Windows Server 2016でストレージレプリカ(Storage Replica)を構成する手順

Windows Server 2016には、災害対策(DR)のためにローカルディスクのボリュームをリモートサーバーへ複製できる強力な機能「ストレージレプリカ(Storage Replica:SR)」が搭載されました。ボリュームのデータはネットワーク経由で自動的にセカンダリサーバーへ同期され、同一コピーが常に利用可能な状態に保たれます。ストレージレプリカはSMB v3.1プロトコルを使用してブロック単位でデータを複製するため、NTFS、CSVFS、ReFSなどファイルシステムの種類に依存せず動作します。

Windows Server 2016のストレージレプリケーションはアクティブ/パッシブ(Active/Passive)方式で動作します。つまり、データはソースサーバー側でのみアクセス可能です。レプリケーションモードは次の2種類があります。

1. 同期レプリケーション – 両方のサーバーへ同時にデータを書き込みます。プライマリサーバーは書き込み前にリモートサーバーからの書き込み完了確認を待機します(低遅延ネットワーク環境において、障害発生時にもファイルシステム上でゼロデータロスを実現)。
2. 非同期レプリケーション – まずプライマリサーバーへデータを書き込み、その後セカンダリサーバーへ複製します(高遅延ネットワークでのレプリケーションに利用できますが、障害発生時にデータが同一である保証はありません)。

ストレージレプリカがサポートするシナリオは以下のとおりです。

1. サーバー内のローカルボリューム間のレプリケーション
2. サーバー対サーバーのストレージレプリケーション
3. 拡張クラスター(stretch cluster)内のストレージレプリケーション
4. クラスター対クラスターのストレージレプリケーション

目次:

• ストレージレプリカの前提条件
• Windows Server 2016へのストレージレプリカ機能のインストール
• Windows Server 2016でボリュームレプリケーションを構成する方法

ストレージレプリカの前提条件

ストレージレプリカを使用するには、インフラストラクチャが以下の要件を満たしている必要があります。

• Windows Server 2016/2019 Datacenterエディション
• 両方のサーバーがActive Directoryドメインに参加していること
• 各サーバーに2つの追加ドライブが必要:1つはデータ用、もう1つはログ用。ログドライブはデータドライブより高速であることが求められ、理想的にはSSDを使用します。また、データドライブのサイズは同一である必要があります
• 物理ディスクはGPT(GUIDパーティションテーブル)レイアウトであること(MBRは非対応)
• ローカルドライブ(SAS/SCSI/SATA)、iSCSI、SAN、共有VHDセット、SAS JBOD上の記憶域スペース(S2D)に対応
• サーバーに少なくとも2GBの空きRAMがあること
• サーバー間のネットワーク帯域幅は最低1Gbit/s以上で、双方向の遅延が5ms未満であること(一般的に、この要件によりレプリケーションパートナー間の距離は20〜50km程度に制限されます)。ネットワークアダプターがRDMAに対応していることが推奨されます
• サーバー間でTCPポート445、5985、5445が開放されていること

Windows Server 2016へのストレージレプリカ機能のインストール

ストレージレプリカ機能は、Windows Server 2016/2019にサーバーマネージャーコンソールから、またはPowerShellを使ってインストールできます。

Install-WindowsFeature Storage-Replica –IncludeManagementTools -Restart

両方のサーバーにStorage-Replica機能をインストールしてください。準備が整ったら、サーバーを再起動します。

Windows Server 2016でボリュームレプリケーションを構成する方法

ストレージレプリケーションには統合されたグラフィカル管理コンソールが用意されていません。構成には、PowerShell、Windows Admin Center、またはフェイルオーバークラスタリング管理ツール(クラスター環境の場合)を使用します。

