Scale-Out File Server – (SOFS) – Cluster de Failover de Servidor de Arquivos de uso geral

A chegada o Windows Server 2012 trouxe uma grande evolução em servidores de arquivos, pois servidores de arquivos de Scale-Out File Server- (SOFS) estão um passo além do servidor de arquivos tradicional. 

A essência do SOFS e do SMB 3.0 permite que seja implementada uma plataforma de armazenamento escalável. Essa plataforma pode lidar com os desafios de armazenamento dentro de organizações de todos os tamanhos a partir de uma arquitetura básica. A SOFS, juntamente com o SMB 3.0, traz uma oportunidade para as organizações que procuram diminuir o custo do armazenamento do Windows enquanto fornecem alta disponibilidade.

Visão Geral da Arquitetura

Um SoFS assegura a disponibilidade contínua de dados para aplicativos que a demandem. Quando um nó fica inativo devido a uma falha de hardware, a um ciclo de manutenção ou a qualquer outra razão, os dados permanecem disponíveis. Isso acontece por intermédio dos compartilhamentos nos outros nós. Mesmo se um nó perder o acesso à SAN (Storage Area Network), o CSV (Cluster Shared Volumes) poderá redirecionar o tráfego de I/O pela rede para outro nó.

O SoFS também aumenta a eficiência do cluster usando a largura de banda combinada de todos os nós para o I/O do sistema de arquivos. Para aumentar a largura de banda disponível, os administradores podem adicionar mais nós ao cluster. Por fim, o SoFS reequilibra automaticamente as conexões e assegura que cada cliente seja direcionado para o nó com melhor acesso aos dados solicitados.

Os pré-requisitos da criação de um Scale-out File Server (Servidor de Arquivos de Expansão) são basicamente os mesmos do Failover Clustering. A configuração de hardware dos nós do cluster deve ser o mais parecida possível. Além disso, todos os nós devem ter acesso ao armazenamento compartilhado usando o iSCSI, o SAS, o Fibre Channel ou uma tecnologia semelhante. Como o SoFS é uma função clusterizada, o recurso Failover Clustering deve ser instalado em todos os seus nós e o cluster deve ser criado antes da instalação. Também é necessário alocar o armazenamento disponível como volumes compartilhados de cluster (CSV), já que eles são requeridos por um Scale-Out File Server.

Pré-Requisitos

Não há uma lista longa de pré-requisitos para implementar o Servidor de Arquivos de Escalabilidade Horizontal. Apenas os seguintes itens devem ser observados:

• Armazenamento compatível com Cluster de Failover do Windows Server.
• Função de Servidor de Arquivos instalada em seus hosts SOFS.
• SMB 3.0 (deve ser o Windows Server 2012 ou superior para que o SMB 3.0 esteja disponível).
• Infraestrutura de Active Directory.

Observação: Se você estiver usando a versão anterior ao Windows Server 2019, não há suporte para configurações de loopback. Isso significa que você terá que hospedar o Hyper-V e o servidor de arquivos SOFS no mesmo servidor.

 Benefícios oferecidos pelo Servidor de Arquivos em expansão

Você pode estar se perguntando: Mas quais são os benefícios que em obter o SOFS (Scale-Out File Server)?

São vários:

• Compartilhamentos de arquivos ativos-ativos – Isso significa que todos os nós do cluster podem aceitar e atender solicitações de clientes SMB. Um benefício tremendo da topologia ativo-ativo do cluster SOFS. Os failovers são transparentes para nós de cluster alternativos que assumem o compartilhamento de arquivos. Então, se você tiver um cluster Hyper-V usando SOFS, a VM permanecerá online durante um failover.

• Largura de banda e desempenho aprimorados – A largura de banda e, por extensão, a quantidade de desempenho que você obtém dos compartilhamentos de arquivos suportados por SOFS são lineares ao número de nós adicionados ao cluster. Em um cluster de arquivos tradicionais, a largura de banda total não é mais restrita à largura de banda de um único nó do cluster. É possível aumentar a largura de banda simplesmente adicionando hosts ao cluster.

• O CHKDSK não requer tempo de inatividade – O CHKDSK geral exige ter acesso exclusivo ao sistema de arquivos. No entanto, o aspecto Volume compartilhado de cluster do SOFS elimina o tempo de inatividade por não precisar mais da fase offline. O CSVFS (Cluster Shared Volume File System) pode usar o CHKDSK sem afetar os aplicativos com identificadores abertos no sistema de arquivos.

• Cache CSV – O cache de volume compartilhado de cluster é um cache de leitura introduzido no Windows Server 2012. Ele melhora significativamente o desempenho em certos cenários, como infraestruturas de VDI.

• Gerenciamento mais fácil – O gerenciamento é simplificado. Não é necessário criar vários servidores de arquivos em cluster com discos de cluster separados para depois desenvolver políticas de posicionamento. Neste caso é possível criar o SOFS, e também adicionar os CSVs e compartilhamentos de arquivos.

