ChapterIII file service and storage

q Đây là một kỹ thuật ảo hóa sử ổ đĩa vật lý và tạo ra các pool lưu trữ ảo từ chúng có từ phiên bản Windows Server 2012q Cung cấp khả năng chia sẻ các phân vùng lưu trữ từ những pool ảo

NGUYỄN HUỲNH HUY

Bộ môn Mạng Máy Tính và Truyền Thông Khoa Công Nghệ Thông Tin

Trường Đại học Nha Trang Email: huynh@ntu.edu.vn SĐT: 077.2.567899

q Nguyễn Huỳnh Huy

q BM Mạng máy tính & Truyền Thông – Khoa Công Nghệ Thông Tin

q huynh@ntu.edu.vn

q 077.2.567899 (Zalo)

q https://www.facebook.com/huy.nguyenhuynh.338

quản lý dữ liệu là một trong những nhiệm vụ quan trọng của IT Administration

Đáp ứng các yêu cầu về truy cập, tính sẵn sàng, và an toàn bảo mật…

Có nhiều công nghệ lưu trữ khác nhau hỗ trợ cho việc này như:

§ iSSCI Storage area Network (SAN)

§ Network-attached storage (NAS)

§ Direct-attached Storage (DAS)

§ Just a Bunch Of Disks (JBOD)

§ Các thiết bị ngoài như USB, Portable Hard disk, Đĩa từ

q Đây là một kỹ thuật ảo hóa sử ổ đĩa vật lý và tạo ra các pool lưu trữ ảo từ chúng có từ phiên bản Windows Server 2012

q Cung cấp khả năng chia sẻ các phân vùng lưu trữ từ những pool ảo hóa cũng như có thể tang kích thước các pool lưu trữ tập trung này

Ex: Người quản trị gộp nhiều ổ vật lý với nhau để tạo

ra phân vùng lớn hơn, giúp người quản trị không cần bận tậm đến việc ổ cứng nào lưu phần dữ liệu nào…

Storage Spaces lợi ích?

■ Increased scalability Additional physical storage can easily be

added and used when needed to meet increasing business demands

■ Increased elasticity You can pre-allocate storage capacity by

using thin provisioning Capacity can be increased to meet growing demand even when the underlying physical storage is insufficient.

■ Increased efficiency You can reclaim storage capacity when it is

no longer needed to use physical storage resources more efficiently.

■ Lower cost By using low-cost, commodity-based hard drives,

you can create large pools of storage These pools can easily meet the needs of small and midsized businesses

■ Increased flexibility You can create new pools and expand

existing ones without adding any new physical storage devices

Storage Management Provider (SMP): Đây là giao diện quản trị cho

việc tìm, quản trị và cung cấp các dịch vụ lưu trữ trên Windows Server bao gồm các hỗ trợ:

- Storage Spaces provider This SMP được tích hợp trên

Windows Server và sử dụng cho việc triển khai lưu trữ ảo hóa.

- Storage Management Initiative Specification (SMI-S) providers Giao diện hỗ trợ việc quản trị các công nghệ lưu trữ

kết hợp khác ngoài sử dụng Storage spaces trên Windows Server

Storage subsystem Dùng để chỉ các thiết bị lưu trữ vật lý ngoài có thể kết

nối để mở rộng pool lưu trữ ảo.

Storage Spaces Các thuật ngữ?

Storage Pool: Đây là thuật ngữ dùng để chỉ phân vùng lưu trữ ảo được

gộp lại từ các thiết bị lưu trữ vật lý (có thể khác nhau về kích thước, chuẩn kết nối)

Primodial Storage pool: là pool mặc định chưa tất cả các thiết bị lưu trữ

vật lý

Virtual Disk: Là một (Logical Unit Number) ổ đĩa ảo lưu trữ được tạo ra

từ Storage Pool.

