Windows Server 2012 Virtualization: Storage (1)

  

Una forma en que podemos ver en cualquier parte del mundo informático es la abstracción. En 1946, von Neumann propuso la estructura básica de una computadora: calculadora, memoria y dispositivos de E /S. Esta puede ser la abstracción más importante de lo nuevo de la computadora, que afecta directamente el desarrollo de hardware y software en las próximas décadas. Cada uno de nosotros tiene una comprensión diferente de la calculadora, la memoria y los dispositivos de E /S de la computadora, es posible que no conozca todos los chips de computación, no entienda los diversos dispositivos de almacenamiento y los dispositivos de entrada y salida, pero esto no le impedirá distinguir Ellos vienen Las diversas partes del sistema informático pueden ser indispensables, pero deben ser reemplazables. Este es el poder de la abstracción. Sin abstracción, es posible que tengamos que desarrollar diferentes sistemas operativos para cada conjunto de hardware. Sería impensable desarrollar diferentes aplicaciones para cada sistema operativo.

Por supuesto, las cosas han evolucionado hasta nuestros días, todavía pensamos que hay demasiados tipos de sistemas de software y hardware, necesitamos un nuevo nivel de abstracción. La virtualización es un proceso abstracto, un proceso abstracto de recursos de hardware y software. Uno de los propósitos de la virtualización es hacer que la capa superior no necesite percibir las diferencias entre las capas inferiores y proporcionar una interfaz unificada para que la capa superior utilice los recursos subyacentes.

Idealmente, la virtualización de hardware se puede implementar sin ninguna restricción en el hardware. Las aplicaciones pueden aprovechar al máximo los recursos de hardware sin percibir diferencias en los dispositivos de hardware como la computación, el almacenamiento y las redes. Pero en realidad, todavía debemos considerar más o menos las limitaciones del hardware. A continuación, consideremos el rol más crítico: el almacenamiento en virtualización de hardware.

Primero, el status quo del desarrollo de almacenamiento

Para el almacenamiento de todos tendrá un entendimiento intuitivo, desde la cinta, el disquete, el CD al disco duro. De acuerdo con la teoría de la arquitectura de computadora de von Neumann, el concepto de almacenamiento es tan simple como literal, cualquier dispositivo que se pueda usar para almacenar datos. Al igual que este concepto abstracto independiente, los dispositivos de almacenamiento pueden ser relativamente independientes en la arquitectura de la computadora. . Con el desarrollo de la red, el almacenamiento ya no se limita al interior de la carcasa de la computadora, y el almacenamiento en red se está convirtiendo en la corriente principal en el campo del servidor.

Lo más importante en el dispositivo de almacenamiento es el disco duro. La búsqueda de la velocidad de lectura /escritura, la capacidad y la calidad del disco duro ha cambiado la tecnología del disco duro. Existen muchas interfaces ATA (IDE), SATA, SCSI, SAS, FC e Infiniband del estándar de interfaz con la placa base. Tienen ciertas diferencias en las interfaces, los medios de transmisión y los protocolos. La interfaz ATA a menudo está conectada a dispositivos IDE familiares, SATA (Serial ATA) es ATA serial, SAS (SCSI conectada en serie) es SCSI serial, SATA y SAS son hermanos gemelos, los discos duros SATA se pueden conectar a interfaces SAS, pero no son compatibles FC (Fibre Channel) es un Fibre Channel. Fibre Channel no utiliza necesariamente fibras ópticas. También se pueden usar cables de cobre. Necesita saber más sobre los detalles técnicos de cada interfaz, por favor google.

Con el desarrollo del almacenamiento en red, se distinguen modos de almacenamiento como DAS (almacenamiento de conexión directa), NAS (almacenamiento conectado a red) y SAN (red de área de almacenamiento). La figura a continuación es una comparación entre ellos, donde cada cuadro de puntos se representa como un todo relativamente independiente, el lado izquierdo de la flecha describe una interfaz o conexión y el lado derecho describe la solución técnica para implementar el almacenamiento. Lo que se muestra en la figura es simplemente la organización más simple o el método de conexión en cada modo. La forma en que el sistema de archivos está conectado al almacenamiento en DAS no se limita a las distintas interfaces y cables dentro de la máquina (como la computadora conectada al disco duro SAS incorporado), o puede ser una interfaz y un cable externos (como la conexión a través de un cable SAS externo). Se vuelve complicado, y NAS o SAN en su conjunto pueden convertirse fácilmente en parte del DAS. Pero la mayor diferencia entre DAS y la otra es que DAS no requiere soporte de red. La mayor diferencia entre NAS y SAN inicialmente es que NAS es un almacenamiento basado en archivos, mientras que SAN es un almacenamiento basado en bloques. El almacenamiento NAS es más un servidor de archivos independiente, pero la SAN se parece más a un disco, por lo que la SAN puede convertirse en una parte inferior de la red NAS.


Finalmente, el almacenamiento distribuido, en términos simples, el almacenamiento distribuido aprovecha el hardware económico e implementa la abstracción del almacenamiento sobre el sistema operativo. El almacenamiento distribuido no está relacionado temporalmente con este artículo y se tratará en el futuro.

