Windows [Guía] Cómo crear Discos Híbridos en Windows Server 2012 R2

Rudel

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Hola,

Dentro de poco pretendo armar un Servidor en el que quiero hacer uso de una opción de Storage Spaces (para una introducción a Storage Spaces ver http://www.capa9.net/foro/threads/tutorial-cómo-usar-espacios-de-almacenamiento.1116604/ ) que permite combinar discos SSD con discos HDD para crear unidades híbridas, en las cuales el Sistema Operativo va reubicando los sectores que tienen mayor utilización, disponiéndolos en SSD, mientras que los sectores con menos uso van quedando en HDD.

Esta opción de Storage Spaces sólo está disponible en Windows Server y no en Windows 8/10 y para ganar experiencia mientras me llegan las partes del server, probé cómo es el proceso de configuración realizándolo en una máquina virtual.

Configuración de la Máquina de prueba:

La máquina de prueba tiene la siguiente configuración: Un disco HDD de 50 GB para el Sistema Operativo Windows server 2012 R2, mas dos discos SSD de 60 GB y dos HDD de 300 GB.

La idea de usar dos discos de cada tipo es el contar con redundancia antes fallas de hardware, pues un disco hibrido es similar a un Raid-0 en el sentido de que cualquiera de sus dos componentes que falle produce la pérdida del contenido total; por tanto se usa dos unidades de cada uno en modo espejo, para poder superar la falla de cualquiera de los SSD o HDD.

Acá una imágen con los discos recién conectados:

s01.JPG


En la jerga de Microsoft, esta opción de Storage Spaces (en adelante SS para abreviar) se denomina "Storage Tiers" y dado que opera a nivel de sectores, lo primero que hay que hacer es determinar cual es el tamaño de los sectores que tienen nuestros discos, para no arriesgarnos a impactar negativamente en el rendimiento del SS en caso de que el tamaño de sector no sea apropiado.

Para ello, iniciamos una ventana de Powershell y ejecutamos el siguiente comando:

Código:
Get-PhysicalDisk | sort-object SlotNumber | select SlotNumber, FriendlyName, Manufacturer, Model, PhysicalSectorSize, LogicalSectorSize | ft

s02.JPG


En mi caso, todos los discos que tengo tienen un tamaño de sector físico de 4 KB y un sector lógico de 512 bytes :) ... para entender mejor este aspecto, creo que vale la pena explicar primero cual es la diferencia entre el sector físico y el lógico:

¿Que es un Sector Físico?

El Sector físico es la cantidad de datos que la controladora del disco transfiere de una sola vez al medio de almacenamiento ... el disco no graba ni lee cantidades arbitrarias de bytes, sino que transfiere de a sectores.

Inicialmente, prácticamente desde la invención de los discos de PC, el tamaño de sector era de 512 bytes y de hecho muchos Sistemas Operativos y drivers estaban basados en este tamaño, el cual era en la practica un estándar y que durante mucho tiempo funcionó bien.

Sin embargo, la aparición de discos cada vez de mayor capacidad significó que la cantidad de sectores que tenían creciera a literalmente millones de ellos lo que comenzó a causar problemas con la longitud de los campos usados para expresar las direcciones dentro de un disco, hasta llegar a un punto en que las particiones MBR no pudieron superar los 2.2 TB

Los fabricantes de discos, previendo este problema comenzaron a partir del 2007 a introducir discos con tamaño de sector físico de 4.096 bytes ... el problema es que muchos Sistemas operativos y softwares en esa época sólo realizaban transferencias de a 512 bytes a la vez.

Por tanto, los fabricantes de estos discos dotaron a sus controladoras con una técnica denominada "emulación de 512 bytes", abreviado 512e ... en la cual la controladora acepta transferencias de 512 bytes, pero usa un sector físico de 4 KB. Para esto la controladora almacena temporalmente los sectores de 512 bytes en su memoria interna, para luego transferirlos al medio físico en sectores de 4 KB.

Sin embargo, mas recientemente han aparecido discos que no tienen esta emulación en sus controladoras y esperan por ello que el Sistema Operativo les transfiera datos en bloques de 4 KB. En este caso, el Sistema Operativo es el que hace la misma emulación de 512 bytes al comunicarse con los programas que están intentando usar el disco.

