Microsoft Windows Server R2 中的分散式档案系统解决方案概观.docx
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MicrosoftWindowsServerR2中的分散式档案系统解决方案概观
MicrosoftWindowsServer2003R2中的分散式檔案系統解決方案概觀
MicrosoftCorporation
發佈:
2005年10月
摘要
隨著組織擴展,組織中的使用者與伺服器日益增加(無論是位於單一站台或是分散各地的站台),系統管理員也越來越難讓使用者以直接而迅速的方式存取他們所需的檔案。
負責管理遠端辦公室或分公司的系統管理員所面臨的挑戰更甚以往,例如,他們必須為緩慢的WAN連線限制網路流量、確保在WAN中斷或伺服器失敗期間檔案的可用性、以及確保分支伺服器能正確備份。
為協助系統管理員面對這些挑戰,Microsoft® WindowsServer™ 2003 R2中的分散式檔案系統解決方案提供了DFS名稱區與DFS複寫這兩種技術,同時使用這兩種技術時,可讓您以簡化而容錯的方式存取檔案與易於在WAN中執行複寫。
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內容
MicrosoftWindowsServer2003R2中的分散式檔案系統解決方案概觀5
主要案例7
WindowsServer 2003 R2中的DFS 複寫優點8
WindowsServer 2003 R2中的DFS 名稱區增強功能14
設定需求15
請參閱17
MicrosoftWindowsServer2003R2中的分散式檔案系統解決方案概觀
中型與大型組織中的資訊技術(IT)部門,其目的之一在於有效管理檔案伺服器及其資源,同時讓使用者能在安全的情況下加以使用。
隨著組織擴展,組織中的使用者與伺服器日益增加(無論是位於單一站台或是分散各地的站台),系統管理員也越來越難讓使用者存取他們所需的檔案。
就一方面而言,將檔案儲存在接近使用者的分散式伺服器中,可讓更多使用者使用檔案,並減少延遲與頻寬使用。
另一方面,當分散式伺服器的數量增加時,使用者將不易找到他們所需的檔案,因而使作業成本增加。
負責管理這些遠端伺服器的系統管理員,必須要有解決方案以協助處理下列問題:
為緩慢的WAN連線限制網路流量、確保在WAN中斷或伺服器失敗期間檔案的可用性、以及確保分支伺服器能正確備份。
microsoft®Windows server™ 2003 R2作業系統中的分散式檔案系統解決方案,提供了DFS 名稱區與DFS 複寫這兩種技術,以協助系統管理員面對這些挑戰;同時使用這兩種技術時,可讓您以簡化而容錯的方式存取檔案、載入共用與易於在WAN中執行複寫。
∙DFS 複寫是一種支援複寫排程與頻寬節流,以狀態為主的新型多重主機複寫引擎。
DFS 複寫會使用名為遠端差異壓縮(RDC)的新型壓縮通訊協定,此通訊協定可在頻寬受限的網路上有效更新檔案。
RDC會偵測檔案中的資料插入、移除、重新排列等變更,讓DFS 複寫在檔案更新時僅複寫變更的部份。
此外,RDC的「交互檔案RDC」功能有助於降低複寫新檔案所需的頻寬數量。
∙DFS 名稱區先前稱為「分散式檔案系統」,可讓系統管理員將位於不同伺服器的共用資料夾組成群組,讓使用者可以將它們當作虛擬的資料夾樹狀目錄(稱為「名稱區」)來檢視。
名稱區提供許多優點,包括增加資料的可用性、負載共用,以及簡化資料移轉。
下圖將示範DFS 名稱區與DFS 複寫如何搭配運作。
