Le stockage

1. Introduction

Il y a trois systèmes de fichiers utilisés dans Windows Server 2022, exFAT, NTFS et ReFS. Nous ne parlerons pas dans ce livre du système de fichiers exFAT car il est trop peu utilisé, nous nous concentrerons sur NTFS et ReFS.

Si NTFS est bien connu et utilisé dans les systèmes Windows depuis 1993, ReFS est présent dans Windows Server depuis la version 2012 mais il est moins connu du grand public. ReFS a été développé à partir de NTFS, et partage avec ce dernier le système d’arborescence à partir d’une racine d’un volume. On ne peut pas vraiment dire que l’un est meilleur que l’autre, tant les cas d’usage sont différents. Si certaines fonctionnalités de Windows Server ne peuvent être exploitées qu’avec le système NTFS, comme le rôle de serveur DFS, d’autres tirent pleinement parti des nouvelles fonctionnalités de ReFS.

Bien que plus ancien, NTFS conserve des fonctionnalités uniques, comme les quotas sur les disques, les volumes bootables (Windows ne peut pas démarrer depuis un volume ReFS), les hard links, le cryptage EFS, et d’autres qui manquent à ReFS. On ne peut donc pas voir ReFS comme un système de fichiers qui va remplacer NTFS, mais plutôt un système de fichiers qui a été pensé pour remplir d’autres fonctions.

ReFS apporte une meilleure gestion de la corruption des données, de meilleures performances en termes de rapidité, une gestion des volumes de très grande taille, une meilleure déduplication des données. Toutes ces fonctionnalités en font un système de fichiers de choix pour stocker des données en masse, des disques de machines virtuelles dont il améliore les performances, ou encore les espaces de stockage.

Il n’y a donc pas de compétition entre les deux systèmes de fichiers, les deux remplissent des rôles différents au sein de Windows Server. Il est à noter cependant que ReFS est un système de fichiers réputé pour être gourmand en ressources et solliciter le matériel, mémoire...

1. Concepts de base

Un pool de stockage est un regroupement logique de plusieurs disques physiques. Des disques de différentes natures, SSD sata, NVMe, HDD, peuvent être regroupés au sein du même pool de stockage. Une fois les disques réunis dans un même pool, on pourra y créer un ou plusieurs disques virtuels. Ces disques virtuels sont appelés espace de stockage dans la terminologie de Windows Server. On pourra formater ces disques virtuels en NTFS ou ReFS pour créer dedans un ou plusieurs volumes. Les volumes ainsi créés seront accessibles via l’explorateur de fichiers. Un pool de stockage peut contenir un ou plusieurs espaces de stockage. Les disques virtuels ne sont pas des disques de machines virtuelles Hyper-V, mais plutôt des entités vues par le système comme des disques.

On pourra mettre en œuvre les mêmes types de redondance qu’avec des systèmes raid traditionnels, agrégé par bande, parité et miroir. De plus, ces systèmes ne nécessitent pas de contrôleur raid physique.

Le fait de réunir des disques dans des ensembles logiques, et de les exploiter via des disques virtuels apporte toute la souplesse du logiciel, et des nouvelles fonctionnalités. On parle alors de virtualisation du stockage :

1. Gestion du protocole SMB

La version 1 du protocole SMB n’est pas installée par défaut dans Windows Server 2019 et 2022. Il représente une faille de sécurité et ne répond plus aux standards actuels. Toutefois il peut être activé à la main pour des raisons de rétrocompatibilité. Et il est possible aussi de surveiller les accès en SMB 1. Nous recommandons de laisser SMB 1 désactivé.

a. Monitoring du SMB 1

La commande PowerShell suivante permet de voir la configuration du protocole SMB :

Get-SmbServerConfiguration 

Le résultat de la commande fournit beaucoup de paramètres. La ligne EnableSMB1Protocol qui indique si la version est activée ou non. La ligne juste en dessous concerne la version 2 du protocole.

 Il est aussi possible d’activer la surveillance des tentatives de connexion via le protocole SMB 1. Pour cela, utilisez la commande PowerShell :

Set-SmbServerConfiguration -AuditSmb1Access $true 

Cela permettra d’inscrire dans les journaux d’évènements les tentatives d’accès au serveur avec le protocole SMB 1.

Ces évènements de type information se trouvent dans Microsoft - Windows logs - Applications and Services Logs - Windows - SMB server - audit. Il faudra alors chercher les évènements avec le numéro d’ID 3000.

Dans le descriptif de l’évènement, on trouve la date de connexion et l’adresse IP du client.

b. Activation et désactivation du protocole SMB

Si pour des raisons de rétrocompatibilité vous êtes obligé d’utiliser SMB 1, il faut alors installer la fonctionnalité avec le gestionnaire de serveur.

Dans le gestionnaire de serveur, il faudra ajouter des rôles et des fonctionnalités.

 Installez ensuite le serveur SMB 1 dans les fonctionnalités.

 Puis activez-le à l’aide de PowerShell :

Set-SmbServerConfiguration...

1. Paramétrage de base du serveur de fichiers

Une fenêtre s’ouvre avec différents onglets dédiés au paramétrage du serveur de fichiers. 

1. Concepts de base

La déduplication des données est une technique qui consiste à ne stocker qu’une seule fois les trains de données binaires identiques et à noter leurs emplacements dans un fichier de référence.

Par exemple, si l’on prend plusieurs documents Word de la même entreprise, ils auront des parties identiques, comme les métadonnées de Word, les en-têtes des documents ou encore le logo de l’entreprise. Tous ces documents vont donc avoir des suites de données binaires identiques.