Así, en lo referido a tamaño de sector, tenemos tres tipos de discos:

512 : Son los discos tradicionales que tienen sector físico de 512 bytes y transfieren de a 512 bytes (este ultimo es el sector lógico).

512e : Son discos que tienen sector físico de 4 KB, pero su controladora transfiere de a 512 bytes.

4K nativo: Son discos con sector fisico de 4096 bytes y que trasfiere de a 4 KB, es decir no emula a los discos antiguos.

En mi figura de ejemplo, podemos ver que todos los discos que tengo son 512e.

Crear el Storage Pool:

Ahora que ya sabemos cual es el tipo de disco que tenemos, estamos en condiciones de crear el Storage Pool desde el cual SS nos permitirá mas adelante crear Discos Virtuales híbridos; la regla es: "Si TODOS nuestros discos son 4K nativos, entonces crearemos un Storage Pool con tamaño de sector lógico de 4096; si CUALQUIERA de los discos que vamos a usar es 512 o 512e, entonces el Storage Pool lo crearemos con tamaño de sector lógico 512"

Si bien Windows Server tiene una GUI para administrar el SS, esta no permite lamentablemente especificar el tamaño de sector de un Storage Pool, por lo que obligadamente hay que crear el Storage Pool usando comandos Powershell; en este ejemplo serían estos dos:

Código:
$Discos = (Get-PhysicalDisk -CanPool $True)
New-StoragePool -FriendlyName Pool1 -StorageSubsystemFriendlyName "Storage Spaces" -PhysicalDisks $Discos -LogicalSectorSizeDefault 512

s03.JPG


Las lineas en rojo son porque me equivoqué al escribir el comando :) y me dio lata hacer todos los comandos de nuevo.

Crear el Disco Hibrido:

Ahora que el Storage Pool ya está creado, podemos hacer uso de la GUI ... acá se aprecia los cuatro discos físicos que componen el Pool:

s04.JPG


Para crear el disco, hacemos uso del asistente para crear Discos Virtuales de SS (no confundir con los discos de máquinas virtuales :) )

s05.JPG


Le asignamos un nombre al nuevo disco, en este caso será DV-01 ... la opción "Crear storage tiers" es la que le indica a SS que queremos un disco hibrido que tendrá dos capas (tiers en inglés): una rápida con los discos SSD y una mas lenta con los HDD:

s06.JPG


A continuación, le indicamos que queremos una configuración en espejo (mirror):

s07.JPG


Normalmente, SS permite crear discos que no usan de inmediato toda su capacidad, sino que la van ocupando a medida que la necesitan .. a esto se le llama "thin provisioning" y no puede utilizarse en unidades hibridas, por lo que aparece deshabilitado:

s08.JPG


Ahora podemos seleccionar cuanta capacidad queremos tomar de cada una de las dos "capas", para conformar nuestro disco hibrido virtual ... para efectos de este ejemplo y dado que mi SSD real está casi lleno, voy a tomar sólo 10 GB de SSD y 90 GB de HDD, para conformar un disco hibrido de 100 GB:

s09.JPG


Ya estamos casi listos, el Asistente muestra un resumen de la configuración, previo a crear el Disco Virtual:

s10.JPG


Pulsamos en "Create" y se inicia el proceso, que tarda unos pocos segundos .. mientras está procesando, le habilito la opción de crear un volumen una vez que finalice la creación del disco virtual:

s11.JPG


En este punto el disco virtual ya esta creado, y se ha iniciado el Asistent para crear un volumen lógico dentro del disco virtual:

s12.JPG


Esto es lo mismo que particionar un disco, podría tener el disco virtual subdividido en varios volúmenes lógicos, pero en este caso voy a usar la capacidad total del disco para crear un solo volumen:

s13.JPG


Ahora, le asigno una letra de unidad, en este caso D:\

s14.JPG


Finalmente, especifico que le de formato NTFS:

s15.JPG


Aca estamos de regreso en la GUI del SS y se aprecia que ahora el Servidor cuenta con dos unidades: el disco de 50 GB con el sistema operativo y el nuevo disco hibrido con 100 GB:

s16.JPG


También se aprecia que a pesar de que el Disco que creamos es de 100 GB, en el Pool se ocuparon poco mas de 200 GB, debido a que especificamos que el volumen tuviera redundancia.

