Teil 5 – SMB 3 und SMB Direct
Bisher veröffentlichten Teile der Blogpostserie
- Teil 1 – Was ist Storage Spaces Direct?
- Teil 2 - Grundlegende Anforderungen für Storage Spaces Direct
- Teil 3 - SSD und NVMe, DWPD, TBW und PBW berechnen und verstehen
- Teil 4 - Netzwerkdesign bei Storage Spaces Direct
- Teil 5 - SMB 3 und SMB Direct
SMB 3 und SMB Direct spielen bei Storage Spaces Direct eine wichtige Rolle. Daher möchte ich mich in diesem Blogpost näher mit diesen Protokollen beschäftigen.
Man könnte sagen, das der Vorläufer des SMB (Server Messaging Block) Protokoll seine Wurzel bereits im Windows für Workgroups 3.11 hat. Dessen Netzwerk basiert wiederum auf Technologie von IBM entwickelt. Im Laufe der Jahre wurde das SMB Protokoll in den verschiedenen Betriebssystemversionen von Micrsoft weiterentwickelt. Bis mit Windows Server 2012 das SMB Protokoll mit der Version 3.0 zur Verfügung steht.

Mit Einführung von Windows Server 2012 bekam das SMB Protokoll einige sehr interessante Verbesserungen wie
- SMB Multichannel
- SMB Direct
- SMB Verschlüsselung
- SMB Transparent Failover
- usw..
Diese Verbessungerungen spielen auch bei Storage Spaces Direct eine große Rolle, daher möchte an dieser Stelle auf die einzelnen Punkte eingehen.
SMB Multichannel
SMB Multichannel ermöglicht die Zusammenfassung von Netzwerkbandbreite und Netzwerkfehlertoleranz, wenn zwischen dem SMB 3.x Client und dem SMB 3.x Server mehrere Netzwerkpfade verfügbar sind.
- Geschwindigkeit
- Bandbreiten-Aggregation durch Nutzung mehrer Kanäle
- Standard für Netzwekkarten mit RSS Support sind 4 Kanäle
- Verteilung der Prozessor-Belastung auf mehrere Cores (RSS Support)
- Bandbreiten-Aggregation durch Nutzung mehrer Kanäle
- Failover
- Implementiert Ende-zu-Ende Ausfall Erkennung
- Benutzung von NIC-Teaming möglich
- Implementiert Ende-zu-Ende Ausfall Erkennung
- Automatische Konfiguration
- SMB erkennt automatisch das Vorhandensein mehrerer verfügbarer Netzwerkpfade und fügt diese Verbindung bei Bedarf dynamisch dazu
- Für NICs abschaltbar
Beispiele für SMB Multichannel




SMB Direct (SMB über RDMA)
- schnelle Netzewrkkommunikation aus dem HPC (High-Performance Computing)
- SMB Direct nutzt RDMA um Daten zwischen Hosts zu übertragen
- hoher Durchsatz
- geringe Latenz
- geringe Prozessorbelastung
- hoher Durchsatz
- alle Möglichkeiten von SMB Multichannel
- Implementierungen
- Infiniband - bis 100 Gbit auf Infiniband Switchen
- RoCE - 100 Gbit mit Ethernet Switche die DCB unterstützen
- iWarp - 100 Gbit mit Ethernet Switche
- Infiniband - bis 100 Gbit auf Infiniband Switchen
- Für Storage Spaces Direct wird von Microsoft RoCE und iWarp supportet.

SMB Verschlüsselung
- Ende-zu-Ende Verschlüsselung der SMB Daten
- Schützt die Daten auf der Leitung
- Nutzt vorhandene SMB Session Schlüssel um Schlüssel abzuleiten
- Nutzt den AES-CCM Algorithums
- keine Deploymentkosten
- keine spezielle Hardware notwendig
- keine iPSec Infrastruktur notwendig
- Konfigurierbar pro Share oder für den ganzen Server

SMB Transparentes Failover
- Der Failover ist transparent für die Anwendungen
- zero downtime
- kurzzeitiger I/O-Delay während des Failovers
- Unterstützt geplante und ungeplante Faiovers
- Hardware/Software Wartung
- Hardware/Software Ausfälle
- Load Balancing / Client Redirection
- Resilierend für Datei- und Verzeichnisoperationen

- Funktioniert mit beiden Typen des Dateiservers im Cluster
- Scale-Out File Server
- "Classic" File Server
- Anforderungen:
- ab Windows Server 2012 Failover Cluster
- SMB Client mit SMB 3.0
- Dateifreigaben sind mit "Continuously Availability" Eigenschaften konfiguriert