Volume: Là một phân vùng được tạo ra từ Virtual Disk, được định dạng

với các chuẩn định dạng FAT, FAT32, NTFS

Share: Folder trên một phân vùng hệ thống được chia sẻ cho các user

khác trên hệ thống có thể truy cập, sử dụng

Failover Clustering: Dùng để chỉ một cụm các máy chủ file server, hỗ

trợ vận hành đáp ứng các tính dự phòng, sãn sàng cao (HA).

Windows failover clustering cung cấp các chức năng chính sau:

§ Automatic failover: khi một node fail, cluster sẽ tự động chuyển các

service đến một node dự phòng khác.

§ Rapid failover: quá trình failover hoàn tất chỉ trong khoảng 30s.

§ Transparent to clients: sau khi failover, các client có thể ngay lập tức

kết nối lại vào cluster mà không phải thay đổi đường mạng khác.

§ Transactional integrity: Không bị mất dữ liệu Đối với SQL Server,

tất cả các committed transaction được lưu và cấp lại cho database sau khi quá trình failover hoàn tất.

Storage Spaces Các thuật ngữ?

Failover Clustering: Dùng để chỉ một cụm các máy chủ file server, hỗ

trợ vận hành đáp ứng các tính dự phòng, sãn sàng cao (HA).

Khi đã đưa tất cả các ổ đĩa vật lý vào Storage Pool, người

quản trị có thể tạo ra các ổ ảo (Virtual Disk) cho việc sử dụng, Storage spaces hỗ trợ 2 dạng ổ đĩa sau:

Fixed provisioning: Dung lượng ổ ảo tạo ra bằng với dung

lượng tổng trên Storage pool (các ổ vật lý thật được gộp)

Thin provisioning: Dung lượng ổ ảo có thể tùy ý và không

tuân theo kích thước thật trên storage pool

Fixed and Thin provisioning?

Fixed provisioning

provisioning provisioning

Fixed and Thin provisioning?

Trong trường hợp người dụng sử dụng quá dung lượng trên tổng các ổ vật lý thật thì như thế nào?

Quản lý lại việc sử dụng của mình.

Nâng cấp thêm các thiết bị lưu trữ vật lý để Storage pool lớn hơn

Storage spaces hỗ trợ tính năng tương tự như Raid 0 (lưu

trữ trên nhiều phân vùng) hay Raid 1 (lưu trữ sao chép).Các loại hình lưu trữ trên các ổ ảo

Simple: dữ liệu trên phân vùng (volume) ảo sẽ lữ rải rác

trên các ổ vật lý (trong storage pool) – Không có hỗ trợ trong trường hợp sự cố

Mirror: dữ liệu trên phân vùng ảo được tạo ra các bản

sao lưu trữ trên nhiều ổ đĩa vật lý khác nhau trong pool – giúp giảm thiểu khả năng mất mác dữ liệu trong trường hợp sự cố, tính hiệu quả thể hiện qua số lượng các ổ đĩa vật lý được sử dụng

Quản lý sự cố trên Windows Server

Mirror:

Ví dụ

A pool containing two physical disks can be used to create mirror virtual disks that are resilient against the failure of a single physical disk

A pool containing five physical disks can be used to create mirror virtual disks that are resilient against the failure of two physical disks

Parity: Dữ liệu trên những phân vùng được tạo trên loại ổ

đĩa này đựa lưu kèm với các “reverse bits” Sẽ giúp hệ

thống tái tạo lại dữ liệu trong trường hợp ổ đĩa có sự cố

Khi sự cố xảy ra trên các ổ vật lý dữ liệu sử dụng tạo ra ổ

ảo Mirror hay parity, Storage spaces vẫn tiếp tục cung cấp khả năng truy cập đến dữ liệu đồng thời tự động , phục hồi dữ liệu sang những phân vùng còn hoạt động sẵn sàng trên pool

Quản lý sự cố trên Windows Server

Khi thêm một ổ đĩa vật lý mới

Khi thêm một ổ vật lý mới vào pool với 2 lựa chọn:

