Microsoft storage space device вместо ssd

Обновлено: 07.07.2024

Storage Spaces — технология виртуализации дискового пространства, которая впервые появилась в Microsoft Windows Server 2012. Storage Spaces является дальнейшим развитием механизма управления динамическими дисками в Windows. Основой является широко применяемая в решениях различных вендоров концепция дисковых пулов: отдельные физические диски сервера объединяются в один или несколько пулов, на базе которых создаются тома с различными уровнями производительности и отказоустойчивости. Использование Storage Spaces вместо аппаратного RAID-контроллера имеет ряд преимуществ и недостатков, которые будут подробно рассмотрены ниже.

Термины

Storage pool (пул хранения) — набор физических дисков. В одном пуле могут находится диски, отличающиеся по объёму, производительности и интерфейсу подключения.
Virtual disk (виртуальный диск) — термин для определения логический том в Storage Spaces. Для создания виртуального диска используется ёмкость выбранного дискового пула. При этом доступны несколько вариантов отказоустойчивости (их можно комбинировать в пределах одного пула), большинство из которых являются аналогами традиционных RAID-массивов различных уровней.
- Simple (простой) — аналог RAID-0. Поток данных разбивается на страйпы (по умолчанию размером в 256КиБ), которые распределяются по дискам в пуле. Виртуальный диск simple обеспечивает оптимальное использование ёмкости дисков и является самым производительным, но не предполагает никакой отказоустойчивости.
- Mirror (зеркальный): для каждого страйпа в зеркальном виртуальном диске записывается дополнительно одна (двойное зеркало, 2-way mirror) или две (тройное зеркало, 3-way mirror) копии. Аналогом в плане использования ёмкости дисков для двойного зеркала является RAID-10 (или 1E для нечётного числа дисков). Зеркальный ВД защищён от потери одного или двух дисков соответственно.
- Parity (виртуальный диск с контролем чётности): запись страйпов на диски чередуется с записью контрольной суммы. В Windows Server 2012 R2 появились диски с двойной чётностью (dual parity), в которых дополнительно пишется вторая контрольная сумма. Как и аналогичные RAID-5 и RAID-6 ВД с контролем чётности допускают потерю одного или двух дисков соответственно и обеспечивают минимальную потерю дискового пространства (-1 или -2 диска соответственно). Традиционным недостатком любых реализаций томов с контрольными суммами является низкая производительность на запись из-за необходимости модификации всего полного страйпа вместе с контрольными суммами. Отсутствие фиксированного размещения страйпов в Storage Spaces и RAM-кэша на контроллере (используются обычные HBA) усугубляет данную проблему, сравнение производительности ВД single parity и dual parity с RAID-5 и RAID-6 будет ниже.
Ограничения
- До 240 дисков одном пуле (в Windows Server 2012R2, ранее — до 160-ти), но пулов может быть несколько.
- До 80-ти дисков в кластеризованном пуле, до 4-х пулов на кластер.
- До 64-х виртуальных дисков в одном пуле.
- Общая ёмкость пула — до 480ТиБ.
- Виртуальный диск Storage Spaces не может использоваться в качестве загрузочного.
- Для Storage Spaces можно использовать только диски с интерфейсами SAS, SATA и USB. Тома, презентуемые RAID-контроллерами; тома iSCSI, FC и прочие не поддерживаются.
- Нельзя использовать "тонкие" диски, допускается только фиксированное выделение ёмкости (fixed provisioning).
- Минимальное количество дисков для двойного зеркала — 3, для тройного зеркала — 5.
- В кластере можно использовать ВД с Parity, но только начиная с Windows Storage Server 2012 R2
- Используемые диски — только SAS с поддержкой SPC (SCSI persistent reservation). Многие ранние SAS-диски не поддердивают SPC. Аналогичное требование существует и для LSI Syncro CS.
Storage Spaces в кластерах

Одна из самых востребованных возможностей Storage Spaces — использование в failover-кластере Windows. Архитектура решения предельно проста: требуются диски SAS (см. дополнительные требования к дискам и организации томов), SAS JBOD (дисковая полка) с двумя SAS-экспандерами и минимум двумя разъемами для подключения к каждому из экспандеров (для двухузлового кластера). На серверах в качестве контроллеров используются обычные SAS HBA. Мы рекомендуем LSI (любые SAS2 и SAS3 HBA с внешними портами, например LSI 9207-8e), но можно использовать и Adaptec серий 6H и 7H.

