Что такое дисковое пространство в windows 10

Управление дисковыми пространствами в системе Windows 10

Функция «Дисковые пространства» в системе Windows 10 помогает защитить данные в случае сбоя жесткого диска и позволяют увеличить объем дискового пространства по мере добавления дисков для компьютера.

С помощью технологии «Дисковые пространства» можно создавать группы (пулы хранилищ), состоящие из двух или большего числа дисков, а затем создавать из них виртуальные диски (места для хранения). В этих местах обычно хранятся две копии данных. Даже если один диск выйдет из строя, нетронутой останется копия данных. Если осталось мало места для хранения, добавьте больше дисков в пул носителей.

Что нужно для создания дискового пространства

Нужны, по крайней мере, два дополнительных диска (кроме диска, на котором установлена система Windows). Это могут быть внутренние или внешние жесткие диски или твердотельные накопители (SSD). С функцией «Дисковое пространство» можно использовать диски разных типов, включая диски USB, SATA и SAS.

Как создать дисковое пространство

Какой диск создать: простой, зеркальный или четный

Следует ли обновлять пул дисков

После обновления до Windows 10 мы рекомендуем обновить существующие пулы. Обновленный пул позволяет оптимизировать использование жесткого диска.

Примечание: обновленные пулы не совместимы с предыдущими версиями Windows.

Почему стоит оптимизировать использование диска

При добавлении новых дисков в существующий пул стоит оптимизировать использование дискового пространства. Это позволит перенести часть данных на вновь добавленный диск, обеспечивая оптимальное использование возможностей пула.

При добавлении нового диска в обновленный пул Windows 10 оптимизация выполняется автоматически – флажок Оптимизировать использование дискового пространства, чтобы разложить существующие данные на все диски установлен при добавлении нового диска. Однако, если этот флажок снят или диски будут добавлены перед обновлением пула, нужно вручную оптимизировать использование дискового пространства.

Чтобы это сделать, введите на панели задач в поле поиска строку дисковое пространство и выберите Дисковое пространство в списке результатов поиска, а затем выберите пункт Оптимизировать использование диска.

Как удалить диск из пула

В случае создания пула в Windows 10 или обновления существующего пула можно удалить из него диск. Данные, хранящиеся на этом диске, будут перенесены на другие диски в пуле, что позволяет свободно использовать диска для других целей.

Примечание: Если у Вас возникли проблемы при попытке подготовки диска к удалению, это может означать, что вы не имеете достаточного количества свободного места в пуле, чтобы хранить все данные с диска, который хотите удалить. Попробуйте добавить в пул новый диск размером, равным размеру диска, который вы хотите удалить, а затем повторите попытку.

Источник

Планирование томов в локальных дисковых пространствах

Область применения: Windows Server 2022, Windows Server 2019, Windows Server 2016

Эта статья содержит рекомендации по планированию томов в локальных дисковых пространствах в соответствии с потребностями рабочих нагрузок, касающимися производительности и мощности, в том числе по выбору их файловой системы, типа устойчивости и размера.

Краткие сведения: что такое тома

Тома — это место размещения файлов, необходимых рабочим нагрузкам, например VHD-или VHDX-файлы для виртуальных машин Hyper-V. Тома объединяют диски в пул хранения, чтобы обеспечить отказоустойчивость, масштабируемость и производительность локальных дисковых пространств.

В документации по локальным дисковым пространствам мы используем термин «том» как суммарное обозначение тома и базового виртуального диска, а также других встроенных функций Windows, таких как общие тома кластера (CSV) и ReFS. Для успешного планирования и развертывания локальных дисковых пространств понимать эти различия необязательно.

Все тома доступны всем серверам в кластере одновременно. После создания они отображаются в к:\клустерстораже\ на всех серверах.

Выбор количества томов

Рекомендуем использовать количество томов, кратное количеству серверов в кластере. Например, при наличии 4 серверов вы получите более устойчивую производительность с 4 общими томами, чем с 3 или 5. Это позволяет кластеру распределять «принадлежность» тома равномерно между серверами (один сервер выполняет оркестрацию метаданных для каждого тома).

Рекомендуем ограничить общее число томов следующим образом:

Выбор файловой системы

Рекомендуем использовать новую файловую систему Resilient File System (ReFS) для локальных дисковых пространств. ReFS — это основная файловая система для виртуализации, которая обеспечивает множество преимуществ, в том числе существенное ускорение работы и встроенную защиту от повреждения данных. он поддерживает почти все ключевые функции NTFS, включая дедупликацию данных в Windows Server, версии 1709 и более поздних. Дополнительные сведения см. в таблице сравнение возможностей ReFS.