Le système va repérer ces suites binaires identiques et découper les fichiers en conséquence, en blocs de tailles variables. Ces blocs ne vont être stockés physiquement qu’une seule fois sur le disque, dans un magasin, et éventuellement compressés.

Leur emplacement dans les fichiers d’origine sera remplacé par des points d’analyse et noté dans un fichier de référence.

La déduplication intervient après l’écriture des données. Les données sont écrites sur le disque de manière classique puis dédupliquées. Les performances en écriture du système ne sont donc pas impactées.

À la lecture, le système va lire les points de référence dans les fichiers et aller chercher les blocs correspondants. La partie utile d’un document, hors métadatas, est appelée « flux de fichier » dans le jargon de la déduplication.

La déduplication permet d’économiser jusqu’à 95 % d’espace disque, selon le type de fichier :

De plus, il est à noter que la déduplication est particulièrement performante avec le système de fichiers...

1. Présentation des réplicas de stockage

Le réplica de stockage est un outil pour la réplication de volumes entre des serveurs ou des clusters de serveurs. Il permet la réplication synchrone et asynchrone. Il a pour but de mettre en œuvre une solution de récupération d’urgence et de plan de reprise d’activité après un sinistre. Les réplicas de stockage nécessitent Active Directory pour être mis en œuvre.

La réplication se fait avec le protocole SMB3 et peut utiliser la compression des données dans la version Datacenter Azure Edition de Windows Server 2022. Les échanges entre les serveurs sont cryptés et les nœuds de réplication utilisent l’authentification Kerberos.

Le réplica de stockage met en œuvre une réplication au niveau des blocs de données et permet la réplication des fichiers qui sont en cours d’utilisation. Avant les réplicas de stockage, beaucoup d’entreprises utilisaient DFS pour répliquer des fichiers entre deux sites distants, mais DFS gère la réplication au niveau des fichiers ce qui ne permet pas la réplication...

1. Introduction à DFS

DFS est une fonctionnalité de Windows Server constituée de deux services du rôle File and Storage Services et qui permet de regrouper plusieurs partages qui se trouvent sur différents serveurs en une seule adresse, appelée un espace de noms et d’assurer une réplication entre les dossiers partagés.

Le service de rôle DFS Spacename permet de regrouper les dossiers et DFS Replication assure la réplication. Il est possible de n’installer que le service d’espace de noms, la réplication n’est pas obligatoire.

DFS sait travailler avec Active Directory et peut être paramétré pour tenir compte des sites Active Directory dans la gestion de la réplication. La réplication DFS est une réplication de niveau fichier qui ne permet pas la réplication des fichiers en cours d’utilisation. 

DFS nécessite des volumes formatés avec le système de fichiers NTFS.

Il est possible de déployer de plusieurs façons ces services de rôles, mais nous recommandons d’installer le service d’espace de noms sur un contrôleur de domaine. Il ne fera alors que la gestion des espaces de noms et la réplication DFS sera installée sur les serveurs qui contiennent les dossiers partagés, si l’on décide de les répliquer.

Il est aussi possible d’utiliser DFS sans Active Directory, on parle à ce moment-là d’espaces de noms autonomes. Cette solution est à privilégier si votre entreprise n’utilise pas Active Directory. Toutefois la réplication ne sera pas possible puisqu’elle nécessite Active Directory pour fonctionner.

La réplication peut être mise en place sans utiliser d’espace de noms. Les dossiers partagés seront répliqués mais ils ne seront pas réunis dans un espace de noms et ne bénéficieront pas d’une adresse unique.

DFS est une fonctionnalité largement répandue dans les entreprises et il est bon d’avoir des bases solides en la matière.

2. Principes de fonctionnement

1. Introduction à l’iSCSI

L’iSCSI (Internet Small Computer System Interface) est une technologie qui permet de connecter des machines à du stockage via le réseau IP. On parle alors de Storage Area Network, ou réseau SAN, dans lequel des serveurs peuvent via l’iSCSI utiliser du stockage qui se trouve ailleurs dans le réseau de l’entreprise ou dans un réseau distant. L’iSCSI est une technologie de stockage block level.

Les machines qui se connectent à du stockage iSCSI utilisent des initiateurs pour accéder aux volumes et les machines qui contiennent le stockage iSCSI utilisent des cibles pour rendre les volumes accessibles (target). Un volume iSCSI est appelé un LUN (Logical Unit Number).

Les machines qui utilisent l’iSCSI ont besoin d’un adaptateur réseau, qui peut être soit matériel sous la forme d’une carte PCI que l’on ajoute à la machine, soit un composant logiciel qui va simuler une carte de ce type.

L’iSCSI encapsule les commandes iSCSI dans des paquets TCP/IP standards, ce qui permet l’utilisation de réseaux traditionnels pour exploiter des stockages iSCSI.

Pour établir une connexion iSCSI l’initiateur doit découvrir les cibles, puis établir une session de communication avec ces cibles. Une fois ceci fait, les données peuvent alors être transmises, en lecture et en écriture. Les cibles et les initiateurs ont un identifiant unique, l’IQN (iSCSI Qualified Name) qui sont utilisés pour établir de sessions et s’identifier.

Comme le stockage est ailleurs sur le réseau, plusieurs machines peuvent l’utiliser en même temps. C’est un des principes de base du clustering où plusieurs machines sont réunies en une seule entité et utilisent un stockage partagé qui est distant sur le réseau. 

Il existe d’autres technologies pour faire du stockage SAN, comme le Fibre Channel, ou le Fibre Channel over Ethernet (FCoE), mais ils nécessitent d’acheter...