微軟 S2D 軟體定義儲存技術實戰

【專業強力推薦】
◎微軟雲端開發體驗暨平台推廣事業部技術社群行銷經理～張嘉容
◎DELL大中華地區企業解決方案資深副總～梁匯華
◎Lenovo區域解決方案首席顧問～黃國柱
◎Intel Global account in Sales & Marketing Group – Sales Director in Cloud Data Center～Benny Wang

還在為了規劃儲存設備規模大小而苦惱嗎？
實作微軟S2D軟體定義儲存技術，一次整合運算及儲存資源

Microsoft S2D軟體定義儲存技術，最小運作規模只要2台S2D叢集節點主機，即可建構出不輸中階儲存設備的IOPS儲存效能，並且S2D單一叢集最大規模16台及高達600萬IOPS儲存效能。同時，整合S2D HCI超融合部署架構，能夠一次解決VM虛擬主機和Container容器及其他工作負載，在運算及儲存資源方面整合的煩惱。

★SDDC軟體定義資料中心願景：了解SDDC願景中重要的組成元件，包括SDC軟體定義運算、SDS軟體定義儲存、SDN軟體定義網路。
★S2D部署模式及環境需求：深入剖析S2D部署模式HCI超融合式與融合式運作架構的差別，以及建構S2D環境時應該採用RAID還是HBA、採用SSD或HDD、採用一般TCP/IP或RDMA、採用NTFS或ReFS檔案系統等議題。
★S2D運作架構：深入剖析S2D底層運作架構元件，例如：SSB軟體式儲存匯流排、SSB頻寬管理機制、SBC儲存匯流排快取機制、Storage Pool、ReFS Real-Time Tiering、SMB Direct、RoCE、iWARP、Infiniband、SMB MultiChannel等技術內容。
★規劃設計最佳化S2D運作架構：一步一步帶領你挑選CPU處理器、記憶體、NVMe快閃儲存、SSD固態硬碟、HBA硬碟控制器、RDMA網路卡、10GbE網路交換器、了解SSD與HDD比例原則、S2D叢集大/中/小型運作規模等最佳配置建議。
★實戰S2D環境建置：手把手帶領你建構S2D運作環境，包括安裝Windows Server 2016、設定10GbE網路交換器、啟用DCB/PFC特色功能、啟用SMB Direct（RDMA）、啟用SMB QoS原則、建立SET ( Switch Embedded Teaming )、檢查RDMA運作狀態、檢查SMB MultiChannel運作狀態、建立S2D叢集、啟用Storage Spaces Direct機制、建立三向鏡像磁碟區、建立雙同位磁碟區、建立雙向鏡像磁碟區、建立單同位磁碟區、建立混合式復原磁碟區、部署VM虛擬主機、Storage Pool最佳化等最佳化組態配置。
★IOPS效能測試：從了解IOPS儲存效能的估算開始，慢慢深入如何進行IOPS儲存效能測試，並透過開源工具VMFleet進行S2D環境IOPS儲存效能測試。
★S2D維運管理免煩惱：深入了解S2D如何因應各式各樣硬體故障事件、如何查詢S2D運作健康狀態、S2D叢集節點主機如何進入維護模式、如何整合CAU叢集感知更新機制安裝微軟最新安全性更新、實戰水平擴充S2D叢集運作規模（2台→3台→4台）、實戰擴充CSVFS磁碟區空間等維運管理議題。

【定義簡介】
軟體定義資料中心（Software Defined Data Center，SDDC）
根據Gartner的研究結果顯示，過往IT人員所熟知及打造Mode 1的現代化資料中心（Data Center Modernization）所遭遇的挑戰，主要在於管理及打造企業或組織中有關運算資源、儲存資源、網路資源、硬體設備、虛擬化技術⋯⋯等虛實整合。

隨著企業及組織朝向商業數位化模式不斷發展，知名的市調機構Gartner所屬分析師在2015下半年期間，針對100位企業及組織中負責領導IT基礎架構的主管調查結果顯示，有2/3以上的企業及組織開始建構及整合Mode 2的敏捷式IT基礎架構（Infrastructure Agility）。

所謂「基礎架構敏捷化」（Infrastructure Agility），便是著重於IT基礎架構中「Mode 2」的部分也就是因應商業數位化的需求，這些範圍包括：
◎將敏捷（Agility）最佳實務概念，充分導入至現代化資料中心的IT基礎架構當中，讓工 作流程及技術人員能夠快速因應現在新興的商業數位化需求。
◎深入了解各項使用案例、決策考量、微服務（Micro-Service）、容器引擎⋯⋯等最佳實務 概念。
◎將單純的虛擬化運作環境，發展成軟體定義（Software-Defined）的基礎架構以達成敏捷 的目的，也就是打造「軟體定義資料中心」（Software-Defined Data Center，SDDC）。
◎充份利用彈性的雲端基礎架構部署新世代應用程式（Next-Generation Applications）。
◎建構邊緣資料中心（Edge Data Center）平台，以便因應商業數位化及IoT物聯網。
◎加強巨量資料分析、Web應用程式、IoT物聯網⋯⋯等部署作業，以便因應現代化行動至 上的商務模式。

