Fachartikel

Replikation mit Storage Replica (2)

Eine der wichtigsten neuen Funktionen in Windows Server 2016 ist die Speicherreplikation, von Microsoft auch als Storage Replica bezeichnet. Mit dieser Technologie lassen sich ganze Festplatten blockbasiert zwischen Servern replizieren, auch zwischen verschiedenen Rechenzentren sowie der Cloud und einem Rechenzentrum. Wir erklären, welcher Gedanke hinter Storage Replica steckt und wie Admins diese Technik am besten anwenden. Im zweiten Teil der Workshopserie gehen wir auf die Unterschiede zwischen ReFS und NTFS ein und skizzieren den praktischen Umgang mit Storage Replica.
Storage Replica dient weniger dem Schutz von Daten, sondern vor allem der Replikation von Daten in einem Cluster.
ReFS versus NTFS
Neben dem Partitionsstil spielt noch das Dateisystem eine wichtige Rolle, das gilt auch für die Replikation. Für Datenfestplatten bieten bereits Windows Server 2012 und Windows Server 2012 R2 das neue Dateisystem ReFS (Resilent File System). Auch in Windows Server 2016 ist dieses Dateisystem empfohlen. Es ist stabiler und schützt besser vor Ausfällen des Servers sowie vor Schäden der Hardware. Eine Beschädigung der Dateien ist mit ReFS sehr unwahrscheinlich. Das spielt bei der Replikation natürlich eine besonders wichtige Rolle. Außerdem kann ReFS mit einer größeren Anzahl an Dateien und größeren Datenträgern umgehen und sich bei Ausfall selbst reparieren. Das alles sind Punkte, die für die Storage-Replikation von großer Bedeutung sind.

ReFS arbeitet besser mit den neuen Storage Spaces Direct zusammen und bietet vollständige Kompatibilität mit NTFS-Anwendungen und Dateifreigaben. Windows-Rechner, die auf Windows Server 2016 zugreifen können, haben auch die Möglichkeit, ReFS zu lesen. Entdeckt ReFS einen Fehler in einem Speicherplatz, veranlasst das Dateisystem eine Reparatur. Dazu verwendet es gespeicherte Prüfsummen und Metadaten des Systems. Allerdings ist dazu beim Erstellen eines Speicherplatzes eine Ausfallsicherheit notwendig.


Bild 2: Den Partitionsstil einer Festplatte wählen Sie beim Initialisieren aus.

Sie können auf ReFS-Datenträgern weder die Komprimierung noch das verschlüsselte Dateisystem einsetzen. Auch Windows-Datenträgerkontingente funktionieren nicht. Außerdem können Sie Datenträger nicht verkleinern oder vergrößern wie mit NTFS. Das spielt bei der Storage-Replikation aber ohnehin keine Rolle.

Um einen Datenträger von FAT32 zu NTFS umzuwandeln, arbeiten Sie in der Eingabeaufforderung mit dem Befehl convert Laufwerksbuchstabe/fs:ntfs. Ein solches Kommando gibt es für ReFS aber nicht. Hier müssen Sie für eine Umwandlung immer neu formatieren, auch von NTFS zu ReFS. Sie können die Formatierung aber ohne Weiteres in der Befehlszeile oder der PowerShell durchführen und ReFS verwenden. Dazu nutzen Sie den Befehl format /fs:ReFS Laufwerksbuchstabe: oder Format-Volume -DriveLetter Laufwerksbuchstabe: -FileSystem ReFS -Full in der PowerShell.

Eine Schnellformatierung führen Sie in der Befehlszeile mit format /fs:ReFS /q Laufwerksbuchstabe: durch. Sie können für Software-RAIDs in Windows Server 2016 auch das ReFS-Dateisystem verwenden. Die Erstellung und Verwaltung ist identisch mit der Verwendung von NTFS.
Storage Replica in der Praxis
Die Storage-Replikation läuft im Grunde genommen immer gleich ab. Das Betriebssystem oder Anwendungen schreiben Blöcke auf den Quell-Server (Schritt 1). Storage Replica erkennt das und speichert die Vorgänge in der Protokolldatei. Außerdem überträgt der Quell-Server die Daten mit SMB 3.1.1 sowie RDMA zum Zielserver (Schritt 2). Anschließend schreibt der Server im Ziel-Standort die Daten in sein Protokoll (Schritt 3). Danach bestätigt der Ziel-Server die erfolgreiche Replikation (Schritt 4) und der Quell-Server meldet, dass er die Bestätigung empfangen hat (Schritt 5). Anschließend werden auch die Protokolle entsprechend angepasst (Schritt 6).