標示為1與2的程序在圖表後有更詳細的說明。
如圖所示,當使用者嘗試存取名稱區
(1)中的資料夾時,用戶端電腦會連絡名稱區伺服器。
名稱區伺服器會對用戶端電腦傳送一個轉介,其中含有與資料夾相關之共用資料夾的主控伺服器(稱為資料夾目標)清單。
用戶端電腦會快取轉介,然後連絡轉介
(2)中的第一部伺服器,這通常是用戶端本身站台中的伺服器,除非沒有相同站台的伺服器存在,或系統管理員設定了目標優先順序。
圖中的反白資料夾表示該資料夾由兩部伺服器的共用資料夾所主控,一部位於紐約,一部位於倫敦,以便為這些站台中的使用者提供快速而可靠的檔案存取。
共用資料夾的同步處理由DFS 複寫執行。
使用者無法察覺資料夾是由多部伺服器所主控,因為他們在名稱區中只看見一個資料夾。
若其中一部伺服器無法使用,用戶端電腦會錯誤後移轉到其餘伺服器。
主要案例
雖然DFS 名稱區與DFS 複寫是兩個獨立的技術,但在搭配使用時,可對中型與大型組織中的許多主要案例提供解決方案。
資料收集
資料收集案例有助於減少分公司中磁帶備份的使用,並可大幅降低分公司的作業成本。
若要達到此目的,必須將資料從分公司中的伺服器複寫到總公司或資料中心的伺服器。
總公司的系統管理員可以使用備份軟體從集線器伺服器來備份分支伺服器的資料,而不是由分公司未經IT訓練的非IT系統管理員來執行這項容易出錯的程序。
在總公司進行集中備份也可讓組織合併備份硬體與相關管理工作。
拜RDC之賜,DFS 複寫得以針對兩部伺服器之間的差異(或變更)進行複寫,因而降低複寫期間所使用的頻寬;對於使用低頻寬的WAN連線連接到總公司的分公司而言,這是很重要的考量。
此外,也可以使用複寫排程與頻寬節流,將複寫期間設定在離峰時間,以及規範複寫期間所使用的頻寬數量,讓系統管理員能夠進一步控制WAN流量。
搭配使用DFS 複寫與DFS 名稱區時,系統管理員可設定名稱區,讓分支用戶端始終連線到分支伺服器。
若分支伺服器無法使用時,分支用戶端就會在錯誤後移轉到集線器伺服器。
此外,若使用DFS 名稱區的「用戶端錯誤後回復」增強功能,則執行用戶端錯誤後回復Hotfix的分支用戶端在還原後,就會錯誤後回復到分支伺服器。
資料發佈
您可以使用DFS 名稱區和DFS 複寫,將文件、軟體和商業資料公佈給整個組織的使用者。
雖然單憑DFS 複寫即可發佈資料,但使用DFS 名稱區可讓系統管理員設定名稱區,使名稱區中的資料夾由多部伺服器主控,進而提高資料的可用性,並在伺服器間發佈用戶端負載。
當瀏覽名稱區時,使用者將看到單一資料夾,而不會察覺到資料夾是由多部伺服器所主控。
當使用者開啟資料夾時,用戶端電腦會自動參照其站台中的伺服器;如果沒有相同站台伺服器可用,系統管理員可以設定名稱區,讓用戶端參照具有最低連線成本(如Active directory®連線服務所定義)的伺服器。
此外,系統管理員可使用DFS 名稱區的增強功能(稱為「目標優先順序」)來指定伺服器的優先順序,使特定伺服器一律放在伺服器清單(稱為轉介)的開頭或結尾,用戶端在存取名稱區中的資料夾時會接收此清單。
在分公司間共用檔案
在分公司遍佈全球的大型組織中,某個分公司中的使用者經常需要存取共用資料夾與存取儲存在其他分公司、總公司或資料中心的檔案。
在某些情況下必須透過合作才能進行此存取,但有時使用者只需取得這些檔案的存取權即可。
若可容忍WAN中斷期間的低延遲與資料可用性,而讓分公司能有較高的網路流量與磁碟空間可運用,系統管理員可使用DFS 複寫來複寫分支伺服器之間的檔案,讓使用者能快速存取其相關分公司的檔案。