Минимальной конфигурация выглядит так: два сервера, в каждом из них двухпортовый SAS HBA с подключением к 2-экспандерному SAS JBOD'у на базе корпуса Supermicro и SAS диски.

Для использования в качестве SAS JBOD'а можно использовать любой корпус Supermicro с двумя экспандерами (E26 или E2C в наименовании для SAS2 и SAS3 соответственно). Каждый экспандер в корпусах Supermicro имеет минимум два разъема x4 SAS (SFF-8087 или SFF-8643), которые можно использовать в качестве входов. При наличии третьего разъема его можно использовать для каскадирования (подключения дополнительных дисковых полок) или для построения топологии с тремя узлами в кластере.

Существуют варианты в одном корпусе, т.н. Cluster-in-a-box (CiB): готовые комплекты SSG-6037B-CIB032 и SSG-2027B-CIB020H на базе Supermicro Storage Bridge Bay с предустановленным Windows Storage Server 2012 R2 Standard, которые отлично подходят для построения отказоустойчивых файловых и/или iSCSI серверов:

Производительность

Решение на базе Storage Spaces может масштабироваться до более чем миллиона IOPS при использовании SSD и зеркальных томов. Но производительность на запись в Parity и Dual Parity по-прежнему оставляет желать лучшего, и такие конфигурации без write-back кэша на SSD подходят лишь для узкого круга задач с преимущественной нагрузкой на чтение.

Всестороннее исследование производительности Storage Spaces в разных конфигурациях было проведено компанией Fujitsu. В нашей тестовой лаборатории мы повторили некоторые из этих тестов, дополнив измерение IOPS и пропускной способности значениями средней и максимальной задержек.

Условия тестирования
- Два процессора E5640
- 8GB RAM
- Системная плата Supermicro X8DTL-iF
- Контроллер Adaptec 6805 (тесты с аппаратным RAID), кэш на чтение включен, кэш на запись включен
- Контроллер LSI 9211-8i (тесты со Storage Spaces, прошивка P19 IT
- Диски HGST HUA723030ALA640 (3ТБ 7200об/мин SATA3): 12шт для тестов RAID-10 vs Storage Spaces 2-way mirror и 13шт для тестов RAID-6 vs Storage Spaces dual parity
- 2шт SSD Intel 710 100ГБ для тестов с tiering'ом и write-back кэшом
- Microsoft Windows Server 2012 R2 Standard
- Для генерации нагрузки применялся FIO версии 2.1.12
Результаты

RAID-10 vs Storage Spaces 2-way mirror
Сравнивались: RAID-10 из 12-ти дисков на контроллере Adaptec 6805, 2-way mirror из 12-ти дисков (6 столбцов), 2-way mirror из 12-ти дисков с 2ГиБ write-back кэшом на двух SSD Intel 710 и ярусным хранением — SSD-tier'ом из тех же объёмом в 40ГБ (40ГБ SSD + 200ГБ HDD).
Шаблоны Database (IOPS), File copy, File Server (пропускная способность). Для шаблона Database используется логарифмическая шкала. По графикам видно, что 2-way mirror заметно уступает в производительности традиционному аппаратному RAID-10: в два с лишним раза на шаблонах Database и File copy, примерно в 1,5 раза на шаблоне File Server. Выравнивание результатов с ростом глубины очереди больше 16-ти нельзя рассматривать с точки зрения практического использования из-за неприемлемого роста задержек (графики ниже). Серьезный рост производительности обеспечивает использование SSD в качесте кэша на запись и быстрого яруса. Всего пара даже устаревших на сегодняшний день Intel 710 поднимает производительность на случайном доступе малыми блоками на порядок. Есть смысл использовать такое сочетание не только для OLTP, но и для нагруженных файловых серверов.

Шаблоны Database, File copy, File Server: средняя задержка. Никаких сюрпризов: Storage Spaces проигрывает, но естественно вырывается вперёд при добавлении SSD.

Шаблоны Database, File copy, File Server: максимальная задержка. При более высокой средней задержке Storage Spaces демонстрирует более стабильные значения — максимумы при небольшой глубине очереди меньше на шаблонах Database и File copy.