Если рабочей нагрузке требуется функция, которую еще не поддерживает ReFS, можете использовать NTFS.

В одном кластере могут сосуществовать тома с разными файловыми системами.

Выбор типа устойчивости

Тома в локальных дисковых пространствах обеспечивают отказоустойчивость для защиты от проблем с оборудованием, таких как сбои дисков или серверов, и для обеспечения постоянной доступности в течение всего времени обслуживания сервера, например во время обновления программного обеспечения.

Доступные типы устойчивости не зависят от используемых типов дисков.

С двумя серверами

С двумя серверами в кластере можно использовать двустороннее зеркальное отображение. если вы используете Windows Server 2019, можно также использовать вложенную устойчивость.

Двухстороннее зеркальное отображение сохраняет две копии всех данных — одну копию на дисках на каждом сервере. Эффективность хранения составляет 50% — для записи 1 ТБ данных требуется по крайней мере 2 ТБ физического объема хранилища в пуле носителей. Двустороннее зеркальное отображение может безопасно допускать один сбой оборудования за раз (один сервер или диск).

вложенная устойчивость (доступна только на Windows Server 2019) обеспечивает устойчивость данных между серверами с двусторонним зеркальным отображением, а затем повышает устойчивость на сервере с двусторонним зеркальным отображением или контролем четности с зеркальным отображением. Вложенность обеспечивает устойчивость данных, даже если один сервер перезапускается или недоступен. Эффективность хранения составляет 25% с вложенным двусторонним зеркальным отображением и около 35-40% для вложенной контрольной суммы с зеркальным ускорением. Вложенная устойчивость может безопасно допускать два сбоя оборудования за раз (два диска, сервер и диск на оставшемся сервере). из-за этой дополнительной устойчивости данных мы рекомендуем использовать вложенную устойчивость в рабочих развертываниях кластеров из двух серверов, если вы используете Windows server 2019. Дополнительные сведения см. в разделе Вложенная устойчивость.

С тремя серверами

С тремя серверами следует использовать трехстороннее зеркальное отображение, чтобы обеспечить более высокую отказоустойчивость и производительность. В этом случае хранятся три копии всех данных, по одной копии на каждом сервере. Экономичность хранения составляет 33,3 %: для записи 1 ТБ данных требуется не менее 3 ТБ физической памяти в пуле носителей. Трехстороннее зеркальное отображение может безопасно допускать не менее двух проблем с оборудованием (диск или сервер) за раз. Если 2 узла станут недоступными, пул носителей потеряет кворум, так как 2/3 дисков недоступны, и виртуальные диски будут недоступны. Однако узел может быть отключен, и один или несколько дисков на другом узле могут завершиться сбоем, а виртуальные диски останутся в сети. Например, в случае перезагрузки одного сервера при внезапном сбое другого диска или сервера все данные остаются в целостности и постоянно доступными.

С четырьмя или более серверами

При наличии четырех или более серверов можно выбрать для каждого из них использование трехуровневой зеркального отображения, двойной контроль четности (часто именуемый очистки-кодированием) или сочетание этих двух вариантов с контролем четности с зеркальным отображением.

Двойная четность обеспечивает ту же отказоустойчивость, что и трехстороннее зеркальное отображение, но лучшую экономичность хранения. При использовании четырех серверов эффективность хранения составляет 50.0% — для хранения 2 ТБ данных требуется 4 ТБ физической емкости хранилища в пуле носителей. Экономичность хранения увеличивается до 66,7 % при использовании семи серверов и достигает 80,0 %. Кодирование четности требует большего объема вычислений, что может ограничивать его производительность.

Выбор типа устойчивости зависит от требований рабочей нагрузки. Ниже приведена таблица с кратким описанием рабочих нагрузок, которые подходят для каждого типа устойчивости, а также производительности и эффективности хранения каждого типа устойчивости.

Тип устойчивости	Эффективность использования емкости	Speed	Рабочие нагрузки
Зеркальное отображение	Трехстороннее зеркало: 33% Двухстороннее зеркало: 50%	Высокая производительность	Виртуализированные рабочие нагрузки Базы данных Другие высокопроизводительные рабочие нагрузки
Четность с зеркальным ускорением	Зависит от доли зеркала и четности	Намного медленнее, чем зеркальный, но вдвое быстрее, чем двойная четность Лучше для больших последовательных операций записи и чтения	Архивация и резервное копирование Виртуализированная инфраструктура настольных систем
Двойной контроль четности	4 сервера: 50% 16 серверов: до 80%	Наибольшая загрузка ЦП для задержки ввода-вывода & при записи Лучше для больших последовательных операций записи и чтения	Архивация и резервное копирование Виртуализированная инфраструктура настольных систем

Когда важнее всего производительность

Рабочие нагрузки, у которых жесткие требования к задержке, а также рабочие нагрузки с большим количеством смешанных случайных операций ввода-вывода в секунду, например связанные с базами данных SQL Server или требовательными к производительности виртуальными машинами Hyper-V, необходимо запускать на томах с зеркальным отображением для повышения производительности.

