的高速網路技術。 它是最常見的連線技術的 San (雖然 iSCSI 是越來越普遍的)。 一般而言，SAN 會利用光纖通道，是透過光纖通道網路傳輸的 SCSI 命令的傳輸通訊協定。 光纖通道長途電話功能可讓 SAN 裝置放在最適當的實體位置。

有三個光纖通道為基礎的拓撲。 這些稱為點對點，仲裁式迴圈並切換網狀架構。 大部分的 SAN 實作使用仲裁式的迴圈或切換網狀架構為基礎的拓撲。 因為它可讓所有的伺服器或與彼此進行通訊的存放裝置交換器網狀架構會是極具彈性的拓撲。 使用交換器網狀架構拓樸也可讓您提供容錯移轉架構發生伺服器或伺服器陣列的磁碟失敗。

在 Windows Server 中的儲存體技術

本章節描述 Windows Server 2012 R2 和 Windows Server 2012 中的儲存體技術。 其中包括儲存空間、 伺服器訊息區塊 3.0、 重複資料刪除、 叢集共用磁碟區，以及向外延展檔案伺服器。

技術

描述

儲存空間

在 Windows Server 2012 R2 和 Windows Server 2012 可讓您工業標準磁碟群組成儲存集區，然後建立虛擬磁碟的存放裝置虛擬化技術呼叫從集區中的可用空間的儲存空間。

在 Windows Server 2012 R2，您可以建立分層式的儲存空間與固態硬碟 (SSD) (快速層) 及硬碟機 (標準層級) 的混合。 在階層式存放區的空間中經常存取 (熱) 的資料取得移至 Ssd 快速層中而不常存取的 (冷) 資料移到標準層級高容量的硬碟。 這可讓您平衡容量和效能。

如需詳細資訊，請參閱儲存空間概觀

伺服器訊息區 3.0

網路檔案共用允許讀取和寫入檔案以及要求來自電腦網路中的伺服器程式的服務電腦的應用程式的通訊協定。 SMB 直接傳輸是提供可擴充、 快速且有效率的儲存裝置存取權的 SMB 3.0 的功能。 您也可以使用 SMB 多重通道功能獲益從快速的資料傳輸和網路容錯性。

SMB 多重通道和 SMB 直接傳輸改善檔案伺服器叢集 HYPER-V 伺服器叢集之間的網路通訊。 它也會提升您的檔案伺服器叢集內的 internode 通訊。 Windows Server 2012 R2 使用 SMB 3.0 通訊協定。 SMB 直接傳輸改善您的雲端部署儲存體使用具備遠端直接記憶體存取 (RDMA) 功能的網路介面卡。 它可以全速運作以非常低延遲時使用非常少量的 CPU。 SMB 多重通道會提供如果 SMB 用戶端與 SMB 伺服器之間的多個路徑可用網路頻寬彙總和網路容錯性。 伺服器應用程式可以再利用所有可用的網路頻寬為更有彈性在發生網路失敗時。 SMB 透明容錯移轉支援需要儲存基礎結構持續保持可用連接的伺服器應用程式工作負載。 SMB 檔案伺服器和用戶端一起進行容錯移轉的檔案伺服器叢集節點透明應用程式的所有檔案作業，以及規劃的叢集資源移和非計劃中的節點失敗。

如需詳細資訊，請參閱什麼是 Windows Server 2012 R2 中 SMB 的新功能。

重複資料刪除

尋找並移除資料內重複的部分而不損及其逼真度或完整性。 目標是要詳細資料儲存在較少的空間將檔案截斷為小變數大小區塊 (32 – 128 KB) 所識別重複的區塊和維護一份每個區塊。 區塊的重複複本由單一複本的參照取代。 區塊壓縮後會在系統磁碟區資訊資料夾中整理成特殊容器檔案。

重複資料刪除適合許多工作負載包括：

  • 一般檔案共用:群組內容發佈及共用使用者主資料夾和資料夾重新導向和離線檔案

  • 軟體部署共用:軟體二進位檔、影像及更新

  • 虛擬硬碟 (VHD) 程式庫:VHD 檔案的儲存體佈建到 hypervisor

  • 使用 HYPER-V (Windows Server 2012 僅限 R2) 的虛擬桌面基礎結構 (VDI) 部署

您可以使用叢集共用磁碟區上的資料重複資料刪除技術大幅降低您的儲存容量需求。 在 Windows Server 2012 R2 中重複資料刪除會加入個別的儲存體和計算節點的 VDI 工作負載的向外延展檔案伺服器部署的支援。 向外延展檔案伺服器上儲存和使用 SMB 3.0 存取桌面的 Vhd。