■ Automatic The pool will automatically use the disk for storing

data written to any volumes created on the disk

■ Hot-spare The disk will be held in reserve by the pool so that it

can be used if another physical drive in the pool fails

Để triển khai thành công và hạn chế tối đa các rủi ro có thể xảy ra, trong quá trình cũng như sử dụng sau này, các yếu tố sau nên cần lên kế hoạch:

Triển khai Storage spaces

q Phần cứng

Phần cứng liên quan đến loại thiết bị vật lý sử dụng cho việc tổ chức lưu trữ và định dạng (format) có thể sử dụng cho triển khai Storage pool

Phần cứng còn liên quan đến nhiều vấn đề khác như các tính năng backup Recovery, tính mở rộng… có được hỗ trợ không

q Phần cứng

Ví dụ: việc triển khai một hệ thống lưu trữ không cần quan tâm đến các trường hợp rủ ro xảy ra ta có thể lựa chọn các thiết bị lưu trữ như:

§ Serial ATA (SATA), bao gồm cả Solid state driver (SSD)

§ Serial Attached SCSI (SAS), và cả SSD

Triển khai Storage spaces

q Phần cứng

Các loại ổ đĩa vật lý có thể kết nối vào server chạy

Windows Server thông qua các loại như:

■ Internal connection using SATA or SAS controllers

■ External connection to a JBOD enclosure of SATA disks

■ External connection to a SAS storage array

USB DRIVES AND STORAGE SPACES

Although using USB 2.0 hard drives with Storage Spaces is supported, it is not recommended because of the

performance limitations of using USB 2.0 to perform

simultaneous reads and writes to multiple, connected USB

drives.

Triển khai Storage spaces

q Phần cứng

Các loại ổ đĩa vật lý có thể kết nối vào server chạy

Windows Server thông qua các loại như:

■ Internal connection using SATA or SAS controllers

q Phần cứng

Các loại ổ đĩa vật lý có thể kết nối vào server chạy

Windows Server thông qua các loại như:

■ External connection to a JBOD enclosure of SATA

disks

Triển khai Storage spaces

q Phần cứng

\việc triển khai một hệ thống lưu trữ cần quan tâm đến các vấn đề về tính sẵn sàng,trường hợp rủ ro xảy ra các phần cứng phải đạt các yêu cầu sau:

§ 2 máy củ Windows Server được cài đặt tính năng

(CSVs) Quản lý lỗi và chia sẻ các phân trên ổ đĩa

§ Sử dụng các dạng kết nối SAS-connected JBODs

(không thể sử dụng các chuẩn kết nối SATA, SAS thông thường)

Triển khai Storage spaces

q Hiệu năng (performance)

Để tối ưu hiệu năng của các tổ chức lưu trữ, chúng ta nên lưu ý đến các vấn đề như:

§ Sử dụng controller card (Tốc độ đọc/ghi dữ liệu)

§ Sử các loại hình ổ lưu trữ (SSD, HDD)

§ Tổ chức nhiều storage pool lưu trữ khác tùy theo yêu

cầu về hiệu năng của các đối tượng khác nhau

Vd: Phân vùng lưu trữ dữ liệu cho dữ liệu server yêu cầu cao hơn sơ với việc lữu trữ dữ liệu thông thông thường của người dùng

Việc quan tâm đến hiệu năng liên quan nhiều đến việc ngân sách cho phép

q Khắc phục sự cố

Triển khai các loại ổ ảo từ storage pool giúp đảm bảo các khả năng khắc phục sự cố khi xảy ra

§ Cho những mục đích cơ bản như file servers và dữ liệu người dùng

cơ bản, sử dụng mirror virtual disks để đảm bảo các sự cố khi xảy

ra trên 1 hoặc 2 physical disks trên storage pool.

§ Cho mục đích lưu trữ data và streaming media, nên sử parity virtual disks bở khả năng cung cấp tốc độ đọc ghi nhanh, không sử dụng parity virtual disks cho mục đích file servers.

