Storage Spaces Direct (S2D)

[dangquangminh]

Hướng dẫn cách làm “SAN bằng phần mềm chạy trên Windows Server”


Storage Spaces Direct (S2D) – “vSAN” của Microsoft dành cho Windows Server.
Nhìn vào 3 sơ đồ này, chúng ta có thể hiểu Storage Spaces Direct (S2D) là công nghệ biến các ổ đĩa cục bộ trên nhiều server thành một hệ thống lưu trữ dùng chung (shared storage) bằng phần mềm, thay vì phải mua SAN truyền thống. Trong bài viết này, các bạn hãy cùng VnPro tìm hiểu chi tiết công nghệ S2D nhé!

1. Kiến trúc bên trong của Storage Spaces Direct


Hình 1 mô tả chồng stack cơ chế hoạt động của S2D từ dưới lên trên:

• SMB Network
  Đây là mạng kết nối các node trong cluster với nhau. Toàn bộ traffic đồng bộ dữ liệu, replication, east-west storage traffic đi qua đây. SMB3 đóng vai trò rất quan trọng. Bài học trước, cộng đồng chúng ta đã đọc về SMB rồi.

• Software Storage Bus
  Có thể hiểu như lớp “ảo hóa storage fabric” bằng phần mềm. Nó cho phép mỗi node truy cập ổ đĩa nội bộ của node khác như thể đang dùng shared storage.

• Storage Pools
  Gom toàn bộ disk từ nhiều server thành một pool chung.

• Storage Spaces / Virtual Disks
  Từ pool này, Windows tạo ra các virtual disk có khả năng dự phòng resiliency như Mirror, Parity, Dual parity

• CSV + ReFS
  Cluster Shared Volume cho phép nhiều node cùng truy cập volume. ReFS cung cấp các tính năng như giúp kiểm tra tính toàn vẹn (integrity checking), phát hiện hư dữ liệu (corruption detection) , tự sửa lỗi self-healing, tối ưu cho workload lớn như Hyper-V

• Scale-Out File Server (SOFS)
  Xuất storage ra ngoài dưới dạng SMB share:
  \\fileserver\share

Do đó chúng ta có thể vẽ sơ đồ của công nghệ theo kiểu:
Disk local → Pool → Virtual Disk → ReFS Volume → SMB Share

2. Mô hình Disaggregated S2D


Hình thứ hai mô tả kiến trúc tách compute và storage. Trong mô hình này, chúng ta nhận thấy:

• Một cụm Hyper-V cluster chạy VM

• Một cụm riêng chạy Storage Spaces Direct + Scale-Out File Server

• Hai cụm kết nối qua SMB storage fabric

Ý nghĩa của mô hình này là Compute và storage được tách riêng giống kiến trúc datacenter truyền thống. Ưu điểm của mô hình 2 là scale compute riêng, scale storage riêng, dễ quản lý từng tầng
Nhược điểm là sẽ có nhiều máy chủ server hơn, cách thiết kế phức tạp hơn và chi phí đầu tư phần cứng cao hơn. Đây là mô hình phù hợp nếu bạn muốn kiểu compute farm + storage farm

3. Mô hình Hyper-Converged S2D


Sơ đồ thứ ba là mô hình phổ biến nhất. Ở đây cùng một server vừa chạy Hyper-V, V-Storage Spaces, Cluster storage; Tức là compute + storage chung node. Lấy ví dụ cụ thể, 4 server Hyper-V, mỗi server sẽ có CPU RAM, NVMe/SSD/HDD. Tất cả hợp thành một cluster. Ưu điểm của mô hình 3 là đơn giản, ít thiết bị, tiết kiệm chi phí CAPEX, khả năng scale bằng cách thêm node, không cần SAN. Đây chính là kiểu Microsoft HCI. So sánh nhanh


Disaggregated

• Phần tính toán Compute riêng

• Phần Storage riêng

• linh hoạt

• Phổ biết trong mạng doanh nghiệp truyền thống

Hyper-Converged

• Compute + storage chung

• đơn giản

• scale-out dễ

• phù hợp SMB, enterprise hiện đại

SAU CÙNG, Chi tiết kỹ thuật cần nhớ


Storage Spaces Direct dựa mạnh vào các giao thức & công nghệ Failover Clustering, SMB 3.x, RDMA (nếu có), ReFS, CSV, Software-defined storage. Nếu bạn từng dùng VMware vSAN thì S2D chính là phiên bản Microsoft ecosystem.