在多個分公司中存放檔案,對於經常往來於各分公司的使用者而言也十分有利。
使用者可在某個分公司變更其檔案,而這些變更將會複寫回該名使用者的分公司中。
當分公司中的共用資料夾定義為名稱區中的資料夾時,使用者會瀏覽看似單一的伺服器以存取這些資料夾,這種方式可提供使用者一個穩定的初始環境來瀏覽檔案。
例如,往來於各分公司之間的使用者,會存取看似名稱區中的相同資料夾,但使用者實際上參照的是含有資料且最接近使用者的伺服器。
若該筆資料已使用「DFS 複寫」進行複寫,使用者的變更就會複寫回使用者的分公司。
若使用者可以容忍將變更複寫到其他分支伺服器時,檔案所產生的某些不一致,才會建議使用者以DFS 複寫進行協同作業案例。
此外,對多部伺服器上的相同檔案進行變更時,因為DFS 複寫會採用「以最後寫入者為準」的heuristic,所以從單一伺服器或由單一使用者更新檔案時,此案例會有最好的效果。
設定共用資料夾權限,可避免變更產生衝突。
針對需要檔案鎖定的協同作業案例,建議使用microsoft®windows®SharePointRServices。
附註
由於DFS 複寫只能在檔案關閉後進行複寫,因此對於長時間保持開啟的資料庫檔案或任何檔案,不建議您使用DFS 複寫進行複寫。
WindowsServer 2003 R2中的DFS 複寫優點
DFS 複寫是一種新的複寫引擎,它所提供的功能遠優於檔案複寫服務(FRS)。
使用DFS 複寫的優點如下。
可簡化將個別資料夾複寫至同一組伺服器中的程序
由於「複寫群組」與「複寫資料夾」的推出,在WindowsServer 2003 R2中設定複寫資料夾的程序因此得以簡化,如下圖所示。
如上圖所示,「複寫群組」是一組伺服器(稱為「成員」),這些伺服器參與了一或多個複寫資料夾的複寫。
「複寫資料夾」是在每個成員上保持同步的資料夾。
上圖中有兩個複寫資料夾,即Projects與Proposals。
當每個複寫資料夾中的資料變更時,就會透過成員之間的「連線」複寫變更。
所有成員之間的連線即形成複寫「拓撲」。
在單一複寫群組中建立多個複寫資料夾可簡化部署複寫資料夾的程序,因為複寫群組的拓撲、排程和頻寬節流會套用到每個複寫資料夾。
每個複寫資料夾也有它自己的設定,例如檔案和子資料夾篩選器,因此系統管理員可以針對每個複寫資料夾篩選掉不同的檔案和子資料夾。
若要部署其他複寫資料夾,系統管理員可以使用簡易的精靈,來定義每個新複寫資料夾的本機路徑和權限。
每個成員上存放的複寫資料夾可位於該成員的不同磁碟區,此外,儘管[DFS管理]嵌入式單元可讓您輕鬆共用複寫資料夾,並選擇在現有名稱區中公佈它們,但複寫資料夾不需要一定是共用資料夾或是名稱區的一部分。
檔案的變更差異複寫
DFS 複寫可使用RDC,僅針對成員間的差異(或變更)進行複寫。
如此可讓WAN連線緩慢的分公司以最低的頻寬參與複寫。
在大型檔案僅做了微小變更的情況下,最能突顯RDC的效能。
舉例來說,對2MB的PowerPointR簡報所做的變更,可能只有60KB需經由網路傳送,其餘的97%則不需傳輸。
相關人員曾經以DFS 複寫搭配RDC,進行一項將780個各式Office檔案(.doc、.ppt與.xls)從來源伺服器複寫到目標伺服器的測試。
其目的是要判斷RDC對進行一般編輯的Office檔案會有多少效能。
目標伺服器的檔案為版本x,來源伺服器的檔案為版本x+,兩個版本之間有許多編輯上的差異。
不需傳輸的位元組百分比平均為50%,對大型檔案的效果尤佳。
此外,透過RDC與壓縮,DFS 複寫還具有節省軟體檔案發佈所需頻寬的效能。
