Grundlagen

Speicherreplikation in Windows Server

Eine der wichtigsten neuen Funktionen in Windows Server 2016 ist die Speicherreplikation, von Microsoft 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, was Storage Replica zu bieten hat und wie sie funktioniert.
Bereits mit Windows Server 2012 hatte Microsoft die Replikation von Hyper-V-VMs eingeführt und mit Windows Server 2012 R2 verbessert, etwa durch die Möglichkeit, drei Knoten zu replizieren. Das ist in Windows Server 2016 weiterhin möglich. Die neue Storage-Replikation arbeitet ähnlich, ist aber nicht von Hyper-V abhängig, sondern kann auch andere Daten replizieren.

Storage Replica ist der Replikation von DFS (Distributed File System) deutlich überlegen. Deshalb ist zu erwarten, dass Unternehmen, die bisher auf DFS-Replikation setzen, mit Windows Server 2016 auf Storage-Replikation umstellen. Auch diese Lösung arbeitet mit DFS zusammen, kann aber besser Daten replizieren. Zusätzlich erlaubt Storage Replica die Verschlüsselung von Daten. Desweiteren kooperiert Storage Replica perfekt mit Storage Spaces Direct, dem Zusammenfassen mehrerer physischer Festplatten von Clusterknoten zu einem gemeinsamen Datenspeicher.

Storage Replica in Windows Server 2016
In Windows Server 2012 R2 waren die Storage-Funktionen der Editionen Standard und Datacenter noch identisch. Mit Windows Server 2016 hat Microsoft nun Unterschiede in den Storage-Features integriert. So unterstützt nur die Datacenter Edition alle Funktionen. In der Standard-Edition gibt es weder Storage Spaces Direct noch Storage Replica. Auch Shielded Virtual Machines fehlen in der Standard-Edition.

Wollen Sie also die Speicherreplikation nutzen, müssen Sie demnach auf einen Cluster mit Windows Server 2016 in der Datacenter Edition setzen. Die Funktion wird als neues Serverfeature über den Server-Manager installiert und steht danach zur Verfügung. Die Verwaltung erfolgt zum großen Teil über die PowerShell. Die Lösung dient aber nicht dem Datenschutz, sondern vor allem der Replikation von Daten in einem Cluster. Daher findet die Verwaltung in der grafischen Oberfläche vor allem über den Failover-Clustermanager statt.

Szenarien für Storage Replica
Die Speicherreplikation bietet vor allem drei Einsatzszenarien: Im ersten Szenario replizieren Sie wichtige Datenträger schnell und einfach auf andere Server (von Server A auf Server B), auch in andere Rechenzentren. Dadurch erhalten Sie eine recht hohe Absicherung Ihrer Daten, vor allem im Katastrophenfall. Sie können also auch ohne Cluster komplette Server oder deren Datenträger zwischen verschiedenen Servern replizieren.

Das zweite wichtige Einsatzgebiet ist das Replizieren von wichtigen Daten in einem Geo-Cluster, auch Stretched Cluster genannt (also von Clusterknoten 1 zu Clusterknoten 2). Ein Einsatzgebiet kann zum Beispiel die Replikation von virtuellen Servern und deren Konfigurationsdaten sowie virtueller Festplatten zwischen verschiedenen Rechenzentren sein. Dabei sind die Clusterknoten auf verschiedene Rechenzentren verteilt.

Die beiden Szenarien lassen sich auch zu einem gemeinsamen Einsatzszenario verbinden. In diesem replizieren Sie die Daten eines Clusters zu einem anderen Cluster in einem anderen Rechenzentrum (von Clusterknoten 1, Cluster 1 zu Clusterknoten 1, Cluster 2). Dabei sind die einzelnen Cluster aber nicht auf verschiedene Rechenzentren aufgeteilt, sondern Bestandteil eines einzelnen Rechenzentrums. Die Daten werden also nicht innerhalb eines Clusters repliziert, sondern zwischen verschiedenen Clustern. Die Cluster selbst befinden sich dann natürlich idealerweise in verschiedenen Rechenzentren.

Möglichkeiten und Voraussetzungen
Einfach ausgedrückt bietet Storage Replica die Möglichkeit, auf Block-Level den Inhalt ganzer Festplatten zwischen Servern mit Windows Server 2016 zu replizieren. Administratoren verfügen dazu über zahlreiche Einstellungsmöglichkeiten. Die Replikation kann synchron und asynchron konfiguriert werden. Mit dem neuen Server-Feature von Windows Server 2016 lassen sich Dateiserver oder andere Server absichern und hochverfügbar betreiben, indem Daten zwischen den Servern automatisiert repliziert werden.

Der Vorteil der neuen Technologie ist die vollständige Unabhängigkeit von Speicherlösungen und Speicherherstellern. Sie können jeden beliebigen Speicher replizieren, solange dieser mit einem Server auf Basis von Windows Server 2016 verbunden ist. Die Replikation erfolgt über das SMB-Protokoll 3.x. Dabei kann das Protokoll auf die ganze Bandbreite zurückgreifen, die durch die Adapter zur Verfügung gestellt wird.

Sie müssen natürlich darauf achten, dass die Festplatten des Zielsystems mindestens so groß sind wie die des Quellsystems. Sie können auf NTFS oder das ReFS-Dateisystem setzen, um Daten mit Storage Replica zu synchronisieren. Wichtig dabei ist aber, dass Sie auf dem GPT-Partitionsformat aufbauen. Die Einrichtung der beteiligten Datenträger müssen Sie vor der Konfiguration von Storage Replica vornehmen.

Die Netzwerkverbindung zwischen den Servern muss leistungsstark sein, am besten verwenden Sie eine 10-GBit-Verbindung. Für Testzwecke reichen aber auch langsamere Verbindungen. Stellen Sie für die beteiligten Windows-Server statische IP-Adressen und die DNS-Namensauflösung sicher. Beide Server müssen sich gegenseitig im Netzwerk auflösen können.

Fazit
Storage Replica bietet die synchrone Replikation ganzer Festplatten zwischen Standorten und kann daher dem Datenverlust durch defekte Server oder Problemen mit dem Dateisystem vorbeugen. Sie können in der Konfiguration des Dienstes aber auch eine asynchrone, also zeitverzögerte Replikation auswählen. Auch mit Bitlocker verschlüsselte Laufwerke lassen sich dabei replizieren.
12.01.2017/Thomas Joos/dr

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