Зеркальное отображение работает быстрее, чем любой другой тип устойчивости. Мы используем зеркальное отображение почти для всех примеров производительности.

Когда важнее всего емкость

Рабочие нагрузки, которые выполняют запись редко, например связанные с хранилищами данных или автономным неструктурированным защищенным хранилищем, необходимо запускать на томах с двойной четностью для повышения экономичности хранения. Для рабочих нагрузок, связанных с традиционными файловыми серверами, инфраструктурой виртуальных рабочих столов (VDI), а также других рабочих нагрузок, которые не создают много плавающих случайных операций ввода-вывода и/или не требуют наилучшей производительности, также можно использовать двойную четность. Четность неизбежно увеличивает загрузку ЦП и задержку ввода-вывода, особенно при записи, если сравнивать ее с зеркальным отображением.

При массовой записи данных

Рабочие нагрузки, которые последовательно записывают большие объемы данных, например предназначенные для архивации или резервного копирования, в Windows Server 2016 можно запускать на томах, для которых используются и зеркальное отображение, и двойная четность. Записанные данные сначала оказываются в зеркально отображаемом разделе, а затем постепенно перемещаются в раздел четности. Это ускоряет прием больших объемов данных и снижает использование ресурсов при этом, так как ресурсоемкое кодирование четности может выполняться в течение более длительного времени. Объем данных, записываемых за раз (например, ежедневная резервная копия) должен свободно помещаться в раздел зеркала. Например, если 100 ГБ принимаются один раз в день, рекомендуем использовать зеркальное отображение для объема 150–200 ГБ и двойную четность для остального объема.

Итоговая экономичность хранения зависит от выбранных пропорций. Примеры см. в этом ролике.

Если наблюдать за резкой производительностью записи, попадете при приеме данных, это может означать, что зеркальная часть недостаточно велика или что контрольные данные с зеркальным отображением не подходят для вашего варианта использования. Например, если производительность записи уменьшилась с 400 МБ/с до 40 МБ/с, рассмотрите возможность расширения зеркальной части или переключения на трехстороннее зеркало.

О развертываниях с NVMe, SSD и HDD

В развертываниях с дисками двух типов более быстрые диски обеспечивают кэширование, а более медленные — емкость. Это происходит автоматически. Дополнительные сведения см. в статье Общие сведения о кэше в локальных дисковых пространствах. В таких развертываниях все тома в конечном итоге располагаются на дисках одного типа — дисках хранения.

В развертываниях с дисками трех типов только самые быстрые диски (NVMe) обеспечивают кэширование, а другие диски (SSD и HDD) обеспечивают емкость. Вы можете выбрать, где будет располагаться каждый том: полностью на уровне SSD, полностью на уровне HDD или и там, и там.

Рекомендуем использовать уровень SSD для размещения самых требовательных к производительности рабочих нагрузок в системе только с флэш-накопителями.

Выбор размера томов

Рекомендуем ограничить размер каждого тома следующим образом:

Если вы используете решение для резервного копирования, основанное на службе теневого копирования томов (VSS) и в поставщике программного обеспечения Volsnap, как и в случае с рабочими нагрузками файлового сервера, ограничение размера тома до 10 ТБ повысит производительность и надежность. Системы резервного копирования, которые используют новые API RCT Hyper-V, клонирование блоков ReFS или нативные API резервного копирования SQL, хорошо работают на томах размером 32 ТБ и более.

Занимаемое место

Размер тома — это объем данных, которые могут в нем храниться. Он указывается с помощью параметра -Size командлета New-Volume, а затем отображается в свойстве Size при запуске командлета Get-Volume.

Размер отличается от занимаемого места тома — общего объема физической памяти, который он занимает в пуле носителей. Занимаемое место зависит от его типа устойчивости. Например, место, которое занимают тома, использующие трехстороннее зеркальное отображение, в три раза больше их размера.

В пуле носителей должно быть достаточно места для томов.