如需詳細資訊，請參閱資料重複概觀

叢集共用磁碟區 (CSV)

容錯移轉叢集可以在多個節點同時具有讀取和寫入存取權的相同磁碟區。 CSV 簡化的組態和管理叢集執行的虛擬機器。 使用 CSV，叢集執行的多個虛擬機器可以使用相同的實體磁碟同時仍然能夠彼此容錯移轉。 叢集共用磁碟區提供多個優點，包括簡化的儲存體管理和失敗的更大彈性。

您可以使用 CSV:

  • 輕鬆地整合與儲存空間。

  • 向外擴充資料的存取建立使用 Jbod 價格便宜的磁碟群組的虛擬化的叢集存放區。 CSV 也支援分層式的儲存空間和回寫式快取。

  • 使用 SMB 多重通道和 SMB 直接傳輸。 這可讓 CSV 流量在叢集中的多個網路之間傳送資料流並運用支援 RDMA 的網路介面卡。

向外延展檔案伺服器

在檔案共用上儲存伺服器應用程式資料 (如 HYPER-V 虛擬機器檔案) 和取得同等級的可靠性、 可用性、 管理性和高效能如您所預期從存放區域網路而不用麻煩。 所有檔案共用在所有節點上是同時上線。 與這種類型的叢集檔案伺服器相關的檔案共用，稱為向外延展檔案共用。

如需詳細資訊，請參閱向外延展檔案伺服器應用程式資料概觀。

儲存技術在 Windows Server HYPER-V

本章節描述併入 Windows Server 2012 R2 和 Windows Server 2012 中的新 HYPER-V 存放裝置虛擬化功能。 這些包括，共用虛擬硬碟、 線上調整大小、 存放裝置移轉的 VHDX 存放裝置服務品質 (QoS) 虛擬光纖通道、 SMB、 支援虛擬硬碟以及 VHDX 格式。

技術

描述

虛擬硬碟共用

共用虛擬機器容錯移轉叢集 (也稱為客體叢集) 提供共用存放裝置的虛擬硬碟檔案 (VHDX 格式)。 藉由共用存放裝置虛擬機器使用，您可以輕鬆地使用虛擬機器容錯移轉叢集來保護您的虛擬機器內執行的應用程式服務 (例如 SQL Server 或檔案伺服器服務)。有兩種部署選項。 您可以使用叢集共用磁碟區與共用的虛擬硬碟或使用向外延展檔案伺服器。

如需詳細資訊，請參閱虛擬硬碟共用概觀。

線上調整 VHDX 大小

展開或壓縮虛擬硬碟的大小而仍在執行虛擬機器。 您可以執行維護作業上執行的虛擬硬碟來避免高成本的停機時間。 您無法在 Windows Server 2012 R2 之前執行這項操作。 如果虛擬機器在線上或已在使用中虛擬硬碟，它不是虛擬硬碟上執行維護作業不暫時關閉虛擬機器。 關閉虛擬機器已不再需要，因為使用者存取這些虛擬機器的中斷，減少維護成本。

如需詳細資訊，請參閱Online VHDX 調整大小概觀。

存放區移轉

移動虛擬機器存放裝置 (虛擬硬碟) 而不需要停機。 這項功能可讓新的服務案例。 比方說，您可以加入更多實體磁碟儲存體的非叢集的電腦或 HYPER-V 叢集，並再將虛擬機器移到新存放裝置，而繼續執行虛擬機器。您可以執行存放裝置移轉虛擬機器正在執行或已關閉時。 存放裝置移轉移動虛擬機器狀態儲存體。

如需詳細資訊，請參閱虛擬機器存放裝置移轉概觀。

存放裝置服務品質

設定特定服務品質 (QoS) 參數儲存在虛擬機器上。 存放裝置 QoS 在多組織用戶環境提供存放效能隔離，還提供在存放裝置的 I/O 效能沒有達到設定的閾值而無法有效執行虛擬機器工作負載時通知您的機制。

