Windows Server2016分层存储技术详细拆解手册

Windows Server 2016分层存储技术详细拆解手册
刘兵
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2017-3-28 刘兵 1.0 初版
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目录
1.概述 (3)
1.1本次部署测试的目的 (3)
1.2本次测试内容 (3)
1.3前期环境的准备 (3)
1.4分层存储技术拓扑 (3)
2.创建存储池 (4)
3.创建虚拟磁盘 (9)
4.创建卷 (15)
5.存储层优化及报表查看 (19)
6.实验目的的验证及最佳实践 (23)
6.1分层存储技术对数据读写速率的提升 (23)
6.2Windows Server分层存储技术到底是不是缓存技术 (23)
6.3Windows Server分层存储技术可否脱离硬RAID (24)
6.4Windows Server分层存储技术的最佳实践 (24)
7.测试总结 (25)
1.概述
本次测试目的是为测试Windwos Server 中存储池及分层存储技术的实现方法。

实现基于本地存储及SSD高性能磁盘完成对冷热数据的分层存储，以提高业务系统I/O效率。

通过Windwos Server存储池及文件服务器角色，配置存储分层管理。

物理服务器及数量操作系统及配置用途
服务器 *1 安装Server 2016，配置文件服务器角色用于创建分层存储
本次实验的Disk均为硬RAID之后的磁盘，若不采用硬RAID，选择使用Mirror模式可用性与硬RAID一致。

Mirror的前提条件后面的实验结果会有详细描述。

2.创建存储池
1)服务器需要安装“文件服务器角色”，“文件服务器资源管理器”角色为可选：
2)本次实验通过为虚拟机添加额外硬盘来模拟实际使用中的SSD与HDD，其中
50GB分区模拟已通过硬件做了Raid1的SSD;100GB分区模拟已通过硬件做了
Raid的HDD分区。

操作系统分区需要使用独立的一块磁盘（建议仍然使用硬
Raid1）：
3)浏览当前磁盘状态:
4)新建存储池：
5)填写存储池的名称并下一步：
6)选择存储池的物理磁盘:
7)确认信息并点击创建：
8)等待存储池创建完成：
9)通过PowerShell将硬盘的类型强制修改为SSD或HDD，否则将无法启用分层
存储技术：
3.创建虚拟磁盘
1)首先通过“重新扫描存储”刷新当前存储池下的磁盘信息：
2)在物理磁盘选项卡页面，查看当前存储池中的磁盘类型，由于本实验的SSD为
硬RAID1，HDD为硬RAID5；所以在这里看到只有一个SSD和1个HDD,（若
完全抛开硬件Raid，这里的磁盘需要至少2块SSD及3块HDD）:
3)右键单击创建好的存储池“Storage”，选择“新建虚拟磁盘”:
4)确认存储池信息:
5)指定虚拟磁盘的名称，并勾选“在此虚拟磁盘上创建存储层”:
6)由于本次实验均使用本地存储，所以无法使用机箱感知：
7)选择”Simple”布局，因为本实验中的所有分区均已完成硬件Raid，无需采用
Mirror模式，避免空间的浪费：
8)类型默认”固定”：
9)这里我们手动指定更快层与标准层的大小，因为虚拟磁盘需要额外的空间完成回
写缓存，否则将创建失败,本次实验预留4GB左右的空间:
10)确认信息，点击”创建”：
11)完成虚拟磁盘的创建，并启用了”分层存储技术”：
4.创建卷
1)在启用了”分层存储技术”的虚拟磁盘上，创建卷：
2)选择刚刚已创建的虚拟磁盘，容量为SSD(45GB)+HDD(95GB):
3)确认卷大小，并点击”下一步”
4)为新创建的卷分配驱动器号：
5)设置卷标:
6)确定信息并单击”创建”：
7)完成卷的创建：
8)本次实验的快速层为45GB，所以拷贝了60GB的数据到新建卷E:\ ,为的是测
试出当数据量超出快速存储层以后，是否会将冷热数据区分开存放：
5.存储层优化及报表查看
1)在启用了分层存储技术后，会自动创建存储分层管理的计划任务，默认凌晨
1点开始执行，每4小时执行一次，目的是自动计算数据热度并完成迁移：
2)同样，使用PowerShell同样可以对此任务完成管理：
3) 手动执行一次，并观察运行情况：
4) 设置存储层优化计划任务运行时报表的输出路径：
5) 由于本次实验快速存储区容量为45GB ，所以拷贝大于45GB 的数据到E 盘分
区，查看当前状态的报表信息：
6)查询当前存储层的信息：
7)手动设置将某一个目录或文件固定在快速存储层中：
Set-FileStorageTier -FilePath <filepath>-DesiredStorageTierFriendlyName <tierfriendlyname>
8)验证已固定的文件是否在快速存储层：
9)手动将某一个目录或文件取消在快速存储层中的固定：
Clear-FileStorageTier -FilePath <filepath>
6.实验目的的验证及最佳实践
以下是国外技术达人对速度进行的测试，File1~3均为同一个文件的3个副本：File1为100%存储在SSD上的文件；
File2为100%存储在HDD上的文件；
File3为部分存储在SSD（快速存储层）上的文件；
以上速率测试结果仅供参考，使用了分层存储技术的File3整体的读写速度较纯HDD存储的File2有着显著的提高。

“Windows Server分层存储技术”并非一种单纯缓存技术，因为分层存储区无论是快速层还是标准层均是数据的存储载体。

“Sim p le”模式的最终使用容量=快速存储区容量+标准存储区容量;快速存储分区也是数据存储的载体，并非纯缓存；即快速存储区若为1块非物理RAID后的SSD，损坏后即丢失所有此分区上的数据。

所以本实验中对SSD分区的描述，均是硬RAID1以后的SSD分区。

“Mirror”模式要求在“磁盘管理”中能识别的SSD分区(快速存储区)至少2个，在“磁盘管理”中能识别的HDD分区(标准存储区)至少2个，否则无法启用“分层存储技术”。

“Parity”模式无法应用于启用了“分层存储技术”的虚拟磁盘上。

综上， Windows Server分层存储技术是对数据块进行分析，将热数据迁移到读写更快的SSD快速存储分区之上，是一种数据存储技术，而非缓存。

区别就是缓存可以损坏，但存储损坏即数据丢失。

可以，Windows Server分层存储技术是完全可以脱离物理RAID而单独使用的技术，生产环境中建议3块以上SSD+3块以上HDD，采用“Mirror”模式并启用“分层存储技术”。

不过软RAID必然会占用系统资源，稳定性未知。

建议将此技术建立在应RAID基础之上，采用Simple模式；
操作系统分区务必安装在物理RAID分区之上，且建议不要与存放数据的分区共享物理磁盘。

否则当操作系统故障无法修复时，恢复存储池及虚拟磁盘较为困难。

7.测试总结
本次实验只是针对此项存储技术完成实验并论证，未对实际使用速率测试。

Windows Server分层存储技术是对数据块进行分析，将热数据迁移到读写更快的SSD快速存储分区之上，是一种数据存储技术，而非缓存技术。

区别就是缓存可以接收损坏，但存储损坏即数据丢失。

以下内容摘录自官方文档：
If you're using tiered storage spaces in Windows Server, Windows is automatically optimizing your storage performance by transparently moving the data that's accessed most frequently to your faster solid-state drives (the SSD tier) and switching out less active data to your less expensive hard disk drives (the HDD tier).。