§ Cho mục đích lưu trữ các dữ liệu tạm thời như scratch files cho

data-editing applications, simple virtual disks có thể sử dụng

Triển khai Storage spaces

q Tính sẵn sàng (Availability)

Để tăng tính sẵn sàng cho hệ thống lưu trữ người quản trị

có thể triển khai Storage spaces kết hợp với Failover

clustering

Để triển khai cần các yếu tố sau:

q Tối thiểu 3 ổ cứng vật lý (SAS, không sử dụng SATA)

q Ổ cứng có hỗ trợ “persistent reservation”

q Ổ cứng được test failover cluster

q Sử dụng volume Fix provisioning (K dùng thin-pro)

q Quản trị (management)

Việc quản trị Storage spaces có thể thực hiện qua các cách:

■ Using the File And Storage Services role page in Server Manager

■ Using cmdlets in the Storage module of Windows

PowerShell

Triển khai Storage spaces

Việc triển khai một máy chủ đơn tổ chức lưu trữ liên quan đến hai việc

q Cài đặt dịch vụ “File Server role” (Sử dụng Server

manager hoặc Windows PowerShell)

q Kết nối với các ổ cứng vật lý có kết nối đến server (Thực hiện bất cứ khi nào cần thiết trước hay sau cài đặt dịch vụ

“File server role”

Tạo ra phân vùng lưu trữ chung bao gồm các bước:

1 Create one or more storage pools

2 Create virtual disks from your storage pools

3 Create volumes on your virtual disks

Sau khi hoàn thành các bước trên ta có thể thực hiện việc chia

sẻ phân vùng dùng chung (SMB) trên phân vùng đã tạo ở

step3

Creating a storage pool

Tạo storage pool là việc gôm các ổ cứng vật lý lại với nhau để sẵn sàng cho việc tạo các ổ ảo Trước khi tạo các storage pool cần đảm bảo:

§ Ít nhất 1 ổ đĩa cứng vật lý được sử dụng trong primordial pool trong trường hợp ta chỉ cần triển khai simple volumes.

§ Ít nhất 2 ổ đĩa cứng vật lý được sử dụng trong primordial pool trong trường hợp ta muốn triển khai các dạng lưu trữ hỗ trợ đảm bảo lỗi,

primordial storage

pool

Creating a storage pool

Storage Pools page có 3 physical disks SAS disks, và mỗi ổ có 233 GBs

Từ những ổ này ta có thể tạo ra các pool khác nhau:

q3 storage pools, với mỗi pool sử dụng 1 physical

disk, simple (nonresilient) volumes

q2 storage pools, với 1 pool sử dụng 2 physical disks

và 1 pool

sử dụng physical disk còn lại pool 1dành cho việc tạo simple and resilient volumes, pool 2 dành cho simple volumes

q1 storage pool sử dụng 3 physical disks để tạo

simple hoặc resilient volumes

Step1 Vào giao diện quản trị Storage pool trên Server Manager -> chọn đến Storage primordial R_Click

Creating a storage pool

Để tạo một ổ storage pool từ primordial pool:

Step2 “New Storage Pool” và điền các thông tin mô tả cho pool tạo ra (name, Description)

Step3 Lựa chọn các ổ đĩa từ “primordial pool” -> Lựa chọn các option lưu trữ cho các ổ đĩa này (Automatic và Hot

Creating a storage pool

Để tạo một ổ storage pool từ primordial pool:Step3

Step4 Next -> kiểm tra lại thông tin và -> Create -> Close

Creating a Virtual Disk

Sau khi tạo được storage pool từ primordial pool ta có thể tạo

ra các Virtual Disk cho việc sử dụng lưu trữ Với slide trước

ta tạo ra 1 storage pool với tên “Data_Cty”

Creating a Virtual Disk

Step2 Lựa chọn “storage pool”

Creating a Virtual Disk

Step4 Lựa chọn dạng ổ ảo lưu trữ

Creating a Virtual Disk

Step6 Dung lượng ổ ảo tạo ra (thin, fixed)

Nhập dung lượng hoặc tối da dung lượng theo các ổ vật lý (Fixed)

Chỉ nhập dung lượng với ổ (thin) -> xác nhận lại thông tin và

“Create”

Volume cho việc sử dụng chia sẻ trên hệ thống mạng.