例如,Microsoft的IT部門使用DFS 複寫,將軟體檔案複寫到數個國家(地區)的Microsoft辦公室。
雖然使用的頻寬會隨時間而不同,但在一個常態的案例中,測量出節省的網路流量頻寬為63.14 ,具體來說,就是從原本應複寫的44.0 GB縮減為16.22 GB。
附註
RDC不適用於小於64 KB的檔案,而且對不需競用網路頻寬的高速LAN而言,可能沒有明顯效能。
RDC可透過[DFS管理]嵌入式管理單元,以個別連線為準加以停用。
減少複寫新檔案所需使用的頻寬
RDC的另一項功能稱為「交互檔案RDC」,它會使用heuristic來識別有哪些檔案與需要複寫的檔案類似。
在某部伺服器上建立新檔案後,而需要將其複寫到另一部伺服器上時,即可使用此功能。
DFS 複寫不需複寫整個檔案,而可使用類似於複寫檔案的部份檔案,以降低在WAN上傳輸的資料量。
只有在其中一部伺服器(一對複寫伺服器中)執行Windows Server2003 R2,EnterpriseEdition、WindowsServer 2003 R2,DatacenterEdition或windows®StorageServer R2,EnterpriseEdition時,才能使用交互檔案RDC。
例如,若分公司伺服器執行WindowsServer 2003 R2,StandardEdition,而集線器伺服器執行WindowsServer 2003 R2,EnterpriseEdition,即可使用交互檔案RDC。
有效且可延展的複寫
當複寫群組的兩個成員開始彼此同步處理時,會使用有效的演算法來判斷哪些檔案需要複寫。
交換的中繼資料量將可達到最低,同時也會降低傳送非必要變更的情形(因變更順序所致),因為同步處理是以狀態為基礎,並非如同檔案複寫服務(FRS)以事件為基礎。
隨RDC推出並以狀態為基礎的同步處理,可讓DFS 複寫比FRS將更多的檔案複寫到更多的成員中。
測試的延展性數據如下所示:
∙每部伺服器最多可為256 個複寫群組的成員。
∙每個複寫群組最多可包含256 個複寫資料夾。
∙每部伺服器最多可有256 個連線(例如,128 個連入連線和128 個連出連線)。
∙在每部伺服器上,複寫群組數乘以複寫資料夾數再乘以同步複寫連線數的值,必須保持在1024或以下。
若已交錯複寫排程,您就不需計算因排程關閉而未複寫的連線數。
∙一個複寫群組最多可包含256 個成員。
∙一個磁碟區最多可包含8 百萬個複寫檔案,一部伺服器最多可包含1 TB的複寫檔案。
基於效能與延展性考量,建議您遵循這些測試數值與指導方針。
彈性排程與頻寬節流
DFS 複寫支援以7天期間內每15分鐘的增量為基礎的複寫排程與頻寬節流。
指定複寫間隔時,系統管理員必須選擇開始與停止時間,以及間隔內所使用的頻寬。
頻寬使用量的設定範圍,介於每秒16 KB(Kbps)與每秒256 MB(Mbps)之間,以及完整(無限制)頻寬。
系統管理員可設定適用於所有成員間連線的預設排程與頻寬,也可以選擇為個別連線建立自訂的排程與頻寬。
若要為不同時區中的伺服器設定複寫期間,系統管理員可以設定排程,讓初始複寫的伺服器能夠以「全球定位時間(UTC)」或伺服器的當地時間解譯排程。
可於獨立名稱區、網域型名稱區與個別資料夾中支援
DFS 複寫可用於獨立與網域型名稱區,以及不屬於任何名稱區的資料夾中。
要複寫的資料夾可共用也可不共用。
在USN日誌換行與資料庫損毀後自我修復
DFS 複寫針對更新序號(USN)日誌換行與Jet資料庫損毀,提供了「自我修復」功能。