如需詳細資訊，請參閱存放品質的服務概觀。

Hyper-v 虛擬光纖通道

傳統資料中心投資了大量的資源在其基礎結構來佈建儲存體中。 在 Windows Server 2012 R2 和 Windows Server 2012 中，就更輕鬆地確保虛擬工作負載可以連接到現有的存放裝置基礎結構。 HYPER-V 虛擬光纖通道提供光纖通道連接埠在客體作業系統內虛擬機器從光纖通道可直接連線。 這項功能可讓您將您需要光纖通道存放區的工作負載虛擬化。 它也可讓您客體作業系統叢集在光纖通道使用的虛擬機器中。

如需詳細資訊，請參閱虛擬光纖通道概觀。

SMB 的 HYPER-V

使用 SMB 3.0 儲存在檔案伺服器上 (組態檔、 虛擬硬碟檔案和快照集) 的虛擬機器檔案。 這被支援執行 HYPER-V 其中檔案儲存體做為共用存放裝置容錯移轉叢集的非叢集和叢集伺服器。如果您在中央 SMB 共用上設定虛擬機器存放裝置，您也可以在即使您尚未設定叢集中執行這個虛擬機器即時移轉。 在進行即時移轉時虛擬機器會從一個實體伺服器到另一個儲存體時仍保留在中央 SMB 共用上移。 存放裝置移轉也是可行的。 如果您想要更新的實體儲存體可用於執行 HYPER-V 的伺服器，您可以移動虛擬硬碟或非共用儲存體共用的存放子系統上如果 SMB 3.0 的網路共用的資料夾會顯示這兩個 HYPER-V 主機。 SMB 3.0 可讓您透過虛擬化環境中使用您檔案的儲存體資源。 將 HYPER-V 資料儲存在實惠且容易管理的檔案伺服器上提供如預期般與存放區域網路 (SAN) 的優點 — 它是連續的可用性、 高效能和管理性。

如需詳細資訊，請參閱伺服器訊息區概觀。

虛擬硬碟的支援

許多年磁碟儲存體架構的格式已有每個磁區 512 個位元組。 儲存體位置超過每個磁區至 520 512 位元組磁區格式稱為進階的格式。 在 Windows Server 2012 HYPER-V 會介紹 4096 位元組磁區 (4 KB 磁碟磁區) 的支援虛擬磁碟中。 4 KB 磁碟磁區格式是的標準的整個產業汲移動未來幾年內以支援日益增加的儲存體需求。 將磁區格式變更為 4096 位元組結構 (或 4 KB 磁碟) 會使用儲存體的介面區更有效率地較大的檔案。 它會比較沒有效率的較小的檔案。不過，您可以維持在較高的儲存體密度資料的完整性功能強大的錯誤修正技術 (或演算法)。

如需詳細資訊，請參閱大型磁區磁碟概觀的 HYPER-V 支援。

VHDX 格式

客戶環境是動態的本質和儲存系統不斷發展。 特別是需要更加的仰賴虛擬化的企業工作負載的客戶。 若要解決這個問題，Windows Server 2012 中的 HYPER-V 引入虛擬硬碟格式，稱為 VHDX 更新。 這種格式被設計來提供目前和未來的工作負載所需容量的企業環境中。

如需詳細資訊，請參閱HYPER-V 虛擬硬碟格式概觀。

另請參閱

您可以做為額外的資源下載Windows Server 2012 R2:私用雲端儲存體和虛擬化海報從 Microsoft 下載中心取得。 這是免費的資源，並了解 Windows Server 2012 R2 中的索引鍵的私用雲端儲存體和虛擬化技術提供視覺上的參考。 若要了解儲存體架構提供特定的焦點、 虛擬硬碟磁碟，叢集共用磁碟區、 向外延展檔案伺服器儲存空間、 重複資料刪除 HYPER-V、 容錯移轉叢集和虛擬硬碟共用。

也可使用一系列的迷你海報。 這些包括：

  • 虛擬硬碟和叢集共用磁碟區迷你海報

  • 虛擬硬碟共用迷你海報

  • 了解儲存體架構迷你海報

  • 儲存空間和重複資料刪除迷你海報

  • 虛擬硬碟和叢集共用磁碟區迷你海報

  • 向外延展和 SMB 迷你海報

  • HYPER-V 和容錯移轉叢集迷你海報

HYPER-V 存放技術的其他資訊也可以找到在 Windows Server 2012 海報。 若要下載海報，請參閱Windows Server 2012 HYPER-V 元件架構海報「 Microsoft 下載中心 」 中。