Erweitern von Datenträgern mit "Diskpart.exe"
Die Microsoft IT-Gruppe verwendet regelmäßig das Dienstprogramm "Diskpart.exe", um die Kapazität der Datenträgervolumes von Servern unter Microsoft® Windows Server™ 2003 und Microsoft Windows® 2000 Server dynamisch zu vergrößern. Bei dem Dienstprogramm "Diskpart.exe" handelt es sich um einen integralen Bestandteil des “Just-In-Time”-Speichermodells von Microsoft IT, da Datenträgervolumes ohne Ausfallzeiten oder Unterbrechung von Anwendungen erweitert werden können, und so die Verfügbarkeit erhöht und Kosten verringert werden können.
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Einführung
Die Microsoft Information Technology-Gruppe (Microsoft IT) verwendet regelmäßig das Dienstprogramm "Diskpart.exe", um die Kapazität der Datenträgervolumes von Servern unter den Betriebssystemen Microsoft Windows Server 2003 und Microsoft Windows 2000 Server dynamisch zu vergrößern.
Das in Windows Server 2003 und Windows 2000 Server enthaltenen Dienstprogramm "Diskpart.exe" ermöglicht Microsoft IT die Implementierung eines “Just-In-Time”-Speichermodells (JIT). Mit dem JIT-Speichermodell ist Microsoft IT auf Anforderung durch interne Kunden in der Lage, die Kapazität der Datenträgervolumes ohne Ausfallzeiten oder Unterbrechung von Anwendungen zu vergrößern. Als integraler Bestandteil des Speicherunterstützungsdienstes kann Microsoft IT mit "Diskpart.exe" die Speicherauslastung und -leistung proaktiv verwalten. Microsoft IT war in einem Pilotprojekt in der Lage, den Gesamtspeicher in Rechenzentren mit "Diskpart.exe" um bis zu 40 Prozent zu reduzieren und die entsprechenden Kosten zu verringern.
Diese "Note on IT" beschreibt den Serverduplizierungsvorgang, der zuvor von Microsoft IT (vor der Verwendung von "Diskpart.exe") verwendet wurde, Drittanbietertools für die Erweiterung von Datenträgervolumes, Datenträgervolume- und Partitionserweiterungsszenarios sowie Anwendungsinformationen für "Diskpart.exe". Darüber hinaus wird beschrieben, wie Microsoft IT mit dem Speicherunterstützungsdienst die Speicher für interne Microsoft-Unternehmenseinheiten in einer Unternehmensumgebung mit "Diskpart.exe" verwaltet und konfiguriert.
Diese "Note on IT" unterstützt Kunden bei der Planung, wie mit "Diskpart.exe" Datenträgervolumes auf Servern unter Windows Server 2003 und Windows 2000 Server dynamisch erweitert werden können. Die Kunden finden Anregungen und Szenarios, die hohe Ähnlichkeiten mit den eigenen Unternehmensumgebungen aufweisen. Diese "Note on IT" unterstützt Kunden weiterhin bei der Ermittlung, wie eine Speicherlösung mit handfesten Vorteilen implementiert werden kann.
Diese "Note on IT" richtet sich an IT-Serveradministratoren, Datenspeicherarchitekten und technische Implementierer, die bereits mit den Festplattenspeicherfeatures und -funktionen von Windows Server 2003 und Windows 2000 Server vertraut sind.
Weitere Informationen zur Verwendung des Dienstprogramms "Diskpart.exe" finden Sie im Artikel SO WIRD'S GEMACHT: Verwenden von "Diskpart.exe" zum Erweitern eines Datenträgers unter http://support.microsoft.com/kb/325590.
Hinweis: Aus Sicherheitsgründen handelt es sich bei den Beispielnamen für interne Ressourcen und andere unternehmensinterne Informationen in diesem Dokument nicht um Namen, die bei Microsoft verwendet werden. Dieses Dokument enthält außerdem eine Beschreibung der Rechenzentrumsbetriebs im Unternehmen durch Microsoft IT. Die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren und Prozesse sind nicht als Vorschrift für den Betrieb eines generischen Rechenzentrums anzusehen.