RAID-6 vs Storage Spaces dual parity
Сравнивались: RAID-6 из 13-ти дисков на контроллере Adaptec 6805 и Dual Parity из 13-ти дисков (13 столбцов). К сожалению, у нас не оказалось минимально требуемого для использования в таком пуле количества SSD аналогичных использованным в первой серии тестов — для Dual Parity их нужно минимум три. Но соответствующее сравнение производительности с SSD tier'ом и кэшированием записи есть в вышеупомянутом исследовании Fujitsu.
Шаблоны Database (IOPS), File copy, File Server (пропускная способность). Storage Spaces с Dual Parity существенно отстаёт от аппаратного RAID во всех сценариях со случайным доступом. Это не удивительно с учётом того, что в распоряжении Adaptec 6805 есть 512МБ RAM-кэша, что позволяет существенно оптимизировать неудобный для RAID-6 доступ на случайную запись. Среди тестов, проведённых Fujitsu, есть вариант "RAID-6 8xHDD против Dual Parity 8xHDD + 1ГБ WB кэша на 3xSSD" — на всех трёх шаблонах производительность при добавлении WB-кэша на SSD не уступает аппаратному RAID, причём без использования ярусного хранения.

Шаблоны Database, File copy, File Server: средняя задержка.

Шаблоны Database, File copy, File Server: максимальная задержка. Ситуация аналогична предыдущей серии тестов с зеркальным Storage Spaces. При более высокой средней задержке Storage Spaces демонстрирует более стабильные значения — максимумы при небольшой глубине очереди меньше на шаблонах Database и File copy.

Преимущества и недостатки Storage Spaces

Преимущества

Для простых проектов с одиночным сервером: SAS HBA или чипсетный контроллер вместо аппаратного RAID-контроллера; возможность использовать недорогие диски SATA, формально не совместимые с аппаратными RAID (например, WD Red) вместо дисков nearline класса.

Для проектов с одиночной неотказоустойчивой СХД и большими требованиями к плотности размщениния дисков можно использовать такие платформы (72 диска в 4U, до 432ТБ сырой ёмкости при использовании 6ТБ дисков):

Для кластерных решений: простые дисковые полки (SAS JBOD'ы) вместо дорогостоящих СХД.

Использование tiering'а (ярусного хранения) в сочетании с кэширование записи на SSD в Storage Spaces в большинстве случаев работает эффективнее, обходится дешевле и имеет большие пределы масштабирования в сравнении с реализацией SSD кэша на аппаратных RAID-контроллерах (например, LSI CacheCade или Adaptec MaxCache).

Для всех видов томов, за исключением использования в кластере, томов с ярусным хранением и томов Dual Parity поддерживается Thin Provisiong (тонкое выделение ресурсов) — это позволяет выделять ёмкость только по мере реального использования.

Недостатки
- Низкая производительность на запись при использовании обычных HDD, особенно в Parity и Dual Parity
Определенный тип нагрузки на запись (случайный доступ небольшими блоками, сосредоточенный в определённой области) может быть легко компенсирован добавлением SSD в качестве быстрого яруса и кэша на запись. Но продолжительную линейную нагрузку на запись компенсировать не получится, так что рекомендовать использование Storage Spaces, например, для видеонаоблюдения нельзя.

Для бюджетных кластерных решений под Windows (с похожей архитектурой на базе SAS JBOD) с высокой нагрузкой на запись мы советуем использовать вместо Storage Spaces специальные RAID-контроллеры LSI Syncro CS.

Советы по оптимальному использованию Storage Spaces
- При использовании в кластере используйте только SAS HDD и SSD, избегайте использования SATA дисков с дополнительными интерпозерами.
- При создании виртульных дисков учитывайте число т.н. столбцов. Данный параметр может очень сильно влиять на производительность. Нестандартное число столбцов можно задать только при использовании PowerShell. Использование большего числа столбцов повышает производительность, но накладывает ограничение на добавление дисков в пул.
Пример (виртуальный диск Dual Parity, 13 столбцов, 1000ГиБ, Fixed Provisioning):

New-VirtualDisk -StoragePoolFriendlyName Pool1 -FriendlyName VD02 -ResiliencySettingName Parity -NumberOfColumns 13 -PhysicalDiskRedundancy 2 -Size 1000GB -ProvisioningType Fixed

Это первая статья из цикла и в ней я расскажу общие сведения о технологии. В следующих статьях подробно рассмотрю процесс создания томов, управления пулами и томами, и обработку чрезвычайных ситуаций.

