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Comment utiliser Storage Spaces Direct, le SDS de Microsoft

Présent dans les versions Datacenter de Windows Server 2016 et 2017, Storage Spaces Direct permet de transformer à moindres frais un cluster de serveurs en infrastructure hyperconvergée.

Cet article est extrait d'un de nos magazines. Téléchargez gratuitement ce numéro de : STORAGE: Storage 22 : HCI : les machines bientôt facturées comme du cloud

Microsoft Storage Spaces Direct est un système de SDS (Software-Defined Storage) apparu avec Windows Server 2016 pour simplifier le déploiement des ressources de stockage et les administrer. Ce logiciel transforme un cluster de serveurs classiques avec disques durs intégrés, en une baie de stockage hautement disponible et élastique qui coûte moins cher que les baies SAN ou NAS habituelles. Il est disponible uniquement avec les versions Datacenter de Windows Server 2016 et 2019.

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Storage Spaces Direct est une évolution de Storage Spaces que l’on trouvait dans Windows Server 2012. Storage Space avait vocation à protéger les données contre les pannes de disques durs. Pour ce faire, il regroupait au moins trois disques en un pool de stockage – formaté en ReFS, l’évolution de NTFS – et y enregistrait les données en plusieurs exemplaires. Storage Spaces Direct prend en compte des volumes à cheval entre plusieurs serveurs. Il se charge de préserver les données même si un serveur entier tombe en panne.

Storage Spaces Direct partage entre les serveurs le pool de stockage dont il a la charge, et apporte des fonctions de haut niveau qui optimisent l’utilisation des disques durs. Citons un système de cache pour accélérer les accès, du tiering pour attribuer des disques plus ou moins rapides aux applications, un pilote NVMe-over-RoCE pour que chaque serveur accède à pleine vitesse à un disque situé sur un autre nœud réseau et, bien entendu, de l’erasure coding pour protéger les données des défaillances.

Storage Spaces Direct ne fonctionne que comme une extension d’Hyper-V, l’hyperviseur de Microsoft qui sert à exécuter des machines virtuelles sur les serveurs.

Le système se pilote depuis tous les outils d’administration : PowerShell, Server Manager, Failover Cluster Manager, System Center Virtual Machine Manager et Operations Manager. Depuis Windows Server 2019, Storage Spaces Direct se pilote également depuis Windows Admin Center, la nouvelle console qui simplifie toutes les tâches d’administration.

Notons enfin que Storage Spaces Direct ne fonctionne que comme une extension d’Hyper-V, l’hyperviseur de Microsoft qui sert à exécuter des machines virtuelles sur les serveurs. Hyper-V est bien évidemment fourni dans Windows Server 2016 et 2019.

Deux scénarios d’utilisation

 Microsoft a conçu Storage Spaces Direct de sorte qu’il puisse être déployé de deux façons : soit sur un cluster entier de serveurs (mode hyperconvergé), soit uniquement sur certains serveurs (mode convergé).

 En mode convergé, on se retrouve donc avec des serveurs physiques qui ne servent qu’à exécuter des machines virtuelles et d’autres qui ne servent qu’à simuler une baie de disques élastique. Ce mode est réputé plus souple, car il permet d’ajouter des nœuds de calcul sans nécessairement ajouter des nœuds de stockage. Et vice-versa. Cela permet de rendre l’infrastructure plus versatile : au fil du temps, elle peut exécuter de nouvelles applications qui n’ont pas le même ratio calcul/stockage que les applications d’origine. Dans ce mode, le pool de serveurs de calcul communique avec le pool de stockage par un protocole fichiers, le fameux SMB 3.0 de Microsoft.

En mode hyperconvergé, les mêmes serveurs servent à la fois à exécuter les machines virtuelles et à simuler leur baie de stockage. L’avantage de cette solution est qu’elle est très simple à déployer : on s’en sert pour installer dans une succursale ou une PME une infrastructure clé en main, dédiée à une application en particulier. Avantage supplémentaire de l’infrastructure hyperconvergée : elle occupe un espace minimal puisque les disques sont placés dans les serveurs.

Les différents modes de déploiement d'infrastructures convergées et hyperconvergées de Microsoft Storage Spaces Direct.
Comment Microsoft Storage Spaces Direct fournit un SDS hautement disponible pour les déploiements d'infrastructures convergées et hyperconvergées.

De nombreux fabricants de serveurs proposent des infrastructures hyperconvergées – comprendre prêtes à l’emploi – qui sont basées sur Storage Spaces Direct. Chez Dell EMC, on trouve ainsi des « Storage Spaces Direct Ready Nodes » qui correspondent à des PowerEdge préinstallés avec toute la pile de logiciels de virtualisation de Microsoft. Cela dit, les utilisateurs de Windows Server 2016 ou 2019 peuvent eux-mêmes choisir de convertir leurs serveurs en une infrastructure hyperconvergée.

Pour concevoir une baie de 4 Po de capacité sur 16 serveurs

L’un des principaux avantages de Storage Spaces Direct est sa facilité de déploiement : Microsoft assure que l’on peut configurer un cluster en quinze minutes. De plus, le système reconnaît automatiquement l’ajout d’un nouveau disque et l’inclut tout seul à son pool de stockage.

En termes de capacité, Storage Spaces Direct peut assembler 16 serveurs avec un maximum de 400 disques durs au total pour offrir jusqu’à 1 Po par cluster Windows Server 2016. Et même 4 Po pour la version Windows Server 2019. Cette dernière apporte par ailleurs le support des barrettes de mémoire persistantes Intel Optane DCPMM, afin d’atteindre des performances maximales.

Précisons par ailleurs que le nouveau système Health Service de Windows Server 2019 permet d’éviter l’extinction accidentelle d’un serveur, alors que Storage Spaces Direct était en train de synchroniser ses données. Il permet aussi de collecter un historique des performances du stockage sur une année, à des fins d’optimisation et de diagnostic par un administrateur.

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