Резервирование емкости

Нераспределенное пространство в пуле носителей повышает производительность и безопасность данных, так как тома могут восстанавливаться «на месте» после сбоя дисков. Если емкости достаточно, тома могут восстановиться «на месте» до состояния полной устойчивости даже до замены отказавших дисков. Это происходит автоматически.

Рекомендуем зарезервировать эквивалент одного диска хранения на сервер (до 4 дисков). Вы можете зарезервировать больше, но эта минимальная емкость гарантирует немедленное параллельное восстановление «на месте» после сбоя любого диска.

Например, если у вас 2 сервера и диски хранения по 1 ТБ, зарезервируйте 2 ТБ в пуле (2 x 1 = 2). Если у вас 3 сервера и диски хранения по 1 ТБ, зарезервируйте 3 ТБ (3 x 1 = 3). Если у вас 4 или больше серверов и диски хранения по 1 ТБ, зарезервируйте 4 ТБ (4 x 1 = 4).

В кластерах с дисками всех трех типов (NVMe + SSD + HDD) рекомендуем зарезервировать место, равное суммарному размеру одного SSD и одного HDD на сервер (до 4 дисков в каждом случае).

Пример. Планирование емкости

Рассмотрим один кластер с четырьмя серверами. У каждого сервера есть кэш-диски, а также 16 дисков хранения по 2 ТБ.

Из этих 128 ТБ в пуле носителей мы резервируем четыре диска (8 ТБ), чтобы диски после сбоя могли восстанавливаться «на месте» без какой-либо спешки. После этого в пуле остается 120 ТБ физической памяти, с помощью которой можно создать тома.

Предположим, нам нужно разместить в развертывании высокоактивные виртуальные машины Hyper-V, но нам также нужно хранить много старых файлов и резервных копий. Так как у нас четыре сервера, создадим четыре тома.

Поместим виртуальные машины на первые два тома (Volume1 и Volume2). Мы выбираем файловую систему ReFS (для быстрого создания и контрольных точек) и трехстороннее зеркальное отображение для максимальной производительности. Поместим автономное неструктурированное защищенное хранилище на другие два тома (Volume 3 и Volume 4). Мы выбираем файловую систему NTFS (для дедупликации данных) и двойную четность для максимальной емкости.

Необязательно делать все тома одного размера, но для простоты можем сделать все тома по 12 ТБ.

Volume1 и Volume2 займут по 36 ТБ физической памяти (12 ТБ x 33,3 % экономичности = 36 ТБ).

Volume3 и Volume4 займут по 24 ТБ физической памяти (12 ТБ x 50,0 % экономичности = 24 ТБ).

Физической памяти, доступной в нашем пуле, как раз достаточно для четырех томов. Идеально!

Необязательно создавать все тома сразу. Вы всегда можете расширить или создать тома позже.

Для простоты в этом примере используются десятичные единицы (с основанием 10), то есть 1 ТБ = 1 000 000 000 000 байтов. Однако размеры хранилищ в Windows отображаются в двоичных единицах (с основанием 2). Например, диски по 2 ТБ будут отображаться в Windows как диски по 1,82 ТиБ. Для пула носителей размером 128 ТБ будет отображаться 116,41 ТиБ. Это ожидаемое поведение.

Источник

Windows Storage Spaces для начинающих

Во многих дата-центрах и серверных фермах для хранения данных используются HDD и SSD. Статистика, однако, сообщает о том, что после трёх лет работы 10% дисков становятся негодными.

Гибкие возможности масштабирования тоже привлекательны: можно объединить 3 и более драйвов в единый сторадж-пул и затем формировать на его основе “стораджики” нужного размера. А поскольку при работе с пулом формируются и сохраняются дополнительные копии для ваших данных, то проблемы с одним из дисков не приведут к потере всего и вся. А если понадобилось больше места? Просто добавь воды еще дисков в пул.

Storage Spaces для Windows 10

— Он забирается на самую высокую сосну и оттуда планирует.

— Ага, простите, что планирует?

— Он прыгает и планирует.

Даже если сценарий развертывания, который вы хотите воплотить, входит в число самых популярных, и инструкция к нему коротка и вроде даже сходу понятна, этап подготовки и планирования все равно никто не отменял. Итак:

Если вы используете дисковые пространства Storage Spaces на машине с Windows 10, то рекомендуется обеспечить наличие минимум 2 дисков помимо системного. Эти диски могут быть как встроенными, так и внешними. Поддерживаются SSD; можно комбинировать SATA, USB и SAS.