Дисковые пространства — это технология, предоставляющая слой абстракции от дисковых накопителей. Она позволяет объединять жесткие диски в пулы накопителей и создать на них виртуальные тома.

В системе Дисковых пространств диски объединяются в пулы. Дисковый пул имеет следующие особенности:

- Пул может содержать он одного до 240 дисков.

- В пул можно добавить или извлечь диск.

- Один диск может участвовать только в одном пуле.

- В одном пуле можно создать до 64 виртуальных томов.

- Процедура оптимизации перераспределяет данные виртуальных томов по физическим дискам.

- Объем виртуального диска может быть больше свободного места в пуле.

- При его исчерпании свободного пространства в пуле можно добавить в пул новые диски.

- Диски могут быть разных типов и размеров.

Виртуальные тома — это логические тома, расположенные в пуле носителей. Тома бывают двух типов подготовки: тонкая и фиксированная. Тонкая подготовка подразумевает постепенное выделение пространства пула по мере необходимости. Фиксированный том сразу занимает выделенное пространство. Фиксированные тома менее гибкие в работе. Из графического интерфейса всегда создается тома с тонкой подготовкой. Данные виртуальных томов распределяются равномерно по всем дискам пула

Тома бывают четырех видов:

Простой том подразумевает отсутствие избыточности при хранении данных. Минимальное количество дисков в пуле для создания тома равно одному. Данный вид тома обеспечивает наивысшую производительность при наименьшей сохранности данных.

Двухстороннее зеркало обеспечивает сохранность данных при выходе из строя одного диска пула. В связи с избыточностью, данные занимают в два раза больше пространства пула. Обеспечивает высокую скорость доступа к данным даже в аварийном режиме. При замене неисправного диска восстановление занимает наименьшее время при минимальной нагрузке на систему. Минимальное количество дисков в пуле для создания тома равно двум.

Трехстороннее зеркало обеспечивает сохранность данных при выходе из строя двух дисков пула. В связи с избыточностью, данные занимают в три раза больше пространства пула. Минимальное количество дисков в пуле для создания тома равно пяти. Остальные характеристики как у предыдущего тома.

Данный вид тома является компромиссом между отказоустойчивостью и занимаемым свободным пространством. Обеспечивает сохранность данных при выходе из строя одного диска пула. В связи с избыточностью, данные занимают в полтора раза больше пространства пула. Однако, при восстановлении создается огромная нагрузка на ЦП и дисковую подсистему, что может спровоцировать сбой следующего диска. Восстановление такого тома при замене диска длится крайне долго. Доступ к данным в аварийном режиме затруднен. Я не рекомендую использовать этот тип тома ни для чего, кроме фильмов, музыки и папки с дистрибутивами. Почему? Спросите у Google, почему RAID-5 это плохо.

Подытожим сказанное выше графически:

Типы виртуальных томов

Строение дискового пространства

Заметьте, Я специально указал версию Windows 10. Это имеет принципиальное значение — технология развивалась, начиная с Windows 8. В некоторых версиях Windows 10 так-же вносились какие-нибудь изменения.

11.04.2019

Windows 10, Windows 7, Windows 8

комментариев 11
В некоторых случаях Windows 10, 8.1 и 7 может распознавать внутренний жесткий диск (SATA или SSD) как съемное устройство. В результате в системном трее для такого локального диска отображается значок безопасного извлечения устройства (как у обычной USB флешки).

Установка драйвера SATA контроллера

Если у вас внутренний SATA/SSD диск отображаются в списке безопасного извлечения, скорее всего стоит попробовать установить более подходящий драйвер. Попытайтесь найти последнюю версию драйвер контроллера жесткого диска на сайте производителя вашей материнской платы или компьютера. Также установите родной драйвер чипсета, через который подключен ваш жесткий диск (Intel Rapid, RST and AHCI Driver and GUI, Intel Matrix Storage Manager и т.д.)

Настройки SATA контроллера в BIOS

В некоторых версиях BIOS/UEFI в расширенных настройках возможно отключить горячее подключение (HotSwap или HotPlug) для разъёма, через который подключается жесткий диск. Проверьте, доступна ли у вас эта функция. Также можно изменить режим работы контролера с AHCI на IDE, но вы лишитесь всех преимуществ AHCI.