Früherer Serverduplizierungsvorgang
Vor der Einführung von Tools für die Erweiterung von Datenträgervolumes und Partitionen wurde von Microsoft IT eine grundlegende Strategie für die Erfüllung von Benutzeranforderungen in Bezug auf größere Datenträgerkapazität eingesetzt, die so genannte “Serverduplizierung”. Wenn die Speicheranforderungen eines Benutzers größer waren als die freie Speicherkapazität des Servers, gab es beim Serverduplizierungsprozess für die IT-Festplattenspeicherarchitekten und -techniker die folgenden Möglichkeiten, um die Speicherkapazität zu vergrößern:
| • | Kauf eines neuen Servers: Mit dem ausreichenden Speicher des neuen Servers konfigurierte der IT-Techniker den Speicher. Anschließend wurden die Daten zu einem entsprechend geplanten Zeitpunkt über das Netzwerk kopiert. |
| • | Aufrüsten des Servers: Der IT-Techniker installierte die neuen Festplattenlaufwerke in einem verfügbaren Server, um einen Server mit größerer Kapazität zu schaffen. Anschließend wurde der Speicher konfiguriert, und die Daten wurden zu einem entsprechend geplanten Zeitpunkt kopiert. Für eine Serveraufrüstung wurden ca. 30 bis 100 Stunden benötigt. |
Nachteile
Zu den Nachteilen der Serverduplizierung zum Vergrößern der Festplattenspeicherkapazität zählten:
| • | Erhebliche Auswirkungen auf die Benutzer: Sicherung, Aufrüstung und Wiederherstellung führten oftmals zu Ausfallzeiten von Anwendungen von ca. 4 bis 50 Stunden. |
| • | Höhere Kosten. Der Kauf neuer Festplattenlaufwerke, neuer Server und Speichersysteme wie Bandsicherungssysteme führte zu höheren Kosten und Ressourcenanforderungen. |
| • | Bereitstellung von zu viel Speicher. Aufgrund der Komplexität und Kosten bei einer Wiederholung des Prozesses wurde der Festplattenspeicher von den Festplattenspeicherarchitekten bei der Serverduplizierung basierend auf der erwarteten Zuwachsrate bei einer Serverbetriebsdauer von drei Jahren ausgelegt. So konnte die Festplattenspeicherauslastung von maximal 70 Prozent auf einen Mittelwert von 40 Prozent verringert werden. |
| • | Kein effektiver Einsatz der Ressourcen. Aufgrund der Bereitstellung von zu viel Speicher waren zusätzliche Rechenzentrumsressourcen für die Unterstützung der übermäßig ausgelegten Server, der Netzwerkinfrastruktur und des Personals erforderlich. Diese zusätzlichen Anforderungen führten dazu, dass bis zu 60 Prozent der Rechenzentrumsressourcen nicht effektiv eingesetzt wurden (oftmals für die Verwaltung von Systemen, die gar nicht genutzt wurden). |
Drittanbietertools für die Erweiterung von Datenträgervolumes
Seit einigen Jahren besteht die Möglichkeit, mit der Hardwarespeicherarray-Technologie die Kapazität von Datenträgervolumes zu erweitern. Mit dieser Technologie konnten die IT-Organisationen den Festplattenspeicher mit Drittanbietertools erweitern, die eine Volumeerweiterung unterstützen.
Nachteile
Zu den Nachteilen der Vergrößerung der Kapazität von Datenträgervolumes mit Drittanbietertools zählten:
| • | Ausfallzeiten, wenn Anwendungen oder Server offline oder während der Partitionserweiterung nicht verfügbar sind. |
| • | Kosten durch Lizenzgebühren für proprietäre Software (in der Regel 400 bis 1000 USD pro Server). Diese Kosten fallen zusätzlich zu den normalen Kosten für die Serversoftware an. |
Datenträgervolume- und Partitionserweiterungsszenarios
Wenn die Partition mit "Diskpart.exe" dynamisch vergrößert wird, kann eine frühere Version des Windows-Betriebssystems auf eine neuere Version aktualisiert werden, ohne einen neuen Server kaufen oder einen vorhandenen Server aufrüsten zu müssen. Obwohl ältere Server frühere Versionen von Windows unterstützen können, verfügen sie über kleinere Festplattenlaufwerke, z. B. 4 GB-Laufwerke, und sind aufgrund der Datenträgerkapazität nicht in der Lage, neuere Versionen von Windows zu unterstützen.
Wenn ein älterer Server unter einer früheren Version von Windows auf eine neuere Version von Windows aktualisiert wird, erfordert die neuere Version normalerweise eine größere Datenträgerkapazität. Bei einer Aktualisierung von einer früheren Version von Windows auf Windows Server 2003 ist mehr Festplattenspeicherplatz erforderlich. Aus diesem Grund setzt eine Aktualisierung von Windows auf eine neuere Version den Kauf eines neuen Servers mit Festplattenlaufwerken höherer Kapazität voraus.
