Windows 8 Storage Spaces: Plattenplatz einfach nutzen

Über Windows 8 weiß man in der Regel, dass es die neue Metro-Oberfläche besitzt, aber ansonsten gegenüber Windows 7 kaum Neuerungen bietet. Kleinigkeiten, etwa das Ribbon-Interface für den Windows Explorer, sind nicht wirklich spannend. Profis interessieren sich eher dafür, ob man dieses Feature auch abschalten kann, damit nicht das halbe Fenster von Ribbon-Symbolen belegt wird.

Allerdings darf man Microsoft nicht unterschätzen, was das Hinzufügen neuer Features angeht. Relativ große Beachtung fand die Neuigkeit, dass die Redmonder ein neues Filesystem namens ReFS (Resiliant File System) entwickelt haben. Das ist allerdings nicht auf mehr Performance getrimmt, sondern auf höhere Datensicherheit. Es soll auf Servern zum Einsatz kommen, wenn höchster Schutz vor korrupten Daten auf der Platte erforderlich ist.

Weitaus weniger wurde wahrgenommen, dass Windows 8 auch eine Speichervirtualisierung bietet, die sich "Storage Spaces" nennt. Dieses Feature ist bereits in der Developer Preview enthalten, aber erst am 5. Januar gab Steven Sinofsky die Details in einem Blog bekannt. Im ersten Teil dieses Artikels wird das Konzept der Storage Spaces erläutert. Der zweite Teil beschäftigt sich mit dem ausschließlich für Server gedachten ReFS.

Der Begriff Speichervirtualisierung erinnert eher an ein Feature für große Server, es bringt jedoch konkrete Vorteile auch für Desktop-Rechner. Wer etwa in Windows 7 eine Platte aus seinem Rechner gegen eine größere tauschen, oder eine mechanische Festplatte (HDD) durch eine Solid State Disk (SSD) ersetzen möchte, bekommt meist Probleme.

Ersetzt man zum Beispiel in einem RAID0- oder RAID5-Array eine Platte durch eine größere, ist das zwar möglich, aber der zusätzliche Platz kann nicht einfach in ein vorhandenes logisches Laufwerk integriert werden.

Dazu ein Beispiel: Ein Nutzer hat über seinen mit RAID-Funktionalität ausgestatteten SATA-Controller drei Platten mit je 1 TByte in einem RAID5-Array zusammengefasst. Damit hat er zwei 2 TByte Kapazität. Eine Platte darf ausfallen und kann leicht ersetzt werden.

Wenn der Nutzer mehr Platz braucht und sich eine 3-TByte-Platte anschafft, kann er auf der neuen Platte nur 1 TByte im RAID5-Array nutzen. Es bleiben zwei TByte übrig, die zwar verwendet werden können – aber nur als zusätzliches logisches Laufwerk ohne jede Fehlertoleranz.

In einem anderen Szenario könnte der Nutzer feststellen, dass er die 2 TByte Speicherplatz in seinem Array gar nicht ausnutzt, mehr Geschwindigkeit wünscht und stattdessen SSDs einsetzen möchte. Wenn er versucht, eine der HDDs gegen eine SSD mit 512 GByte auszutauschen, wird er feststellen, dass das gar nicht geht. Eine Austauschplatte muss mindestens so viel Speicher haben wie die alte.

Mit den Storage Spaces von Windows 8 stellt so etwas kein Problem dar. Dabei setzt Microsoft drei Technologien ein:

