S2D和SAN在Windows Server故障转移集群中的共存方案，适用于Hyper‑V、SQL Server和文件服务

运行现代数据中心的企业越来越需要灵活的存储架构，以平衡性能、弹性和投资保护。借助Windows Server 2022和Windows Server 2025，微软现在实现了真正的S2D与SAN共存——允许存储空间直通与传统的SAN存储在同一个故障转移集群环境中协同运行。这种混合存储方法让IT团队能够结合高性能本地存储与现有的企业SAN基础设施，从而优化Hyper‑V、SQL Server和文件服务等工作负载，同时保持完整的集群支持和操作一致性。

支持的Windows Server版本和存储协议

共存功能适用于Windows Server 2022和Windows Server 2025的故障转移集群，而存储空间直通要求数据中心版。企业可以在同一个单机架集群内部署此配置。

该实现支持多种SAN连接选项。光纤通道、iSCSI和iSCSI目标协议均可与共存架构配合工作。企业可以集成其现有的SAN基础设施，而无需更换硬件或重新配置网络结构。

共存的技术要求

该架构强制要求存储空间直通和SAN存储系统之间严格分离。管理员绝不能将SAN连接的LUN添加到存储空间直通池中，因为该池仅接受来自每个集群节点的本地直连存储驱动器。

文件系统格式化遵循强制性规则。S2D卷需要先格式化为ReFS，然后才能转换为集群共享卷，而SAN卷必须使用NTFS格式化。这种区分防止了存储类型的意外混合，并确保每个系统以其优化的文件系统运行。

存储空间直通建议（但不严格强制要求）跨集群节点使用相同的硬件。管理员应部署一致的驱动器类型和数量，因为匹配的硬件是推荐做法，以保持兼容性和性能。

混合存储集群的配置步骤

初始集群设置

管理员首先创建一个不分配任何存储的故障转移集群。PowerShell命令 New-Cluster -Name <clustername> -Node <node1>,<node2>,<node3> -NoStorage 建立集群框架，同时将存储配置留待后续步骤。

创建集群后，使用 Enable-ClusterS2D 命令激活存储空间直通功能。此命令会自动发现每个节点上符合条件的本地驱动器，并将它们池化到一个共享存储资源中。系统会排除引导驱动器以及已被其他系统使用的任何磁盘。

从S2D池创建卷使用 New-Volume cmdlet 并指定 -FileSystem CSVFS_REFS 参数以确保ReFS格式化。管理员在此步骤中指定大小、弹性类型和友好名称。生成的卷会自动成为所有集群节点均可访问的集群共享卷。

SAN存储集成

SAN LUN的呈现需要仔细的分区和掩码，以确保所有集群节点对每个LUN具有相同的可见性。光纤通道环境在交换机上配置分区，而iSCSI部署则配置目标访问列表以包含所有节点启动器。

当存在冗余SAN连接时，需要配置多路径I/O。管理员在每个节点上安装MPIO功能并认领相应的设备类型。此配置消除了存储路径中的单点故障，并在控制器或结构路径之间提供自动故障转移。

磁盘初始化最初在单个节点上进行。管理员使LUN联机，使用GPT分区对其进行初始化，创建卷并将其格式化为NTFS。格式化后，磁盘通过故障转移集群管理器界面作为可用存储加入集群，然后转换为集群共享卷。

验证和测试流程

微软建议在配置混合存储集群后进行彻底验证。带有 -Include "Storage", "Storage Spaces Direct" 参数的 Test-Cluster cmdlet 会同时对两个存储子系统运行全面的测试。

在运行验证之前，管理员应安排SAN LUN上工作负载的停机时间，或将其临时迁移到S2D CSV。验证过程会使SAN LUN脱机以测试SCSI-3持久保留功能，如果不进行此准备，将会中断正在运行的工作负载。

验证报告会识别连接问题、配置错误和潜在的性能瓶颈。两种存储类型都必须通过各自的测试套件，集群才能被视为受支持的配置。失败的测试需要在生产部署之前进行补救。

用例和工作负载放置策略

Hyper‑V虚拟机部署

企业将延迟敏感的虚拟机部署在存储空间直通CSV上，以受益于本地NVMe或SSD的性能。当存储I/O保持在服务器机箱内而不是穿越网络结构时，数据库服务器、实时分析系统和高事务应用程序可以实现更低的响应时间。

需要SAN特定功能（例如基于阵列的快照、硬件辅助复制或与现有备份系统集成）的虚拟机驻留在SAN CSV上。这种放置方式保留了既定的操作流程，同时使新的工作负载能够利用S2D的性能优势。

Hyper‑V存储实时迁移支持在S2D和SAN CSV之间无缝移动虚拟机存储而无需停机。管理员可以根据不断变化的性能要求重新平衡工作负载，或在存储维护窗口期间迁移虚拟机。

SQL Server故障转移集群实例放置

当工作负载需要最大吞吐量和最低延迟时，SQL Server FCI部署受益于S2D存储。S2D CSV上的ReFS文件系统支持块克隆和加速的VHDX操作，可改善某些工作负载模式下的数据库性能。

拥有已建立的基于SAN的SQL Server管理工作流的企业可以将这些实例保留在SAN CSV上。企业SAN阵列上的重复数据删除功能可减少数据库备份和测试环境副本的存储消耗；然而，数据重复删除在格式化为ReFS的存储空间直通卷上也完全受支持，允许类似的节省空间的好处。

混合架构允许数据库管理员根据性能要求对SQL Server实例进行分层。关键任务的生产数据库运行在S2D存储上，而开发、测试和报告数据库则使用SAN资源。这种分层优化了性能和成本。

文件服务和横向扩展文件服务器角色

部署在S2D存储上的横向扩展文件服务器角色为Hyper‑V虚拟机存储和应用程序数据提供高性能的SMB 3.0共享。存储空间直通的分布式架构提供了跨多个节点的并行I/O路径，增加了并发访问模式的聚合吞吐量。

需要与SAN快照技术或主机外备份解决方案集成的文件共享可以在SAN CSV上有效运行。许多企业已经建立了利用SAN控制器功能创建时间点副本而不影响生产系统的备份程序。

共存模式支持渐进式迁移策略。企业可以在S2D存储上创建新的文件共享，同时在过渡期间将现有共享保留在SAN CSV上。随着数据随时间在存储系统之间迁移，用户访问保持不间断。

局限性和操作注意事项

该架构为S2D和SAN存储维护了独立的故障域。存储空间直通通过其内置的弹性机制（如镜像和奇偶校验）处理驱动器和节点故障，而SAN可用性则取决于控制器冗余、结构设计和MPIO配置。管理员必须独立监控这两个系统。

企业无法在S2D卷上使用基于SAN阵列的功能，如重复数据删除或压缩。但是，可以在S2D卷上启用Windows Server数据重复删除以提供类似的功能。

同样，ReFS特定的功能（如块克隆和完整性流）仅在S2D CSV上有效，而在NTFS格式的SAN卷上无效。

容量规划需要对每种存储类型进行单独分析。可以通过向现有服务器添加驱动器（纵向扩展）或添加整个集群节点（横向扩展）来实现S2D池的扩展，遵循对称扩展模式。

每当存储配置发生变化时，都必须重新运行集群验证。添加新的SAN LUN、扩展S2D池或引入额外的集群节点都会触发进行新验证的需求，以保持支持状态。变更后跳过验证可能会使支持协议失效。

管理员应避免在S2D配置中重命名或逐出集群节点，因为这些操作可能会破坏存储池功能。此限制特别适用于参与存储空间直通池的节点，不影响对纯计算节点的标准集群管理。