Hyper-V mit dem SMB-3-Protokoll

Vladimir Kramin, 123RF

Flotter Feger

Microsoft hat mit dem Server Message Block 3 (SMB 3) in Windows Server 2012 und Windows Server 2012 R2 zahlreiche Verbesserungen eingeführt. Vom schnelleren und stabileren Zugriff auf Netzwerk-Storage profitiert vor allem Hyper-V. Wir zeigen, was es mit diesen Neuerungen auf sich hat.
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Das SMB-Protokoll ist vor allem als Grundlage für das Datei-Sharing unter Windows bekannt und im Zusammenhang mit Samba auch Linux-Benutzern ein Begriff. Windows 8.1 und Windows Server 2012 R2 beherrschen das neuen SMB-3-Protokoll, das gegenüber der alten Version über zahlreiche Vorzüge verfügt. Es wurde zwar bereits mit Windows Server 2012 eingeführt, aber in Windows Server 2012 R2 noch einmal verbessert. Der schnelle Zugriff auf Netzwerk-Storage kommt vor allem Enterprise-Anwendungen zugute, etwa dem SQL Server und den virtuellen Festplatten von Hyper-V.

Die Festplatten von virtuellen Servern können mit Windows Server 2012 R2 auch im Netz gespeichert sein, zum Beispiel auf Dateifreigaben oder auf iSCSI-Zielen.

Speichert man große Dateien wie die Festplatten virtueller Server dateibasiert im Netzwerk, ergeben sich einige Vorteile gegenüber der blockbasierten Speicherung. So lassen sich solche Dateien insbesondere einfacher verwalten. Das gilt vor allem, wenn sie auf Dateifreigaben gespeichert sind, da hier externe Verwaltungswerkzeuge wegfallen und Workflows zur Verwaltung nicht verändert werden müssen.

Windows Server 2012 R2 erlaubt die Verwendung von VHDX-Dateien als iSCSI-Ziel. Auf diesem Weg können Hyper-V-Hosts ihre Daten auf iSCSI-Festplatten speichern, die dann wiederum mit SMB 3 angebunden sind.

VHDX-Dateien sind außerdem wesentlich robuster und erlauben eine Größe von bis zu 64 TByte.

SMB 3 kann auf virtuellen Servern in Clustern die SMB-Sitzungen von Serverdiensten und Anwendersitzungen weiterreichen. Wenn ein virtueller Server zwischen Cluster-Knoten verschoben wird, bleiben die Sitzungen aktiv; die Anwender- und Serverdienste werden bei diesem Vorgang nicht voneinander getrennt. Das heißt, neben der höheren Leistung und besserer Verfügbarkeit unterstützt SMB 3 auch Hochverfügbarkeit.

Neues in SMB 2.0 und 2.1

SMB wurde seinerzeit von IBM entwickelt und von Microsoft über den LAN-Manager in Windows Mitte der 1990er integriert. Microsoft hat SMB 1.0 angepasst und bei der Internet Engineering Task Force (IETF) eingereicht. Außerdem wurde SMB in CIFS (Common Internet File System) umbenannt.

Microsoft hat gleich nach der Übernahme von SMB von IBM mit der Verbesserung von SMB begonnen. In die Versionen 2.0 von Windows Vista und die Version 2.1 von Windows 7 und Windows Server 2008 hat Microsoft einige Verbesserungen integriert. Seit Version 2.0 verwendet Microsoft nicht mehr die Bezeichnung CIFS, da die ursprünglichen Erweiterungen nur für SMB 1.0 entwickelt wurden. Bei SMB 2.0 spielen diese keine Rolle mehr.

SMB 2.1 bietet vor allem Leistungsverbesserungen auch für sehr schnelle Netzwerke im 10-Gigabit-Bereich. Die Version unterstützt größere Übertragungseinheiten (Maximum Transmission Units, MTU). Außerdem wurde die Energieeffizienz auf den Clients verbessert. Clients ab SMB 2.1 können auch mit aktivierten SMB-Verbindungen in den Energiesparmodus wechseln.

Verbesserungen in SMB 3.0 sind zum Beispiel TCP Windows Scaling und Beschleunigungen im WLAN. Zusätzlich hat Microsoft die Verbindung zwischen Client und Server sowie den Cache auf dem Client verbessert und optimiert. Mit der neuen Pipeline-Funktion können Server mehrere Anforderungen in die Warteschlange schreiben und parallel abarbeiten. Diese neue Technik ähnelt den Buffer Credits in der Fibre-Channel-Technologie.

Microsoft hat in der aktuellen Version die Datenbreite auf 64 Bit erweitert. Das ermöglicht Blockgrößen von mehr als 64 KByte, was die Übertragung großer Dateien, etwa virtueller Festplatten oder Datenbanken, beschleunigt. Außerdem hat Microsoft die Verbindungen zwischen Client und Server optimiert. Das verhindert Verbindungsabbrüche in unzuverlässigen Netzwerken wie WLANs oder WAN-Umgebungen.

Neuerungen in SMB 3.0

In Windows Server 2012 hat Microsoft mit der Version 2.2 von SMB weitere Verbesserungen integriert. Später wurden diese Neuerungen als so weitreichend eingestuft, dass die Version nachträglich auf 3.0 erhöht wurde. Eine neue Funktion in SMB 3.0 sind zum Beispiel die serverbasierten Workloads. Diese unterstützen Hyper-V und Datenbanken mit SQL Server 2012/2014.

Hyper-V für SMB beherrscht jetzt UNC-Pfade als Speicherort von Steuerdateien virtueller Server. Auch virtuelle Festplatten können jetzt UNC-Pfade verwenden, also Dateien direkt im Netzwerk speichern. Einfach ausgedrückt heißt das, dass der Speicherort von virtuellen Festplatten ab Windows Server 2012 aus einem Universal-Naming-Convention-Pfad (UNC) bestehen darf. Sie müssen keinen Laufwerksbuchstaben mehr verwenden oder Netzwerklaufwerke umleiten. Es besteht zum Beispiel jetzt die Möglichkeit, die Daten auch über einen Dienstnamen anzusprechen, nicht mehr ausschließlich über einen physischen Servernamen wie bei normalen Laufwerksbuchstaben.

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