Um die Speicherreplikation zu nutzen, müssen Sie über den Server-Manager das Feature "Speicherreplikat" installieren. Die Installation erfolgt nicht über die Serverrollen, sondern als Serverfeature, wie die Clusterfunktion. Die Server, die Sie mit Storage Replica synchronisieren, müssen in einer gemeinsamen Active-Directory-Gesamtstruktur betrieben werden. Hier müssen Sie aber nicht auf ein Active Directory mit Windows Server 2016 setzen, sondern auch auf Windows Server 2012 R2 ist dies möglich. Die beteiligten Server müssen aber unter Windows Server 2016 laufen. Die Features für "Windows-Clustering" und "Speicherreplikat" installieren Sie entweder über den Server-Manager oder in der PowerShell mit:
Install-WindowsFeature -Name Storage-Replica,FS-FileServer 
-IncludeManagementTools -Restart
Die Features müssen Sie natürlich auf beiden Servern installieren, deren Festplatten sie replizieren. Dazu können Sie ebenfalls die PowerShell nutzen. Sie speichern dazu die Namen der Server in die Variablen und spielen dann auf den Servern die notwendigen Features auf:
$Replica = " SRV1", "SRV2"
$ReplicaServer | % {Install-WindowsFeature -ComputerName $_
-Name Storage-Replica,FS-Fileserver -IncludeManagementTools}
Für die Einrichtung benötigen Sie mindestens zwei Server mit Windows Server 2016, die Mitglied der Domäne sind und jeweils über einen Datenträger verfügen, den Sie replizieren. Sie können dazu SAS, JBODs, Fibre Channel SAN oder iSCSI SANs nutzen. Am besten verwenden Sie einen Mix aus HDD und SSD. Sie können aber problemlos auch iSCSI-Ziele auf Windows Server 2012 R2 oder Windows Server 2016 erstellen und den Clusterknoten zuweisen. Damit die Replikation eingerichtet werden kann – auch für eine Testumgebung – erstellen Sie für beide Knoten zwei eigene iSCSI-Ziele und weisen diese als Laufwerke zu. Verbinden Sie die Laufwerke mit dem iSCSI-Initiator in Windows Server 2016. Erstellen Sie danach einen Cluster und fügen Sie die beiden iSCSI-Laufwerke des Quell-Servers als CSV-Laufwerke hinzu (Cluster Shared Volume).

Für die Verwaltung der Storage-Replica-Funktion in der grafischen Oberfläche in einem Cluster nutzen Sie den Failovercluster-Manager. Über den Bereich "Speicher / Datenträger (Storage/Disks)" sehen Sie alle Datenträger, die an den Cluster angebunden sind. Über das Kontextmenü der Datenträger starten Sie den Assistenten für die Einrichtung von Storage Replica über "Replikation / Aktivieren".

Im Failovercluster-Manager nehmen Sie die Einstellungen im Assistenten vor. Nachdem Sie das Quell-Laufwerk im Assistenten des Failovercluster-Managers ausgewählt haben, bestimmen Sie das Ziel-Laufwerk für die Replikation. In diesem Rahmen legen Sie auch ein Laufwerk für das Speichern der Logdateien fest. Dieses geben Sie in der PowerShell durch die Option "DestinationLogVolumeName" ein.

Danach können Sie im Failovercluster-Manager noch auswählen, ob die Ziel-Festplatte schon Daten der Quell-Festplatte enthält. In diesem Fall muss der Server nur geänderte Daten übertragen, was Bandbreite spart. Vor allem bei der Replikation in Geo-Clustern kann es daher sinnvoll sein, die erste Replikation offline vorzunehmen und danach erst die Speicherreplikation einzurichten. Danach ist der Assistent abgeschlossen und beginnt mit der Einrichtung der Replikation. Den aktuellen Status sehen Sie im Failovercluster-Manager. In der Oberfläche ist auch zu erkennen, ob es sich bei diesem Datenträger um die Quelle, das Ziel oder den Datenträger für Logdateien handelt.

Den Status der Replikation entnehmen Sie auch der PowerShell mit den beiden Cmdlets "Get-SRGroup" und "GetSRPartnership". Die Latenz und die Leistung der Replikation überprüfen Sie mit "Test-SRTopology".

Im ersten Teil haben wir mögliche Szenarien für Storage Replica geschildert und erklärt, wie Sie mit GPT-Partitionen und ReFS arbeiten. Der dritte Teil der Workshopserie bringt Ihnen nahe, wie Sie Storage Replica per PowerShell steuern.
8.07.2019/ln/Thomas Joos

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