Eine Änderung der Datei- und Speicherdienste und der Einsatz des Protokolls SMB 3.0 bietet bei Windows Server 2012 nun Hochverfügbarkeit bei den Dateidiensten – auch zusammen mit Windows 8. Allein diese Verbesserung reicht für viele Anwendungsfälle aus, um sofort die Migration auf die neueste Betriebssystem-Version anzugehen.

Geht es um die Frage, was Administratoren für das beste Feature bei Windows Server halten, schafft es der Bereich der Dateidienste wohl nicht unter die Top 5. Dies ändert sich jedoch mit der Vorstellung von Microsofts »Windows Server 2012«. Das Zusammenspiel der »File and Storage Services« mit dem »SMB Version 3.0« (SMB 3.0; es wurde von SMB 2.2 zur Version 3 umbenannt) bringt einige erstaunliche Funktionen ins Spiel. Damit ändert sich die Art und Weise, wie das Filesharing arbeitet. Dabei lassen sich auch hochverfügbare Konfigurationen mit wenig Aufwand erstellen.

Generell stehen zwei wichtige Neuerungen der Dateidienste bei einem Failover Clustering im Vordergrund: das SMB Transparent Failover und das SMB Scale-Out. Dabei wird auch gezeigt, wie der Systembetreuer diese Neuerungen einsetzen kann, um eine Dateidienste-Umgebung für sehr komplexe Arbeitslasten zu bieten – inklusive Datenbanken auf Basis von Microsoft »SQL Server« und Konfigurationen mit virtuellen Maschinen (VMs) auf der Basis des Hyper-V.

Prinzip des Transparent Failover

Ablauf des Transparent Failovers beim SMB 3.0 (Grafik: Microsoft/SNIA/SNW).

Keine Ausfallzeit, lediglich eine geringe Verzögerung bei der Ein-/Ausgabe verspricht das Konzept des »SMB Transparent Failover«. Im Bild ist die Funktionsweise skizziert, wie sie beim Einsatz zusammen mit einem Hyper-V-Host abläuft, der die Daten auf einem geclusterten Dateiserver (mit zwei Knoten im Cluster) ablegt: Zuerst läuft alles normal (Zustand 1), dann erfolgt die »Failover-Operation« für die Freigabe \\fs1\share, die zuerst auf dem Knoten A aktiv ist und nach dem Failover auf dem Knoten B läuft. Die Verbindungen und die Dateihandler werden dann automatisch umgestellt, so dass diese Freigabe dann auf dem Knoten B liegt und genauso benutzt werden kann, wie vorher auf dem Knoten A. Für die Anwendung bedeutet das, die Ein-/Ausgabe läuft weiter, ohne dass ein Fehler auftritt. Es kommt während der automatischen Umstellung lediglich zu einer kurzen Verzögerung bei den anstehenden Ein-/Ausgabeoperationen. Nötig für dieses Szenario sind SMB 3.0 als Protokoll, ein Failover Cluster für die Freigaben (auf Basis von Windows Server 2012) und die Freigaben selbst müssen für die »Continuous Availability« aktiviert sein.

Scale-Out-Möglichkeiten des SMB

Der Einsatz von Dateiservern in einem Cluster hat sich seit der ersten Einführung nicht großartig geändert. Nur ein Knoten im Cluster kann zu einem Zeitpunkt eine bestimmte NTFS-formatierte LUN mounten und die Freigaben beherbergen. Dieses Angebot eines Dienstes von nur einem Knoten kann zu Einschränkungen im Bereich der Skalierbarkeit und auch zu Verzögerungen führen. Denn die betreffenden LUNs müssen abgehängt (dismountet), verschoben und erneut gemountet werden, wenn die Ressource »Dateiserver« verschoben wird. Diese Notwendigkeit hat dazu geführt, dass die Speicherarchitekten zu einigen nicht optimalen Entwurfsentscheidungen gezwungen waren, wenn sie ihren Cluster geplant hatten und dabei vermeiden wollten, dass einzelne Knoten untätig sind.

Hier hat Microsoft ein bestehendes Konzept – die Cluster Shared Volumes (CSVs) – erweitert: Beim Windows Server 2012 wird der Einsatz der CSV erweitert: Sie spielen auch mit einem neuen Typus von Dateiservern zusammen und zwar mit dem sogenannten »SMB Scale-Out«-Dateiserver. Der Typus des Dateiservers – Scale-Out oder der traditionelle (also das bestehende Dateiserver-Modell) – wird zum Zeitpunkt des Anlegens des Dateiservers bestimmt. Legt der Administrator einen neuen Dateiserver des Typs Scale-Out an, muss er die Freigaben auf Verzeichnissen anlegen, die auf Volumes eines CSV liegen. Beim Windows Server 2012 tragen die NTFS-Volumes die Bezeichnung »CSVFS«, wenn sie als CSV-aktiviert angelegt wurden. Doch das Dateisystem ist nach wie vor NTFS, doch mit der Änderung des Labels für das Dateisystem wird die Unterscheidung einfacher: So ist auf den ersten Blick zu erkennen, ob es sich um CSV-Datenträger handelt oder um die gewöhnlichen NTFS-Volumes.

Dabei darf man nicht aus den Augen verlieren, dass ein CSV für alle Knoten im Cluster gleichzeitig verfügbar ist. Daher wird die derart angelegte Freigabe nun gleichzeitig allen Knoten im Cluster angeboten werden können. Und alle Knoten können dadurch auf den Inhalt zugreifen. Wenn der Systembetreuer einen Scale-Out-Server anlegt, muss er keine IP-Adresse explizit angeben – die IP-Adressen für die Schnittstellen, die für den Zugriff der Clients auf dem Cluster-Knoten konfiguriert sind, finden Verwendung – und alle Knoten bieten den entsprechenden Dienst an.

Abschließende Feststellungen

Die Kombination aus Scale-Out Dateiserver und SMB Transparent Failover (letztere Funktionalität funktioniert sowohl mit dem traditionellen Dateiserver-Konzept wie auch dem Scale-Out Dateiserver) führt zu einer Dateiserver-Plattform, bei der mehrere Server dieselbe Freigabe mit demselben Inhalt nutzen können. Daraus ergibt sich eine höhere Skalierbarkeit für die Clients und eine Zuverlässigkeit sowie Ausfallsicherheit, die zuvor nicht im Microsoft-Umfeld erreichbar war. Auch wenn das Scale-Out-Konzept in erster Linie auf Arbeitslasten wie den SQL Server und den Hyper-V abzielt, so werden noch weitere Szenarien folgen und empfohlen werden. Damit bekommen die Anwender neue Optionen, wenn es um die Speicherarchitektur und die generelle IT-Konzeption geht.