Количество дисков рассчитывается исходя из того, какой метод обеспечения отказоустойчивости вы хотите применить. Есть вот такие варианты:

После того, как вы все рассчитали и подготовили, можно организовать собственно Storage Spaces. Для этого в Windows 10 нужно выполнить вот такие шаги:

Проверить, что диски, которые вы планируете задействовать, у вас подключены.

Важно! Если вы укажете, что в сторадж-пул хотите включить размеченный диск, имейте в виду, что Windows безвозвратно удалит все разделы и файлы на нём. До начала работы сделайте резервную копию всего, что вам дорого на этом диске!

Для простоты в поле поиска в панели задач вводим Storage Spaces и из полученного списка выбираем Storage Spaces.

Кликаем Create a new pool and storage space.

Выберем нужные нам диски и затем кликнем Сreate new storage pool.

Указываем имя, буквенное обозначение и файловую систему для нового сторадж пула.

На случай сбоя рекомендуется выбрать метод обеспечения отказоустойчивости (Resiliency) как одну из следующих опций: Two-way mirror, Three-way mirror или Parity.

Важно! Помните про количество дисков, которые потребуются в каждом из указанных вариантов, о чем мы говорили выше. Если, допустим, вы предпочтете Two-way mirror, то для нового storage space будет создаваться две копии данных. Так что для такого сценария понадобится минимум два диска (помимо системного).

Затем задайте максимальный размер стораджа для Storage Spaces.

Когда с настройками покончено, нажимаем Create storage space.

Оптимизация работы

Рекомендуется своевременно оптимизировать работу с дисками. Вот что советует делать Microsoft:

При добавлении новых дисков в существующий пул рекомендуется оптимизировать использование диска. При этом некоторые данные будут перемещены на новый диск, чтобы оптимизировать использование емкости пула. Это стандартное действие при добавлении нового диска в обновленный пул в Windows 10: флажок Optimize to spread existing data across all drives будет установлен по умолчанию.

Однако если вы сняли этот флажок или добавили диски до обновления пула, вам нужно вручную оптимизировать использование диска. Для этого в поле поиска на панели задач введите Storage Spaces, выберите Storage Spaces из списка результатов поиска, а затем щелкните Optimize drive usage.

Автономный сервер

Если у вас один отдельно взятый сервер, то для настройки на нем дисковых пространств Storage Spaces есть подробная инструкция от Microsoft, на русском языке и даже с картинкой. Storage Spaces поддерживаются для Windows Server 2019, Windows Server 2016, Windows Server 2012 R2 и Windows Server 2012.

Обратите внимание: до начала настройки нужно обеспечить наличие одного или нескольких пулов, а также проверить конфигурацию на соответствие ряду требований (они перечислены в разделе «Предварительные условия»).

На базе сторадж-пула можно создать несколько виртуальных дисков. (Windows идентифицирует их как обычные диски, которые могут быть отформатированы.)

Для их создания можно использовать File and Storage Services; в настройках можно указать thin provisioning либо fixed provisioning, а также размер. Дополнительные настройки можно задать с помощью команд PowerShell.

Кластеры и Storage Spaces Direct

Если вы работаете с кластером и используете для каждой его ноды СХД с прямым подключением (DAS), то Storage Spaces Direct могут оказаться вполне разумным и эффективным вариантом по сравнению с NAS и SAN. Storage Spaces Direct отличаются хорошей масштабируемостью и возможностями управления. Технология Storage Spaces работает наряду с кэшированием, RDMA и поддержкой СХД для разных уровней (tiers). Помимо этого, поддерживаются диски NVMe.

Storage Spaces Direct поддерживаются для Windows Server 2019 Datacenter, 2016 Datacenter и Insider Preview Builds. Можно создать конвергентное или гипер-конвергентное пространство.

Настройка сети (этот этап не относится к сценарию развертывания Storage Spaces Direct на виртуальных машинах).

Все эти этапы очень подробно описаны здесь (на русском языке).

Storage Spaces vs. RAID

Как водится, у Windows Storage Spaces и RAID есть свои преимущества и свои недостатки. Об этом уже написана не одна сотня строк (например, здесь). Вкратце:

Для программных RAID, как и для Storage Spaces отсутствуют ограничения по числу сокетов (у традиционных RAID они есть).

Если говорить о производительности, то RAID 0 превосходит Storage Spaces с режимом simple mode примерно вдвое. Однако на скоростях 4K они уже сравнимы. RAID 1 быстрее выполняет последовательные операции чтения, зато Storage Spaces в режиме two-way mirror mode вдвое быстрее выполняет операции записи, нежели RAID 1. Что касается hardware RAID, то операции чтения и записи для них гораздо быстрее, чем Storage Spaces в режиме parity mode.

Источник