StorageReplicaモジュールで利用可能なPowerShellコマンドレットの一覧は、次のコマンドで確認できます。

Get-Command -Module storagereplica

Test-SRTopologyコマンドを使用すると、サーバーとネットワークがストレージレプリカの要件を満たしているかどうかを検証できます。現在のI/O操作数、ネットワークスループット、ログサイズなどを評価でき、このコマンドレットは現在の負荷と推奨事項をまとめたHTMLレポートを生成します。

次の例では、Server1とServer2という2台の独立したサーバー間で、Server1のE:ボリュームからServer2のD:ボリュームへのレプリケーションを有効化します(L:ディスクをログ用に使用し、ログサイズは1GB)。

New-SRPartnership -SourceComputerName Server1 -SourceRGName Server1ReplGr01 -SourceVolumeName E: -SourceLogVolumeName L: -DestinationComputerName Server2 -DestinationRGName Server2ReplGr01 -DestinationVolumeName D: -DestinationLogVolumeName E: -LogSizeInBytes 1GB

レプリケーションを有効化すると、セカンダリサーバー上のデータディスクは直接アクセスできない状態(RAW形式)になります。

ボリュームレプリケーションの詳細情報は、PerfMonの追加パフォーマンスカウンターやPowerShellから取得できます。

Get-Counter -Counter "\Storage Replica Statistics(*)"

ボリュームレプリケーションのイベントは、イベントビューアー([アプリケーションとサービス ログ] → [Microsoft] → [Windows] → [StorageReplica])またはPowerShellから監視できます。

Get-WinEvent -ProviderName Microsoft-Windows-StorageReplica -max 20

次のコマンドで、レプリケーションモードを非同期に切り替えることができます。

Set-SRPartnership -ReplicationMode Asynchronous

プライマリサーバーに障害が発生した場合、セカンダリコピーをオンラインにすることで、データレプリケーションの方向を手動で切り替えられます。

Set-SRPartnership -NewSourceComputerName Server2 -SourceRGName Server2ReplGr01 -DestinationComputerName Server1 -DestinationRGName Server1ReplGr01

レプリケーショングループの状態やレプリケーションの方向を確認するには、Get-SRGroupおよびGet-SRPartnerShipコマンドレットを使用します。

コピー キューの長さは次のコマンドで確認できます。

(Get-SRGroup).Replicas | Select-Object numofbytesremaining

ストレージレプリケーションを無効化する手順は以下のとおりです。

Get-SRPartnership | Remove-SRPartnership(プライマリサーバーでのみ実行)

Get-SRGroup | Remove-SRGroup(両方のサーバーで実行)

GUIからストレージレプリケーションを構成したい場合は、Windows Admin Center(WAC)を利用できます。

多くの企業では、データセンター間のデータ複製ソリューションとしてDFSレプリケーションを採用しています。SRにはDFSレプリケーションと比べていくつかの利点があります。データがブロックレベルでコピーされる点(開いているファイルや使用中のファイル、VSSスナップショットの複製も可能)、アプリケーションやデータベースに依存しない点、そして高速な同期レプリケーションに対応している点(DFSのように数時間〜数日待つ必要がありません)です。一方、SRにはいくつかの欠点もあります。1対1のレプリケーションしか対応していないこと、高いネットワークスループットと低遅延が求められること、そしてクラスタリングを使用しない場合、レプリケーション方向の切り替えやアプリケーション(ユーザー)の新サーバーへの再設定が手動作業になる点です(共通のDFS名前空間を併用すれば、この作業を簡略化できます)。

なお、Windows Server 2019(Build 17650以降)では、Standardエディションでもストレージレプリカが利用可能になりました(1つのレプリケーションパートナーに対し、最大2TBのボリュームを1つだけ複製可能)。さらにテストフェイルオーバー(Test Failover)モードが新たに追加されました。このモードではパートナー側のレプリカボリュームが書き込み可能になり、テストフェイルオーバーを無効化するまでレプリケーションが一時停止します(このモード中に行われたすべての変更は、無効化時にスナップショットへロールバックされます)。