Software-Defined Storage mit Windows Server Was ist Storage Spaces Direct (S2D)?

Storage Spaces Direct ist eine von Microsoft im Betriebssystem Windows Server 2016 eingeführte Funktion. Mithilfe von S2D lässt sich die Speicherkapazität lokaler Laufwerke wie Festplatten, SSDs oder NVMe-Speicherkarten eines Servers oder mehrerer Server zu einem hochverfügbaren Speicherpool zusammenfassen. Es entsteht ein Software-definiertes Storage-System, auf dessen Speicher beispielsweise Hyper-V-basierte virtuelle Maschinen zugreifen können.

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Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
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(Bild: © aga7ta - Fotolia)

Das Akronym für Storage Spaces Direct lautet „S2D“. Es handelt sich bei S2D um eine Funktion des Betriebssystems Windows Server. Die Funktion wurde von Microsoft mit der Version Windows Server 2016 eingeführt.

Mithilfe von S2D lässt sich der Speicherplatz lokaler Laufwerke eines Servers oder mehrerer Server zu einem Software-Defined-Storage-System zusammenfassen. Der logische Speicherpool ist beispielsweise von Hyper-V-basierten virtuellen Maschinen nutzbar, lässt sich einfach skalieren und ist hochverfügbar installierbar. Als physische Laufwerke sind herkömmliche Festplatten (HDDs), Solid State Drives (SSDs) oder NVMe-Speicherkarten nutzbar. Die Software übernimmt die Verwaltung der Hardware-Speichermedien. Häufig genutzte Daten werden zum Beispiel auf schnellen NVMe-Speichergeräten und seltener benötigte Daten auf langsameren HDDs abgelegt.

S2D von Microsoft steht in Konkurrenz mit anderen Storage-Virtualisierungslösungen von Herstellern wie VMware oder IBM.

Funktionsweise von S2D

Zur Einrichtung von S2D genügen ein Server mit mehreren lokalen Speicherlaufwerken oder mehrere Server mit einem oder mehreren Speicherlaufwerken. Die Server lassen sich über Gigabit-Ethernet miteinander vernetzen. Microsoft empfiehlt zur Vernetzung mindestens 10-Gigabit-Ethernet und setzt die Unterstützung von RDMA (Remote Direct Memory Access) durch die Netzwerkkarten voraus. Die Kommunikation findet per SMB3 (Server Message Block Version 3) statt.

Ein Cluster fasst die lokalen Laufwerke eines Servers zunächst zu einem virtuellen Speicherbereich zusammen und bildet aus diesen virtuellen Speicherbereichen der Nodes einen Speicherpool. Die schnellen Speichertechnologien wie NVMe oder SSD nutzt S2D automatisch als Cache. Auf dem Speicherpool lassen sich logische Laufwerke einrichten. Ein Cluster kann aus bis zu 16 Servern und über 400 lokalen Laufwerken bestehen. S2D schützt beim Ausfall einzelner Server oder Festplatten automatisch vor Datenverlust.

Vorteile von Storage Spaces Direct

S2D von Microsoft bietet zahlreiche Vorteile wie:

  • gute Skalierbarkeit des Speicherpools durch Hinzufügen weiterer Laufwerke oder Nodes (horizontale und vertikale Skalierungsmöglichkeiten),
  • Zusammenfassung lokaler Laufwerke zu großen, flexiblen Speicherpools,
  • hochverfügbar – Ausfälle einzelner Laufwerke oder Server führen nicht zu Datenverlust,
  • realisierbar mit Standard-Server-Hardware,
  • in das Microsoft-Server-Betriebssystem integriert,
  • einfache Kombination von SSD-, NVMe- und HDD-Laufwerken,
  • automatische Nutzung der spezifischen Vorteile der jeweiligen Speichertechnologien,
  • schnelle Einrichtung einer S2D-Umgebung.

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