簡單來說，不管是Mode 1的現代化資料中心或是新興Mode 2的基礎架構敏捷化，在企業或組織的資料中心內硬體資源的組成，不外乎就是「CPU、記憶體、儲存、網路」等4大硬體資源，而這4大硬體資源又可以簡單劃分為3大類也就是運算、儲存、網路。

那麼，接下來我們來看看Mode 2基礎架構敏捷化定義中，透過軟體定義（Software- Defined）的運作概念，如何將「運算、儲存、網路」等硬體資源，轉換成SDC軟體定義運算、SDS軟體定義儲存、SDN軟體定義網路，幫助企業及組織打造成快速因應商業數位化需求的強大IT 基礎架構，最終達成SDDC軟體定義資料中心的目標。

軟體定義運算（Software Defined Compute，SDC）
軟體定義運算（Software Defined Compute，SDC），與SDS軟體定義儲存及SDN軟體定義網路技術相較之下，為基礎架構硬體資源當中最為成熟的技術。事實上，許多企業及組織在建構軟體定義式的IT基礎架構時，最先投入的便是SDC軟體定義運算的部分。

然而，談到SDC軟體定義運算便無法不談到x86 伺服器虛擬化（x86 Server Virtualization） 技術，在x86伺服器虛擬化技術尚未風行前，企業及組織的應用程式及營運服務便直接運作在x86硬體伺服器上，這樣的運作架構雖然讓應用程式及營運服務，可以直接獨佔整台x86硬體伺服器所有硬體資源，所以能夠提供良好的工作負載能力。但是，卻容易產生「供應商鎖定」（Vendor Lock-in）的情況，舉例來說，倘若原本的應用程式及營運服務運作於Dell硬體伺服器上，但是該台x86硬體伺服器發生故障損壞事件時，需要將其上的應用系統或營運服務遷移至它牌硬體伺服器時（例如：HPE或Lenovo）是非常困難的。

事實上，談到虛擬化技術一般IT管理人員通常都會聯想到VM虛擬主機，然而這個情況從2013年Docker的出現而發生重大的改變。其實，Docker並非是「容器」（Container）技術，而是一項用來管理及調度容器環境的技術，讓IT管理人員能夠不用費心處理容器的管理作業，便能達到輕量級作業系統虛擬化解決方案的目的。

微軟官方也在Windows Server 2016雲端作業系統中，與Docker合作推出Windows Server Container及Hyper-V Container技術，讓Hyper-V虛擬化平台成為同時運作VM虛擬主機及Container容器的最佳運作環境，輕鬆幫助管理人員達成Bimodal IT的雙重IT基礎架構，幫助企業及組織在傳統及新興架構之間找到最佳平衡點。

軟體定義儲存（Software Defined Storage，SDS）
軟體定義儲存（Software Defined Storage，SDS），為企業及組織帶來儲存資源的潛在好處，便是能夠提升靈活性並降低整體維運成本。因此，企業及組織的CXO們應尋找及確認能夠更好提供「總體擁有成本」（Total Cost of Ownership，TCO）的SDS軟體定義儲存解決方案，同時選擇的SDS解決方案必須具備效率及可擴充性等特性，以便因應不斷增加的資料量並且能夠擺脫儲存設備的硬體限制。

目前，在SDS軟體定義儲存解決方案市場中尚未有明確的市場領導者出現。雖然，SDS軟體定義儲存解決方案具備可程式性及自動化等好處，但是仍須考量對於「運算」及「網路」所造成的影響。同時，所建立的SDS儲存資源必須要能夠融入IT基礎架構中而非再以孤島的方式運作。

在微軟新世代Windows Server 2016雲端作業系統當中，SDS軟體定義儲存技術是由Windows Server 2012 R2當中的Storage Spaces技術演化而來，在Windows Server vNext開發時期稱為Storage Spaces Shared Nothing，在Windows Server 2016的正式名稱則為S2D（Storage Spaces Direct）。

軟體定義網路（Software Defined Network，SDN）
根據CIO的調查結果顯示，有86%的企業及組織CIO正計畫將內部資料中心及基礎架構進入Bimodal IT環境（相較於往年增加20%），透過將過去3層式網路架構遷移至Spine- Leaf網路架構讓整體網路環境簡單化，並結合軟體定義網路（Software Defined Network，SDN）技術， 以SDN Network Control Plane來管理Mode 2的資料中心， 以便因應東-西（East-West）向的網路流量，並採用模組化架構以便輕鬆進行自動化部署，同時結合Ansible、Puppet、Chef 等自動化組態設定工具，讓企業及組織的網路架構更適合DevOps環境，並往基礎架構即程式碼（Infrastructure as Code）的方向進前。

微軟新世代Windows Server 2016雲端作業系統當中，「軟體定義網路」（Software Defined Network，SDN）技術內的重要角色「網路控制器」（Network Controller），以及透過SDN技術管理「網路功能虛擬化」（Network Functions Virtualization，NFV）運作環境， 進而幫助企業或組織在資料中心內建構網路虛擬化環境