文件权限755对文件所有者意味着（文件权限为750）



软件定义的存储是 Azure Stack HCI 的基本构建基块之一。 但是，与 Hyper-V 或故障转移群集不同，软件定义的存储不是单独的服务器角色或功能。 相反，它包含经常相互补充的不同技术。 可以结合这些技术来实现各种存储虚拟化场景，例如来宾群集或 HCI。 这些技术包括存储空间、群集共享卷 (CSV)、服务器消息块 (SMB)、SMB 多通道、SMB 直通、横向扩展文件服务器(SOFS)、存储空间直通 (S2D) 和存储副本。 若要在概念证明环境中使用 Azure Stack HCI，需依赖其中的大多数技术。

软件定义的存储使用存储虚拟化将存储管理和表示形式从底层物理硬件中分离出来。 此方法的主要优点之一是它简化了存储资源的预配和访问。

借助软件定义的存储，实施虚拟化的工作负载不再需要根据第三方供应商规范配置逻辑单元号 (Lun) 和存储区域网络 (SAN)。 相反，你可以按相同、一致的方式管理存储，而无需考虑其底层硬件。 此外，可以选择使用灵活、经济的基于硬件的解决方案替换昂贵的专有技术。 可以使用远程文件共享协议中的增强功能和高带宽、低延迟网络来使用本地磁盘，而不是依赖于专用 SAN 来实现高可用性和高性能存储。

存储空间是非群集场景中软件定义存储的最简单示例。

存储空间是 Microsoft 内置于 Azure Stack HCI、Windows Server 和 Windows 10 的存储虚拟化功能。 存储空间功能由以下两个组件组成：

• 存储池是聚合到逻辑磁盘的物理磁盘集合，可将其作为单个实体进行管理。 存储池可包含任意类型和大小的物理磁盘。
• 存储空间是可以从存储池的可用空间创建的虚拟磁盘。 虚拟磁盘等效于 SAN 上的 LUN。

使用存储空间的最常见原因包括：

• 增加存储复原级别，例如镜像和奇偶校验。 虚拟磁盘的复原能力类似于独立磁盘冗余阵列 (RAID) 技术。
• 使用存储层提高存储性能。 使用存储层，可优化存储空间中不同磁盘类型的使用。 例如，可以使用速度快但容量小的固态硬盘 (SSD) 和速度慢但容量大的硬盘。 使用这种磁盘组合时，存储空间会自动将经常访问的数据移到速度较快的磁盘。 然后将访问频率较低的数据移动到速度较慢的磁盘。
• 使用回写式缓存提高存储性能。 回写式缓存旨在优化将数据写入存储空间中的磁盘。 回写式缓存适用于存储层。 如果运行存储空间的服务器在磁盘写入活动中检测到峰值，则会自动开始将数据写入到更快的磁盘。
• 使用精简预配提高存储效率。 精简配置使存储能够随时按需进行分配。 在传统的固定存储分配方法中，大部分存储容量是预先分配的，但可能仍然未使用。 精简预配通过称为剪裁的过程回收不再需要的存储来优化任何可用存储。

在群集场景中，软件定义存储的最简单示例是群集共享卷 (CSV)。

CSV 是一种群集文件系统，使故障转移群集的多个节点可以同时读取和写入同一组存储卷。 CSV 卷映射到每个群集节点上 C:ClusterStoragedirectory 中的子目录。 此映射使得群集节点能够通过相同的文件系统路径访问相同的内容。 虽然每个节点都可以独立读取和写入给定卷上的单个文件，但单个群集节点为该卷的 CSV 所有者（或协调器）提供了特殊角色。 可以选择将单个卷分配给特定所有者。 但是，故障转移群集会自动在群集节点之间分发 CSV 所有权。