雖然複寫在此修復程序中會暫時停止,但服務會自動復原,不需系統管理員執行任何動作。
進行自我修復時,DFS 複寫會掃描檔案系統,並重新建立DFS 複寫資料庫以存放與複寫資料夾中的檔案相關的中繼資料。
接著,資料庫必須與其他成員的資料庫進行同步處理。
在同步處理的程序中,在網路間傳送的中繼資料量,將由複寫資料夾之本機路徑下的檔案數(也就是資料庫中的識別碼記錄數)、以及每個檔案要傳送的中繼資料大小所指定。
一個檔案的中繼資料大小,大約是檔案名稱長度再加上144 個位元組。
額外的RPC與TCP負載會產生約5%的額外負載,因此,在最嚴重的情況下,以資料庫中一百萬個平均檔案名稱大小為50位元組的檔案來計算,大約會有194 MB的中繼資料會經由網路傳送。
易於進行成員復原
DFS 複寫會將其全域設定(如拓撲與複寫排程)儲存在ActiveDirectory中。
這些設定也會快取在每個成員的本機.xml檔案中;若檔案損毀或成員在失敗後進行還原,DFS 複寫可重建此檔案(使用ActiveDirectory中所儲存的設定)。
這種類型的自我修復可讓伺服器有較長的使用時間與更高的可靠性,並可讓您更易於在損毀修復期間重建複寫群組的成員。
DFS 複寫亦可使用.xml檔案來儲存成員專用的設定,例如以WindowsManagementInstrumentation(WMI)設定的偵錯記錄設定或RPC連接埠設定。
簡易而彈性的新伺服器預先實行
在複寫群組中新增伺服器前,系統管理員可以將資料複製到伺服器、還原備份,或從磁帶、DVD或卸除式硬碟複製檔案,藉以在目標伺服器上預先實行複寫資料夾。
如前所述,就頻寬使用量與中繼資料交換的角度來看,同步處理程序是非常有效率的;當它對來源伺服器(稱為「主要成員」)與目標伺服器的相同檔案進行初始同步處理時,可將WAN流量壓至最低。
若目標伺服器上的檔案已過時,DFS 複寫會使用RDC,僅針對資料預先實行後所產生的變更進行複寫。
任何經過預先實行的檔案,若位於目標伺服器上、但不在來源伺服器上,都會移至目標伺服器複寫資料夾路徑下的PreExisting資料夾中。
新的管理工具
系統管理員可使用[DFS管理]嵌入式管理單元,來設定DFS 名稱區與DFS 複寫。
嵌入式管理單元可整合兩個分散式檔案系統元件,讓系統管理員得以:
∙選取名稱區中的現有資料夾,以及在該資料夾的相關資料夾目標(共用資料夾)上設定DFS 複寫。
∙在現有的名稱區中新增複寫資料夾。
系統管理員也可以在命令列上使用Dfsradmin.exe或Dfsrdiag.exe,以執行系統管理工作。
這兩項工具都屬於WindowsServer 2003 R2的一部份。
其他設定可使用WMI,以程式設計的方式執行。
管理工作的委派
可委派不屬於DomainAdmins群組成員的系統管理員來建立網域中的新複寫群組,管理現有的複寫群組,或兩者同時進行。
DomainAdmins群組的成員可使用[DFS管理]嵌入式管理單元或Dfsradmin.exe命令列工具,來執行這項委派。
內建的狀況公制與診斷事件
DFS 複寫具有內建的WMI提供者,可監視DFS 複寫的狀況。
例如,WMI提供者可報告成員間的USN日誌換行、資料庫遺失、磁碟空間不足、網路連線問題、共用違規、過度複寫以及時鐘誤差。
這些事件也會報告到DFS 複寫事件日誌中,以專門用於儲存複寫的相關事件。
有兩種方式可監視DFS 複寫:
內建的診斷報告,以及MicrosoftOperationsManager(MOM)的WindowsDFS 複寫管理包。
