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2012年1月11日

[新聞|技術] Windows 8 具有自我修復能力的 Storage Spaces

微軟將在 Windows 8 系統中提供一個稱為 Storage Spaces 的功能,把磁碟機組合成一個虛擬的儲存池,並且可以建立具有自我修復能力的虛擬磁碟,有些類似 Oracle Solaris ZFS 的功能;這是由微軟 Windows 部門主管,以及一位儲存與檔案系統小組的工程師,發表在微軟的部落格上。Storage Spaces 將會被新增到 Windows 8 Beta 版本中,而且會在 Windows 8 開發者預覽中提供測試。

Storage Spaces 的基本概念是提供自動化的資料保護與彈性,以避免實體磁碟機的故障,一個儲存資料卷可以較個別的實體磁碟來得大。一群的實體磁碟機可以組合成為一個稱之為儲存池的空間,儲存池的空間就等於所有磁碟機的總合容量,一旦儲存池被配置後,個別的實體磁碟機就屬於 Windows 所有,Windows 8 的使用者,或是他們的檔案/目錄就無法被存放到個別的磁碟機上。

使用 NTFS 可以連接各種不同容量、速度、與型態的磁碟機,不論是 2.5 吋或是 3.5 吋,使用 USB、SATA、或是 SAS 界面。不過在部落格上倒沒有特別提到是否可以使用固態硬碟 (SSD),這應該不是問題,即使在初始的版本沒有支援,未來也應該會支援。

儲存池是無法被 WIndows 8 的使用者或應用程式拿來當成資料儲存空間,因為這是 Storage Spaces 的工作,虛擬磁碟可以使用全部或部份的儲存池空間,虛擬磁碟的空間就稱做 Storage Space,在一個儲存池中可以建立一個或多個 Storage Spaces,每一個 Storage Space 可以擁有自己的名字,或是磁碟代碼,例如 C:\ 磁碟。要使用 Storage Spaces 需要在儲存池裡有足夠的磁碟,這些磁碟必須要足夠可以支應容量和資料復原的操作。

Storage Spaces 具備一般虛擬儲存概念幾個重要的功能:

動態隨需配置 (Thin provisioning/Dynamic provisioning)
Storage Spaces 可以超額配置,只有在資料被寫入時才會佔用儲存空間,當全部的儲存空間接近用完時,Windows 8 會發出警示,要求更多的磁碟機空間,在加入更多的磁碟機空間後,這些磁碟機會被加入到儲存池中提供資料儲存使用;任何已刪除檔案所使用的空間,都可以被釋放回到回來的儲存池供其它 Storage Spaces 使用。

分散與鏡射的空間
Storage Spaces 有三種型態:基本空間、鏡射空間、與位元保護空間 (parity spaces)。在鏡射空間裡,有至少兩份的資料拷貝會被存放在兩個不同的實體硬碟上。也可以選擇性的存放三份資料拷貝,當有三份資料拷貝時,這表示它可以容忍兩顆磁碟機的故障,就很像 RAID-6,但不同的是它並不是使用位元保護的方式;當有兩份資料拷貝時,它就與 RAID-1 類似,可以容忍一顆磁碟機的故障。

當有磁碟機故障時,Storage Spaces 會自動地,將所有的受到影響的資料拷貝再重新複製一份,到儲存池的其它實體磁碟機上,它也可以指定熱備援的磁碟機。在鏡射空間中,資料是以 256MB 大小被稱為 Slab 的區塊分散存放到實體磁碟機上。

位元保護空間
位元保護空間就與一般 RAID-5 相同,Storage Spaces 會自動計算出所有 Slab 的位元保護資料,當磁碟機故障時,可以從位元保護的資料中計算並重建原有的資料,因此它可以容忍一顆磁碟機的故障;一個儲存池中可以同時存在位元保護空間與鏡射空間。

Storage Spaces 的管理可以經由 PowerShell CLI 來建立空間,這對一般的儲存管理者也許還好,但可能不太適用於小型企業或家庭用戶,因此它在系統控制台中也有提供 GUI 的方式,較為方便與簡易。

Storage Spaces 在概念上與 ZFS 類似,雖然沒有資料複製或其它企業級的功能,但這應該是繼 Oracle Solaris 後,第二套具有虛擬儲存功能的作業系統。虛擬儲存的功能對於使用者當然很好,它在磁碟機故障時具有自動化的資料彈性與復原能力,在不使用外接磁碟陣列的情況下。

不過,Storage Spaces 雖然具有類似 RAID 的保護機制,但它並不是 RAID,也沒有硬體協助,因此它在進行資料保護或重建時,很明顯地會耗用作業系統的主機資源,這與 ZFS 相同;但 Windows 本身就是一個耗用資源相當大的作業系統,如果與其它 Unix-based 的作業系統比較起來的話,這要等到測試版出現後,我們才能知道 Storage Spaces 在這一部份會佔用多少的系統的資源。

Storage Spaces 可以明顯的看出 Windows 也嚐試著要提供企業級的儲存功能,Storage Spaces 對小型企業與家庭用戶也許是新奇的功能,但對企業用戶來說,它似乎又不太足夠!不過由微軟 Windows 部門主管的話看起來,他似乎還是把 Storage Spaces 定位在一般的家庭用戶,而不是企業用戶;這很合理,因為就目前所看到 Storage Spaces 的功能,是很難說服企業用戶把重要資料放在這些空間上。