Windows Server 2022: Scale-Out File Server implementieren

Scale-Out File Server (SOFS) lassen sich in Windows Server 2022 direkt über einen Assistenten des Cluster-Managers erstellen. Dazu wird das Cluster zu einem hochverfügbaren Dateiserver, ohne dass eine weitere Installation einer VM oder eines physischen Servers erfolgen muss. Die Freigaben werden im Cluster-Manager erstellt, die Daten liegen auf den mit dem Cluster angebundenen Speichersystemen.

Dateiserver im Failover-Cluster-Manager erstellen

Sobald ein Windows-Cluster zur Verfügung steht, kann über den Assistenten zum Erstellen von neuen Cluster-Rollen ein neuer Scale-Out File Server angelegt werden. Im Assistenten steht dazu der Menüpunkt Dateiserver mit horizontaler Skalierung für Dateiserver zur Verfügung. Ein Scale-Out File Server in Windows Server 2022 bietet erweiterte Funktionen für hohe Verfügbarkeit und Skalierbarkeit. Im Vergleich zu herkömmlichen Dateiservern ermöglicht SOFS eine effizientere Speicherverwaltung und Leistungsverbesserung, insbesondere in Umgebungen mit hoher I/O-Last. Durch seine Cluster-Architektur ermöglicht SOFS eine kontinuierliche Verfügbarkeit von Dateispeicherressourcen, was bedeutet, dass selbst bei Wartungsarbeiten oder Ausfällen einzelner Serverkomponenten der Zugriff auf Dateien ununterbrochen bleibt.

SOFS unterstützt auch automatisches Failover und Lastverteilung, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit und Leistung für File-Services in virtualisierten und Cloud-Umgebungen erreicht wird. Im Unterschied zu Standarddateiservern, die oft durch die Kapazität eines einzelnen Servers beschränkt sind, ermöglicht SOFS die Skalierung über mehrere Knotenhinweg, was eine Steigerung sowohl der Speicherkapazität als auch der Leistung zur Folge hat.

Darüber hinaus bietet SOFS in Windows Server 2022 eine nahtlose Integration in andere Microsoft-Technologien wie Hyper-V und SQL Server, wodurch es eine ideale Lösung für Unternehmen darstellt, die eine enge Integration ihrer Speicherinfrastruktur mit ihren Anwendungen benötigen. Durch die Verwendung des SMB-3.0-Protokolls unterstützt SOFS fortschrittliche Funktionen wie SMB Direct und SMB Multichannel, was die Netzwerkeffizienz und die Übertragungsgeschwindigkeiten erhöht.

Parallel dazu steht mit Dateiserver zur allgemeinen Verwendung eine Standardkonfiguration eines Dateiservers bereit. Diese Konfiguration eignet sich für unterschiedlichste Dateidienste und Szenarien, in denen spezialisierte Serverfunktionen nicht notwendig sind. Ein solcher Dateiserver bietet gemeinsame Dateifreigaben für Benutzer und Anwendungen. Im Gegensatz dazu ist ein Scale-Out File Server in einem Windows-Server-2022-Cluster speziell für hochskalierbare und hochverfügbare Umgebungen konzipiert. 

Der Unterschied zwischen einem herkömmlichen Dateiserver im Cluster und einem SOFS liegt im Einsatzbereich und in der Spezialisierung: Während der Dateiserver zur allgemeinen Verwendung für Standard-Dateispeicheraufgaben geeignet ist, richtet sich der SOFS an spezialisierte Anforderungen in Umgebungen, die eine hohe Skalierbarkeit, Verfügbarkeitund Leistung benötigen, insbesondere im Zusammenhang mit intensiver Datennutzung und -verarbeitung.