En segundo lugar, las características de almacenamiento del sistema operativo Windows Server 2012

A continuación, veamos varias mejoras importantes de Windows Server 2012 que admiten la virtualización del almacenamiento. Se agregaron nuevas y mejores funciones de almacenamiento en Windows Server 2012 para admitir la virtualización del almacenamiento, las más notables de las cuales son los servidores de destino iSCSI, SMB 3.0 y el almacenamiento. Windows Server 2012 y sus clústeres pueden implementar fácilmente las soluciones de almacenamiento convencionales actuales para entornos de prueba o producción, y Microsoft tiene una solución de almacenamiento única para clústeres de servidores de archivos y servidores de archivos (SMB 3.0 y tecnología de espacio de almacenamiento).

1, servidor de destino iSCSI

iSCSI (Interfaz de sistema de computadora pequeña de Internet) es la interfaz de sistema de computadora pequeña de Internet. iSCSI usa una conexión Ethernet entre el servidor y el sistema de almacenamiento, y encapsula los comandos y datos SCSI basados ​​en el protocolo TCP /IP para crear una SAN IP. iSCSI e IP SAN deben ser la solución de almacenamiento más rentable disponible en la actualidad.

En Windows Server 2012, el servidor de destino iSCSI se convierte en una función de servidor integrada en el servicio de archivos y almacenamiento, integrada en el Administrador del servidor, eliminando la necesidad de descargas e instalaciones adicionales ( Las versiones anteriores del servidor requerían la descarga de un paquete de instalación independiente para la instalación, por lo que la implementación y las actualizaciones se hicieron más fáciles. Después de consultar la documentación, encontramos que el servidor de destino iSCSI ofrece los siguientes servicios:

  • Arranque sin disco y en red: Cientos de sin disco se pueden implementar rápidamente usando un adaptador de red o cargador de software que admita el arranque Servidor Con un disco virtual diferencial, puede guardar hasta el 90% del almacenamiento de imágenes de su sistema operativo. Esto es útil para grandes implementaciones de la misma imagen de sistema operativo, como implementar una gran sala de máquinas o implementar un servidor en un clúster a gran escala.
  • Almacenamiento de aplicaciones del servidor: algunas aplicaciones requieren almacenamiento de bloques (como Hyper-V y Exchange Server). El servidor de destino iSCSI proporciona almacenamiento de bloques disponible de forma persistente para estas aplicaciones. Debido a que el almacenamiento es accesible de forma remota, también puede combinar el almacenamiento de bloques en el centro o la ubicación de la sucursal. Esta es la característica más importante de iSCSI.
  • Almacenamiento heterogéneo: el servidor de destino iSCSI admite iniciadores iSCSI que no son de Windows para poder almacenarse en servidores de Windows que se comparten en un entorno de software mixto.
  • Desarrollo, prueba, demostración y entorno de laboratorio: cuando el servicio de rol del servidor de destino iSCSI está habilitado, convierte cualquier servidor de Windows en un dispositivo de almacenamiento en bloque al que se puede acceder a través de la red. Las matrices de almacenamiento generalmente son muy caras y, en un entorno de prueba, podemos usar una computadora con Windows Server que implemente la función de servidor de destino iSCSI para que actúe como tal dispositivo de almacenamiento. Esta función es muy útil. Si desea realizar pruebas de virtualización pero no tiene una matriz de almacenamiento separada, puede usar el servicio de servidor de destino iSCSI para hacer que cualquier servidor de Windows sea una matriz de almacenamiento.

    De lo anterior se puede ver que si no considera que el entorno de producción del servidor de destino iSCSI de alto rendimiento sigue siendo útil, es una ayuda indispensable en el entorno de prueba. Además, el servidor de destino iSCSI se puede configurar como una función de agrupación en clúster para el clúster de conmutación por error de Windows Server 2012, y se puede lograr un alto rendimiento mediante la configuración de MPIO. No es diferente aquí iniciar una conexión a un servidor de destino iSCSI e iniciar una conexión a otro dispositivo iSCSI.

    2, File Server /SMB3.0

    En Windows Server 2012, el servidor de archivos es otra función importante del servidor. Existen dos protocolos opcionales para acceder al servidor de archivos: NFS (Network File System) y SMB (Server Message Block) /CIFS (Common Internet File System). Cuando configure el servidor de archivos, se le pedirá que tome una decisión. Echemos un vistazo a sus diferencias:

  • NFS fue desarrollado por primera vez por Sun y es el protocolo de intercambio de archivos de red más común. NFS permite que los sistemas compartan sus directorios y archivos con otros sistemas en la red. Los usuarios y las aplicaciones pueden acceder a los archivos en sistemas remotos como si fueran archivos locales. NFS se usa más comúnmente en Unix o sistemas similares a Unix, y por supuesto Windows lo admite.
  • SMB se originó en IBM, pero posteriormente Microsoft proporcionó soporte y mejoras. Inicialmente, SMB se basaba en NetBIOS para establecer un protocolo de intercambio de archivos, pero para extender SMB a Internet y deshacerse de la dependencia de NetBIOS, Microsoft El protocolo SMB se recopila y cambia su nombre a CIFS. El núcleo del entorno de red de Windows es SMB /CIFS. Muchas aplicaciones de red de Microsoft pueden basarse en el protocolo SMB /CIFS, incluido el intercambio de archivos entre sistemas Windows. Para proporcionar servicios de intercambio de archivos para clientes Windows en sistemas similares a Unix, debe implementar Protocolo SMB /CIFS, como Samba.
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