在 CSV 卷上对文件系统元数据进行更改时，所有者负责实施这些更改、管理业务流程，并在有权访问该卷的所有群集节点中同步它们。 此类更改包括创建或删除文件。 但是，打开 CSV 卷上的文件的标准写入和读取操作不会影响元数据。 实际上，与基础存储建立直接连接的每个群集节点都可以独立执行它们，而无需依赖该卷的 CSV 所有者。

CSV 的最常见用途包括：

• 群集 Hyper-V VM。
• 托管可通过 SMB 3.x 访问的应用程序数据的横向扩展文件共享。

SMB 协议是网络文件共享协议，通过 TCP/IP 传输协议提供对传统 Ethernet 网络中文件的访问。 SMB 是软件定义的存储技术的核心组件之一。 Microsoft 在 Windows Server 2012 中引入了 SMB 版本 3.0，并在后续版本中不断改进。

SMB 的最常见用途包括：

• VM 磁盘文件存储（基于 SMB 的 Hyper-V）。 Hyper-V 可以基于 SMB 3.x 协议在文件共享中存储 VM 文件，如配置、VM 磁盘文件和检查点。 可以将这些 VM 文件用于独立文件服务器和群集文件服务器，这些服务器将 Hyper-V 与群集的共享文件存储一起使用。
• Microsoft SQL Server over SMB。 SQL Server 可以将用户数据库文件存储在 SMB 文件共享中。
• 用于最终用户数据的传统存储。 SMB 3.x 协议支持传统信息辅助角色工作负载。

SMB 3.x 提供对 SMB 多通道和 SMB 直通的支持。

SMB 多通道是 SMB 3.x 协议的实现的一部分，它可以显著提高运行 Windows Server 或 Azure Stack HCI 群集节点（作为文件服务器运行）的设备的网络性能和可用性。 SMB 多通道使此类服务器可以利用多个网络连接来提供以下功能：

• 更高的吞吐量。 文件服务器可以同时使用多个连接传输更多数据。 SMB 多通道在使用具有多个高速网络适配器的服务器时非常有用。
• 自动配置。 SMB 多通道自动发现多个可用网络路径，并根据需要动态添加连接。
• 网络容错。 如果由于到 SMB 3.x 服务器的网络路径之一上的问题而终止现有连接。 SMB 3.x 客户端具有内置功能，可以自动故障转移到另一个客户端。

SMB 直通优化了针对 SMB 通信的远程直接内存访问 (RDMA) 网络适配器的使用，从而使其能够以低延迟和低 CPU 使用率全速运行。 SMB 直通适用于以下场景：Hyper-V 或 Microsoft SQL Server 之类的工作负载依赖于远程 SMB 3.x 文件服务器来模拟本地存储。 SMB 直通在当前所有受支持的 Windows Server 版本和 Azure Stack HCI 上均可用且默认启用。

SMB 多通道负责检测启用 SMB 直通所需的网络适配器的 RDMA 功能。 它自动为每个接口创建两个 RDMA 连接。 如果识别相应的配置，SMB 客户端将自动检测并使用多个网络连接。

SMB 3.x 技术和 CSV 是 SOFS 的基础。

SOFS 是基于 CSV 的故障转移群集功能。 将文件服务服务器角色配置为群集角色时，可以将其设置为“供常规使用的文件服务器”，或设置为“应用程序数据的横向扩展文件服务器”。 前一个选项实现可通过一个群集节点访问的高可用性共享文件夹。 如果该节点发生故障，另一个节点将获得该角色及其资源的所有权，从而维护共享文件夹的可用性。 但是，客户端始终通过单个节点访问它们。 SOFS 实现了一种不同的方法，其中共享文件夹位于基于 CSV 的卷上。