TreatAsInternalPort: Настройка режима работы SATA дисков через реестр

Для NVIdia контроллеров можно отключить безопасное извлечение на внутренних дисках через реестр. Перейдите в ветку реестра HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\nvata и создайте DMORD параметр с именем DisableRemovable и значением 1 (обратите внимание, что вместо раздела nvata может быть ключ nvatabus).

Также есть универсальный способ выставить для конкретного порта контроллера атрибут диска “внутренний порт” через реестр.

В Windows пометить порт контроллера как внутренний можно с помощью параметр реестра TreatAsInternalPort. Для этого перейдите в HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\msahci\Controller(n)\Channel(N), где (n) – номер контроллера, через который подключен диск, а (N) номер канала контроллера.

Создайте в данном ключе реестра DMORD параметр с именем TreatAsInternalPort и значением 1.

Это действие нужно выполнить для всех SATA дисков, которые вы хотите пометить внутренними. Например, у вас на компьютере 2 контроллера, к первому подключено 2 SATA диска, а ко второму еще 1. Чтобы пометить их внутренними, нужно выполнить команды:

reg add "HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\msahci\Controller0\Channel0" /f /v TreatAsInternalPort /t REG_DWORD /d 0x00000001
reg add "HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\msahci\Controller0\Channel1" /f /v TreatAsInternalPort /t REG_DWORD /d 0x00000001
reg add "HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\msahci\Controller1\Channel0" /f /v TreatAsInternalPort /t REG_DWORD /d 0x00000001

После внесения изменений нужно перезагрузить компьютер.
Обратите внимание, что номера, назначенные дискам (которые вы видите в diskpart или diskmgmt.msc), не всегда соответствуют номерам каналов SATA или RAID
В Windows 10 и 8.1 вместо MSAHCI используется драйвер StorAHCI, поэтому местоположение параметра реестра TreatAsInternalPort другое. Перейдите в ветку реестра HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\storahci\Parameters\Device, создайте мультистроковый (REG_MULTI_SZ) параметр TreatAsInternalPort, в каждой строке которого нужно указать номер порта SATA контроллера, который нужно пометить “внутренним”. Например, чтобы пометить внутренними все диски с 0 до 3, в качестве значения TreatAsInternalPort нужно указать:

Осталось перезагрузить компьютер, и все SATA/SSD диски с портами от 0 до 3 пропадут из безопасного извлечения и перестанут отображаться как removable.

С помощью функции Windows 10 под названием Storage Spaces пользователи ПК могут сгруппировать два или более дисков в пул хранения, а затем использовать увеличенную емкость из этого пула для создания виртуальных дисков, называемых дисковыми пространствами, к которым можно получить доступ в проводнике и которые можно использовать. как и любой другой диск на компьютере. В этом посте мы покажем вам, как удалить пул хранения для дисковых пространств в Windows 10.

Удаление пула хранения для дисковых пространств

Чтобы удалить пул хранения для дисковых пространств через приложение «Настройки» в Windows 10, выполните следующие действия:
- нажмите Клавиша Windows + I , чтобы открыть Настройки.
- Коснитесь или щелкните Система.
- Нажмите / коснитесь Место хранения на левой панели.
- Затем прокрутите вниз и нажмите / коснитесь Управление дисковыми пространствами ссылка на правой панели.
ИЛИ ЖЕ

2]Использование PowerShell

Чтобы удалить пул хранения для дисковых пространств через PowerShell в Windows 10, выполните следующие действия:
- Нажмите Клавиша Windows + X , чтобы открыть меню опытного пользователя.
- Кран А на клавиатуре, чтобы запустить PowerShell в режиме администратора / с повышенными правами.
- В консоли PowerShell введите команду ниже и нажмите Enter:
- Обратите внимание на Дружественное имя пула хранения, который вы хотите удалить.
- Теперь введите команду ниже в окне PowerShell с повышенными привилегиями и нажмите Enter. Замените заполнитель с фактическим понятным именем пула хранения, который вы записали из выходных данных ранее.
- При появлении запроса в PowerShell коснитесь Y на клавиатуре и нажмите Enter для подтверждения.
- По завершении выйдите из PowerShell.
Вот и все, что касается двух способов удаления пула хранения для дисковых пространств в Windows 10!

Читать дальше: Как переименовать пул хранения для дисковых пространств.

Читайте также: