WindowsServer分层存储技术详细拆解手册.docx
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WindowsServer分层存储技术详细拆解手册
Windows-Server2016分层存储技术详细拆解手册
1.概述
1.1本次部署测试的目的
本次测试目的是为测试WindwosServer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。
1.2本次测试内容
通过WindwosServer存储池及文件服务器角色，配置存储分层管理。
1.3前期环境的准备
物理服务器及数量
操作系统及配置
用途
服务器*1
安装Server2016，配置文件服务器角色
用于创建分层存储
1.4分层存储技术拓扑
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-DesiredStorageTierFriendlyName
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
6.实验目的的验证及最佳实践
6.1分层存储技术对数据读写速率的提升
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。
6.2WindowsServer分层存储技术到底是不是缓存技术
“WindowsServer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。
“Simple”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，WindowsServer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。
6.3WindowsServer分层存储技术可否脱离硬RAID
可以，WindowsServer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。
6.4WindowsServer分层存储技术的最佳实践
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。
WindowsServer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：
Ifyou'reusingtieredstoragespacesinWindowsServer,Windowsisautomaticallyoptimizingyourstorageperformancebytransparentlymovingthedatathat'saccessedmostfrequentlytoyourfastersolid-statedrives（the SSD tier）andswitchingoutlessactivedatatoyourlessexpensiveharddiskdrives（the HDD tier）.
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