Zugriff auf Storage Spaces Direct

Der SOFS hat darüber hinaus Zugriff auf Storage Spaces Direct (S2D), wenn im Cluster diese Technologie zum Einsatz kommt. Beim Anlegen eines SOFS erfolgt die Erstellung der Freigaben direkt im Failover-Cluster-Manager. Der komplette Server ist also eine Cluster-Ressource, die sich problemlos auf andere Knoten verschieben lässt. Bei diesen Vorgängen bleiben die Freigaben jederzeit aktiv. Durch die Integration eines Clusters direkt über das Betriebssystem, ist der Einsatz durchaus auch in kleineren und mittleren Unternehmen sinnvoll. Zusätzliche Software ist dabei keine notwendig und auch keine zusätzlichen Lizenzen. Parallel dazu kann in großen Unternehmen noch Storage-Replikation zum Einsatz kommen. Dabei lassen sich komplette S2D-Umgebungen zwischen Servern und Rechenzentren replizieren.

Bei einem SOFS sind die Dateifreigaben direkt auf den virtuellen Festplatten des S2D gespeichert. Es ist allerdings nicht zwingend notwendig S2D gemeinsam mit einem SOFS zu nutzen. SOFS kann auch mit herkömmlichen Datenträgern und gemeinsamen Datenspeicher zum Einsatz kommen. Soll S2D verwendet werden, muss nach der Installation der notwendigen Features die Funktion noch aktiviert werden:

Install-WindowsFeature -Name File-Services, Failover-Clustering -IncludeManagementTools

Enable-ClusterStorageSpacesDirect

SOFS bietet Vorteile bei Dateifreigaben für VMs und SQL-Datenbanken

Durch die Konfiguration des Scale-Out File Servers führt ein Assistent, der beim Hinzufügen der Cluster-Ressource Dateiserver startet. Die Freigaben des SOFS lassen sich problemlos auf den verschiedenen Cluster-Knoten aktiv schalten. Für herkömmliche Freigaben ist ein SOFS nicht immer notwendig. Hier geht es vor allem darum, spezielle Anwendungsgebiete wie Hyper-V oder SQL-Datenbanken anzubinden. Beim SOFS sind die Dateifreigaben gleichzeitig auf allen Knoten aktiv, während beim herkömmlichen Dateiserver die Freigaben nur auf einem Knoten aktiv sind. Kommen zum Cluster neue Knoten dazu, sind die SOFS-Freigaben sofort auch hier verfügbar. Im Rahmen der Erstellung eines SOFS erfolgt auch die Eingabe eines Servernamens. 

Sobald der Cluster zur Verfügung steht, können über das Kontextmenü neue Dateifreigaben erstellt werden. Hier stehen SMB und NFS zur Verfügung. Neben herkömmlichen SMB-Freigaben können auch Freigaben für Anwendungen wie Hyper-V oder SQL-Server erstellt werden. Als Speicherort für die Daten steht das CSV zur Verfügung. Es gibt aber auch die Möglichkeit Speicherorte im Netzwerk zu verwenden. Beim Anlegen der Freigabe geben Admins auch den Namen der Freigabe und eine Beschreibung ein. Im Rahmen der Erstellung können auch verschiedene Anpassungen vorgenommen werden, wie das Verschlüsseln der Daten. Auch die Berechtigungen der Freigabe lassen sich im Failover-Cluster-Manager steuern. Nach der Erstellung steht die Freigabe als Ressource für den SOFS zur Verfügung.

Vorteile beim Einsatz eines Scale-Out File Server: SMB-Version beachten

Im Cluster kann der SOFS die aktiven Zugriffe auf alle Cluster-Knoten verteilen. Das wirkt sich natürlich deutlich auf die Leistung aus. Dadurch ist es zusätzlich möglich mit SMB 3.x ein transparentes Failover durchzuführen. Sind auf einem Knoten Wartungsarbeiten notwendig, leitet der Cluster die Zugriffe des Knotens auf andere Nodes um. Die Anwender bemerken davon nichts. Windows Server und Windows Clients mit Windows 10/11 nutzen dazu das transparente Failover in SMB 3.x. SMB- Scale-Out verwendet Cluster Shared Volumes (CSV) für den parallelen Zugriff auf Dateien über alle Knoten in einem Cluster.