SOFS 提供了以下好处：

• 改进缩放。 由于客户端通过多个节点访问共享文件夹，因此，如果访问请求量增加，则可以向 SOFS 添加其他节点。
• 负载均衡利用率。 所有故障转移群集节点都可以接受和处理以一个或多个 SOFS 为目标的客户端读取和写入请求。 当你将节点的带宽和处理器能力相组合时，可实现比任何单个节点更高的利用率。 单个群集节点不再是潜在瓶颈，因为 SOFS 可以支持所有群集节点可共同提供帮助的尽可能多的客户端。
• 无中断的维护、更新和节点故障。 修复磁盘损坏问题、执行维护、更新或重新启动故障转移群集节点都不会影响 SOFS 的可用性。 SOFS 还提供由节点故障触发的透明故障转移。

你还可以使用 SOFS 来实现来宾群集。

除了群集节点是 VM 之外，你还可以配置类似于物理服务器故障转移群集的来宾故障转移群集。 在此场景中，你将创建两个或更多 VM，并在来宾操作系统中实现故障转移群集。 然后，应用程序或服务可以利用 VM 之间的高可用性。 虽然你可以将 VM 置于在单个主机上，但在生产场景中，应使用单独的启用了故障转移群集的 Hyper-V 主机计算机。 在主机和 VM 级别实现故障转移群集后，无论 VM 或主机节点是否出现故障，都可以重新启动资源。

Hyper-V VM 可以使用共享存储，可通过使用群集 VM 中的光纤通道或 Internet SCSI (iSCSI) 连接到该共享存储。 或者，可以通过使用共享虚拟硬盘功能在群集 Hyper-V 主机上配置共享存储，然后将共享磁盘附加到群集 VM。

可以在以下场景中使用共享虚拟硬盘：

• Hyper-V 主机群集上的 CSV。 在此场景中，所有虚拟机文件（包括共享虚拟硬盘文件）都存储在配置为群集 VM 共享存储的 CSV 上。
• 单独存储群集上的 SOFS。 此场景使用基于 SMB 文件的存储作为共享虚拟硬盘文件的位置。

在这两种场景中，都可以使用存储空间直通来实现存储。

存储空间直通表示存储空间的演变。 它应用存储空间、故障转移群集、CSV 和 SMB 3.x，以通过使用存储空间直通群集节点的每个节点上的本地磁盘，实现虚拟化、高可用性群集存储。 它适用于托管高可用性工作负载，包括 VM 和 SQL Server 数据库。 存储空间直通使你无需在故障转移群集场景中将存储设备附加到多个群集节点。

以这种方式使用本地磁盘需要在节点之间实现高带宽、低延迟的网络。 为了满足此要求，应结合高端 RDMA 网络适配器部署冗余网络连接。 此体系结构允许你从 SMB 3.x、SMB 直通和 SMB 多通道等技术中获益，以提供高速、低延迟、CPU 高效使用存储访问。

有两个使用存储空间直通的 Hyper-V 工作负载部署模型：

• 非聚合。 在非聚合模型中，Hyper-V 主机（计算）位于存储空间直通主机（存储）的不同群集中。 可以通过依赖 SOFS 配置 Hyper-V VM 以将其文件存储在存储群集中，从而允许单独缩放 Hyper-V 群集（计算）和基于 S2D 的群集（存储）。
• 超聚合。 在超聚合模型中，群集节点同时作为 Hyper-V 主机（计算）和存储空间直通主机（存储）运行。 此部署模型将计算和存储放置在同一组群集节点上。 若要纵向扩展群集，需要增加其节点数。

若要为 Hyper-V 工作负载提供额外的复原能力，可以使用存储副本。

存储副本在不同物理位置的服务器或群集之间实现与存储无关的、块级的同步或异步复制。

可以使用存储副本创建跨两个不同物理站点的拉伸故障转移群集，所有节点保持同步。同步复制在彼此相对接近的站点之间复制卷。 复制具有完全一致性，这有助于在故障转移期间确保文件系统零数据丢失。 当网络往返延迟超过 5 毫秒 (ms) 时，异步复制可跨更远的距离进行复制，但可能会丢失数据。 数据丢失的程度取决于源卷和目标卷之间的复制延迟。

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