• Storage Pools: Damit werden mehrere physische Platten zusammengefasst. Dabei ist es egal, über welches Interface die Platten angeschlossen sind, etwa SATA, USB, SCSI oder SAS. Theoretisch kann man also auch einen USB-Stick in einen Storage Pool aufnehmen. Das ist aber wenig sinnvoll, da die Platten über einen längeren Zeitraum im Verbund betrieben werden sollen. Gegen eine dauerhaft angeschlossene externe USB-Festplatte ist aber nichts einzuwenden.
• Thin Provisioning (auch Overcommitment genannt): Damit wird das Betriebssystem über die tatsächliche Größe des Speicherplatzes belogen. Beim Anlegen einer logischen Platte behauptet man, die Speicherkapazität sei zum Beispiel 50 TByte, obwohl in einem Pool nur drei Platten zu je 1 TByte vorhanden sind. Das erlaubt es, nachträglich im laufenden Betrieb Platten aufzunehmen, wenn der Platz knapp wird. Somit ist sogar ein Storage Pool mit nur einer Platte sinnvoll, wenn man sich die Möglichkeit offen halten möchte, später weitere Platten hinzuzufügen.
• Storage Spaces mit Fehlertoleranz: In einem Pool lassen sich ein oder mehrere Spaces anlegen, die dem Betriebssystem als logische Platte (nicht zu verwechseln mit einem logischen Laufwerk) präsentiert werden. Optional kann für jeden Space Mirroring oder Parity als Fehlertoleranz gewählt werden. Mirroring entspricht RAID1. Allerdings lassen sich sogar zwei Spiegel von einer Platte anlegen. Parity ist recht ähnlich zu RAID5, aber flexibler. Wie bei RAID5 darf eine Platte ausfallen, die man anschließend möglichst bald ersetzt. Anders als bei RAID5 können die Platten aber unterschiedlich groß sein. Das Parity-System nutzt den vorhandenen Platz möglichst gut aus. In Verbindung mit Thin Provisioning lässt sich so auch eine HDD durch eine SSD mit geringerer Kapazität austauschen.

Thin Provisioning wirft natürlich das Problem auf, dass das Betriebssystem glaubt, es habe noch mehrere TByte zur Verfügung, obwohl der Storage Pool nahezu voll ist. Davor wird der Nutzer aber gewarnt und aufgefordert, mehr Plattenplatz hinzuzufügen.

Wenn Fehlertoleranz mittels Parity aktiviert ist, kann man sich vorübergehend mit einer externen USB-Platte als Notbehelf realisieren und später eine SATA-Platte in seinen Rechner einbauen.

Während Storage Space für Desktop- und Server-Computer gleichermaßen interessant sind und eine große Flexibilität erlauben, bleiben Laptop-Besitzer meist außen vor, zumindest, wenn das Gerät nur Platz für eine Festplatte bietet. Mit weniger als drei Festplatten lassen sich nicht alle Features nutzen, daher sind die Storage Spaces eher ein Feature für Profis.

Es gibt weitere zahlreiche Dinge zu bedenken, bevor man sich für den Einsatz von Storage Space entscheidet:

• Performance:Die Schreibgeschwindigkeit auf mechanischen Festplatten ist beim Einsatz von Parity-Fehlertoleranz geringer als bei einem RAID5-Array. Beim Lesen oder mit einer SSD ist die Geschwindigkeit in etwa mit RAID5 vergleichbar.
• Multi-Boot-Problematik: Derzeit gibt es kein weiteres Betriebssystem, das mit den Windows 8 Storage Spaces zurechtkommt. Wer etwa noch Windows 7, Linux und Mac OS X auf seinem Rechner installiert hat, kann auf die Daten in einem Storage Pool von diesen Betriebssystemen nicht zugreifen. Für zukünftige Versionen von Linux und Mac OS kann sich das natürlich noch ändern.
• Kein Booten vom Storage Space: Windows 8 wird das Booten von einem Storage Space nicht erlauben. Steven Sinofsky verspricht aber, dass man zum Release einen dynamischen Datenträger in einen Pool aufnehmen kann, von dem Windows 8 bootet. Wie gut dieses Konzept beim Release von Windows 8 funktionieren wird, bleibt abzuwarten.
• Hardware-Überlegungen: Wie bei RAID-Konfigurationen sollte man auch bei Microsofts Storage Spaces über seine Hardware nachdenken. Die meisten Intel-Chipsätze bieten sechs SATA-Ports, von denen aber nur zwei SATA-III mit 6 GBit/s beherrschen. Will man drei schnelle SSD in einen Pool aufnehmen, muss man eine an einen SATA-II-Port schließen, die nicht mit voller Performance läuft.

Für Desktop-Profi-User und Server bieten die Storage Spaces jedoch eine bisher unbekannte Flexibilität, sofern man drei oder mehr Platten einsetzt. Wer sein System erweitert oder HDDs durch SSDs ersetzt, kann auf Neuinstallation, Boot-CDs mit Tools wie Parted Magic und langwierige Kopierjobs verzichten.