• Rebalanceamento automático dos clientes do servidor de arquivos de expansão – Com o Windows Server 2012 R2, o rebalanceamento automático melhora a escalabilidade e a gerenciabilidade do SOFS. As conexões SMB são rastreadas por compartilhamento de arquivo. Em seguida, os clientes são redirecionados para o nó do cluster com o melhor acesso ao volume usado pelo compartilhamento de arquivo. Isso ajuda a melhorar a eficiência.

Novos Recursos de Expansão de servidor de arquivos no Windows Server 2019

O Windows Server 2019 trouxe muitos aprimoramentos ao servidor de arquivos de expansão. Isso torna o SOFS no Windows Server 2019 a versão SOFS mais resiliente e com melhor desempenho até o momento.

Mas quais aprimoramentos são encontrados no SOFS do Windows Server 2019?

Tradicionalmente, o SOFS depende muito do rodízio de DNS para as conexões que chegam aos nós do cluster. Isso pode resultar em algumas operações ineficientes. Por exemplo, se uma conexão é roteada para um nó de cluster de failover que não é o proprietário de um volume compartilhado de cluster (CSV), os dados são redirecionados pela rede para outro nó antes de retornar ao cliente. O serviço SMB Witness detecta a falta de I/O direto e move a conexão para um nó coordenador (proprietário do CSV), o que pode ocasionar em atrasos no retorno de dados.

O Windows Server 2019 fornece um comportamento muito mais eficiente quando se trata de retornar dados. O serviço SMB Server determina se é possível I/O direto no volume. Se for possível, a conexão passa. Se não for possível (I/O redirecionado), a conexão será direcionada com o coordenador antes do início da I/O. Há uma limitação na qual as conexões de clientes/servidor podem usar essa nova funcionalidade. Atualmente, está limitado aos clientes Windows Server 2019 e Windows 10 Fall Creators Update, lançado em 2017.

Uma nova função SOFS no Windows Server 2019 é chamada de Servidor de Arquivos de Infraestrutura. Quando criado, o Infrastructure File Server cria um único compartilhamento de namespace automaticamente para a unidade CSV. Em configurações hiperconvergentes, a função SOFS de infraestrutura permite que clientes SMB como um host Hyper-V se comuniquem com a CA (Continuous Available – CA) com o servidor SMFS de infraestrutura SOFS.

Outro aprimoramento no Windows Server 2019 é o SMB Loopback. Com ele o SMB pode funcionar corretamente com o loopback local do SMB. Isso não era suportado anteriormente.

A CA de loopback SMB hiperconvergente é obtida por meio de máquinas virtuais acessando seus arquivos de disco virtual (VHDx), onde a identidade da VM proprietária é encaminhada entre o cliente e o servidor.

Os conjuntos de clusters podem tirar proveito disso. Sendo o caminho para o VHD/ VHDX colocado como um único compartilhamento de namespace, o caminho pode ser utilizado independentemente de ser local ou remoto.

Com o Windows Server 2016, os hosts de computação do Hyper-V precisam receber permissão para acessar os arquivos VHD/VHDX no compartilhamento SOFS. No entanto, com o Windows Server 2019, um novo recurso chamado Identity Tunneling foi introduzido para permitir que as permissões sejam serializadas e encapsuladas no servidor. Isso reduz bastante a complexidade das permissões para acessar o compartilhamento SOFS para cada host Hyper-V.

Ao instalar a função de cluster File Server haverá duas opções. Criar um servidor de arquivos de uso geral (servidor de arquivos tradicionais) ou um Scale-Out File Server (SOFS), projetado para fornecer armazenamento para aplicativos como o Hyper-V e o SQL Server. As duas funções permitem criar compartilhamentos de disponibilidade contínua com o uso do protocolo SMB 3.0.

(Scale-Out File Server – (SOFS) – Windows Server 2019)

Vídeo

Finalmente, chegou a hora de aprender a configurar um cluster de servidor de arquivos de uso geral (servidor de arquivos tradicionais). Este é o famoso servidor de arquivos que toda empresa tem, mas com um diferencial: ele está altamente disponível! Se acontecer alguma falha em um dos servidores nós do cluster, este servidor de arquivos ainda continuará “de pé”, algo muito útil pois toda empresa, seja ela pequena ou grande, necessita de utilizar um servidor de arquivos.

Gabriel Luiz

Há 10 anos atuo na área de TI focado em suporte e administração de infraestrutura, especializado em plataformas Microsoft. Tenho grande experiência em troubleshooting, implantação, configuração e administração de funções e recursos de tecnologia Microsoft. Formado em Redes de Computadores pela faculdade Estácio de Sá de Belo Horizonte.

Comecei a compartilhar o meu conhecimento no ano de 2012, fazendo artigos e vídeos para o meu Blog.  Em 2017 comecei a escrever artigos para o portal Cooperati, em 2020 fui premiado como Microsoft MVP, na categoria Cloud and Datacenter Management.

Sou apaixonado em compartilhar o meu conhecimento. Meu lema é: O conhecimento só é válido quando compartilhado.

www.gabrielluiz.com