Step1: R_click tại Virtual Disk muốn khởi tạo -> New Volume

Creating a Volume

Step2: Lựa chọn server và Disk

Creating a Volume

Step4: Lựa chọn thể hiện cho volume

Dưới dạng một volume như thông thường hoặc dưới dạng Folder

Creating a Volume

Step6: Xác thực lại thông tin và hoàn tất

Windows Explore như các volume và folder thông thường.

Provisioning SMB Shares (SMB Server Message Block)

Sau khi tạo volume, các volume này nên được chia sẻ đến các user trên hệ thống cho việc sử dụng…trên hệ thống Windows hỗ trợ 2 hình thức chia sẻ file:

q SMB shares là một giao thức hỗ trợ chia sẻ file cho phép người

dùng read và write và yêu cầu các dịch vụ từ máy chủ SMB servers trên hệ thống mạng Windows Server 2012 supports the new SMB

3 0 protocol, bao gồm nhiều tính năng nâng cao như performance, security, và scalability.

q NFS Shares (Network File System): hỗ trợ chia sẻ cả trên các

máy Windows và các HĐH Khác

user trên hệ thống cho việc sử dụng…trên hệ thống Windows hỗ trợ 2 hình thức chia sẻ file:

q SMB shares là một giao thức hỗ trợ chia sẻ file cho phép người

dùng read và write và yêu cầu các dịch vụ từ máy chủ SMB servers trên hệ thống mạng Windows Server 2012 supports the new SMB

3 0 protocol, bao gồm nhiều tính năng nâng cao như performance, security, và scalability.

q NFS Shares (Network File System): hỗ trợ chia sẻ cả trên các

máy Windows và các HĐH Khác

Provisioning SMB Shares (SMB Server Message Block)

Step1 trên giao diện quản lý Volume -> New Share

Step2 Lựa chọn loại SMB Shares

Provisioning SMB Shares (SMB Server Message Block)

Step2 Lựa chọn loại SMB Shares

q Quick: Giúp tạo SMB Share cơ bản, cho phép caching, thiết lập các

permission, thiết lập mã hóa dữ liệu, truy cập từ xa

q Advanced: Tương tự Quick nhưng hỗ trợ cấu thêm việc quản trị dung

lượng người dùng qua quotas, phân lớp dữ liệu.

q Application: Hỗ trợ share trên các host máy ảo, dịch vụ dữ liệu, các ứng

dụng khác trên server, cho phép người quản trị mã hóa dữ liệu share, nhưng không thể thiết lập các quyền trên data chia sẻ cũng như caching.

Step3 Lựa chọn phân vùng share

Provisioning SMB Shares (SMB Server Message Block)

Step4 Nhập các thông tin về phân vùng share

Step5 Thiết lập các quyền quản trị trên phân vùng share

Provisioning SMB Shares (SMB Server Message Block)

Step5 Thiết lập các quyền quản trị trên phân vùng share

Enable Access-Based Enumeration Lựa chọn này giúp thiết lập các

quyền truy cập trên phân vùng share, Tắt lựa chọn này để người

dùng có thể thấy được tất cả các tài nguyên trên phân vùng chia sẻ.

Allow Caching Of Share Lựa chọn này giúp offline các dữ liệu được

truy cập trên phân vùng share, giúp người dùng làm việc offline cả trong trường hợp không kết nối đến phân vùng share.

Enable BranchCache Lựa chọn này cho phép các máy Branch có

thể downloaded các file từ shared folder Lựa chọn này chỉ bật được khi Allow Caching Of Share option được bật

Encrypt Data Access Lựa chọn này giúp việc truy cập của user đến

folder share được mã hóa giúp tang tính bảo mật