dado que este es un Servidor virtual, no tiene mucho sentido ponerse a hacer pruebas de rendimiento, las haré cuando tenga en mis manos el Servidor definitivo :)

Probemos la redundancia:

Veamos lo que pasa si se muere un disco ... voy a la configuración de la máquina virtual y le elimino uno de los SSD:

s19.JPG


El Servidor virtual sigue funcionando sin drama, pero en la GUI de SS podemos ver que el Storage Pool está con alarma:

s20.JPG


Le reconecto el disco y luego de un rato desaparece la alarma :) y los archivos del disco D están bien:

s22.JPG


¿Puedo obligar a que determinado archivo quede en la capa de SSD?

Si se puede, mediante comandos Powershell ... lo primero es determinar que nombre le dió la GUI a cada Tier (capa), para ello uso el comando:

Código:
Get-StorageTier  | sort-object MediaType | select MediaType, FriendlyName, Size | ft

s21.JPG


Ahora que ya sabemos cual es el friendly name de la capa de SSDs, podemos aplicar este comando al archivo que queramos, en este ejemplo un archivo ISO que tengo almacenado en el Disco hibrido:

Código:
$Tier = Get-StorageTier -FriendlyName "DV-01_Microsoft_SSD_Template"

Set-FileStorageTier -FilePath "ruta al archivo" -DesiredStorageTier $Tier

s23.JPG


y listo, con eso el archivo quedará permanentemente ubicado en la capa de SSD. El comando ClearFileStorageTier permite deshacer este ajuste.

Eso sería, mas adelante completaré este Hilo con las pruebas de rendimiento que haré en el PC definitivo.
Saludos.



Rudel
 

Dettlaff

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Muy bueno, ha quedado en portada también.

Saludos
 
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Muy bueno, ha quedado en portada también.
Saludos

@Pato no se si es problema mio o que, pero no se ven las imagenes
en portada y un enlace en vez de dirigir a un post en C9 va a tierra de nadie en <hidemyass.com>

atte

g.

----

Pd: Los links de las imagenes van a hidemyass ... y no se abren. Intenté revisarlos uno a uno y me llevan a la misma pagina asdf.

atte

g.
 
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Dettlaff

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@Pato no se si es problema mio o que, pero no se ven las imagenes
en portada y un enlace en vez de dirigir a un post en C9 va a tierra de nadie en <hidemyass.com>

atte

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----

Pd: Los links de las imagenes van a hidemyass ... y no se abren. Intenté revisarlos uno a uno y me llevan a la misma pagina asdf.

atte

g.

¿Cuál enlace?.

Sobre las imágenes, le daré un vistazo en casa (al menos que alguien pueda editar desde portada antes), acá tengo problemas para acceder a varios sitios.


Saludos
 
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Rudel

Overclockero retirado.
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¿Cuál enlace?.
Sobre las imágenes, le daré un vistazo en casa (al menos que alguien pueda editar desde portada antes), acá tengo problemas para acceder a varios sitios.
Saludos

Hola Pato,

Muchas gracias por ponerlo en portada ... yo revisaré que pasó con las imágenes, en cuanto termine una pega que estoy haciendo :)
Saludos cordiales,


Rudel
 
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Tbon

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Nuestro bot regalón Gen1us arregló el tema de las imagenes, gracias por avisar! :zippy

Por lo demas, PEDAZO DE GUIA RUDEL! :naster

Directo a portada :sisi
 
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Zuljin

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Notable la guía. No tenía idea de que esto se podría hacer directamente en el sistema operativo.

Nosotros tenemos storage Compellent que también tiene Storage Tiers (Capas), entonces lo que más se accesa va a los discos más rápidos, los tiers superiores (generalmente SSD o discos de 15 mil RPM en RAID 10) y lo que menos se accesa cae a los tiers inferiores (discos de 7.200 RPM en RAID 5). De todos modos agradezco el saber que también se puede hacer directamente en Windows.

La voy a leer y luego hago consultas.
 
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Rudel

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Harima

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Muy buena la guía, creo que me servirá para una pruebas que quiero hacer con Hyper-V.
 
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