此診斷報告為.html檔案,可由[DFS管理]嵌入式管理單元或Dfsradmin.exe命令列工具產生。
報告中包含了豐富的DFS 複寫資訊,包括錯誤與警告事件、服務狀態與使用時間、以RDC與資料流壓縮為基礎的複寫效能、積存的傳送與接收異動、可用磁碟空間等。
下圖顯示狀況報告範例:
WindowsDFS 複寫管理包是一種即時的監視工具,可針對每個成員監視其DFS 複寫的狀況與複寫程序。
系統管理員可使用此管理包來監視DFS 複寫服務、複寫群組、複寫資料夾以及儲存複寫資料夾的磁碟區等項目的狀態。
若有情況導致複寫完全或部份失敗,將會暫時變更物件的狀態;當此問題由服務自動解決(例如連線間歇性中斷的情況)或由系統管理員解決後,這些物件就會恢復正常狀態。
MicrosoftOperationsManager 2005支援此管理包,未來可在Microsoft網站(中予以下載。
WindowsServer 2003 R2中的DFS 名稱區增強功能
如前所述,Windows server™ 2003中的分散式檔案系統技術已重新命名為DFS 名稱區。
基礎服務和基本功能並未改變,而且WindowsServer 2003 R2推出了多項DFS 名稱區增強功能。
這些增強功能都屬於WindowsServer 2003ServicePack1(SP1)的更新API,可針對分公司所使用的名稱區提供更容易的管理與更大的彈性。
新增與更新的管理工具
WindowsServer 2003 R2中的新型[DFS管理]嵌入式管理單元,提供了強化的圖形化使用者介面以管理名稱區與DFS 複寫。
此嵌入式管理單元可讓系統管理員設定DFS 名稱區增強功能,例如目標優先順序、委派、用戶端錯誤後回復、以及WindowsServer 2003中只能以Dfsutil.exe設定的現有功能。
例如,系統管理員可使用[DFS管理]嵌入式管理單元來設定伺服器在轉介中的排序方式,例如依據最低成本,或限制為與用戶端相同的站台。
系統管理員也可以啟用根目錄延展性模式,藉以在大型名稱區中降低主要網域控制站(PDC)模擬器上的負載。
命令列工具Dfsutil.exe屬於WindowsServer 2003 SP1中的「Windows支援工具」,目前已更新並納入DFS 名稱區增強功能。
作業系統工具Dfscmd.exe也已更新,以允許系統管理員移動名稱區中的資料夾或予以重新命名。
用戶端錯誤後回復
在DFS 名稱區的用戶端錯誤後移轉程序中,當其中一部伺服器失敗或從名稱區移除後,用戶端就會嘗試存取轉介中的其他伺服器。
除非設定用戶端錯誤後回復,否則用戶端會繼續使用其錯誤後移轉到的伺服器,直到重新啟動用戶端或清除用戶端的轉介快取為止。
設定用戶端錯誤後回復,並在用戶端安裝適當的用戶端錯誤後回復Hotfix之後,用戶端就會在慣用的本機伺服器還原後錯誤後回復到該伺服器。
目標優先順序
當用戶端存取名稱區時,用戶端會收到轉介,其中包含與名稱區根目錄或資料夾相關聯的目標清單。
系統會根據名稱區或資料夾目前的排序方法來列出這些目標。
若要微調特定目標的排序方式,系統管理員可以指定伺服器應出現在轉介的開頭或結尾。
在許多案例下指派目標優先順序是很有用的,例如將一部伺服器視為最後順位伺服器的「隨時待命」案例。
在此案例中,系統管理員可以指定待命伺服器一律出現在轉介的結尾,且只有在所有其他伺服器皆失敗,或因網路故障而無法使用時,才將用戶端錯誤後移轉到這部伺服器。
更好地委派
系統管理員可以
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