Demgegenüber können Volumes mit "Diskpart.exe" dynamisch erweitert werden. Für eine Aktualisierung auf eine neuere Version von Windows ist u. U. lediglich der Austausch der physikalischen Festplatte erforderlich, die das Betriebssystem unterstützt. Der IT-Techniker kann dann das zugrunde liegende Array auf ein Volume vergrößern, das das neue Betriebssystem unterstützt, und mit "Diskpart.exe" die Partition erweitern.
Wichtig: Überprüfen Sie, dass die Hardwarearraycontroller eine Aktualisierung der Festplattenlaufwerke und eine Vergrößerung des hardwarebasierten Arrays ohne Unterbrechung von Anwendungen unterstützt.
Vorteile
Die Verwendung von "Diskpart.exe" zum dynamischen Erweitern von Datenträgervolumes bietet die folgenden Vorteile:
| • | Zeit- und Ressourceneinsparungen: Die Ausfallzeit von normalerweise 24 Stunden bei der Serveraufrüstung für eine Aktualisierung kann annähernd auf einen Vorgang von drei Stunden für die Aktualisierung des Servers und die Vergrößerung des Volumes reduziert werden, sodass mit geringerem Aufwand und weniger Ressourcen mehr Speicher entsteht. |
| • | Einsparungen beim laufenden Support: Darüber hinaus können nachfolgende Volume- und Partitionsvergrößerungen in lediglich einer Stunde erledigt werden - im Vergleich mit den erforderlichen ca. 30 bis 100 Stunden für die Serverduplizierung eine erhebliche Zeiteinsparung. |
Alternativen für die Vergrößerung von Partitionen
Es gibt zwei Möglichkeiten, um eine Partition zu vergrößern: Verketten von Partitionen und Restriping ("Diskpart.exe" verwendet Restriping). Die beiden Alternativen werden in den folgenden Abschnitten beschrieben.
Verketten von Datenpartitionen
Bei der Verkettung werden Datenpartitionen so miteinander verknüpft, dass sie größere Partitionen bilden (siehe folgende Abbildung). Diese Methode der Partitionsvergrößerung ist einfach und kostengünstig. Bei der Verkettung ist die Leistung jedoch auf die einzelnen Partitionen begrenzt. Außerdem ist keine Fehlertoleranz möglich.
Bevor es Tools wie "Diskpart.exe" gab, mit denen das zugrunde liegende Hardwarearray erweitert werden konnte, mussten Partitionen verkettet werden.
Vorsicht: Wenn eine der verketteten Partitionen ausfällt, können alle Daten verloren gehen.
Restriping von Datenpartitionen
Ein Stripesetvolume enthält Daten, die auf mindestens zwei physische Datenträger verteilt sind. Die Daten auf diesem Volume werden abwechselnd zugeordnet und gleichmäßig auf die physikalischen Datenträger verteilt. Wenn Daten durch Restriping partitioniert werden, vergrößert der RAID-Datenträgercontroller die Volumegröße, indem der Zugriff auf die physikalischen Festplattenlaufwerke als zusammenhängender Bereich erfolgt (siehe folgende Abbildung).
Beim Restriping von Datenpartitionen mit "Diskpart.exe" wird der Datenzugriff auf mehrere physikalische Festplatten verteilt, sodass der Speicherplatz vergrößert wird und die Leistung steigt. Restriping verringert den betrieblichen Aufwand und ist zuverlässiger als die Verkettung.
Wichtig: Klären Sie mit dem Speicherhersteller, ob die Hardwarearraycontroller Restriping unterstützen, und ob das Speichersystem die dynamische Erweiterung hardwarebasierter RAID-Volumes unterstützt.
Neben den mit Windisk ("Windisk.exe") vergleichbaren Datenträgeroperationen können IT-Administratoren mit "Diskpart.exe" eine vorhandene Basispartition in freien Speicherplatz erweitern. Eine solche Datenträgererweiterung bietet gegenüber anderen Erweiterungsmethoden erhebliche Leistungsvorteile.
Wichtig: "Diskpart.exe" unterstützt lediglich primäre NTFS-Basispartitionen (logische Volumes). Logische Partitionen mit erweiterten Volumes sind nicht zulässig. Dynamische Partitionen werden nicht unterstützt. "Diskpart.exe" unterstützt keine Volumes, die von einem FAT-Dateisystem in ein NTFS-Dateisystem konvertiert wurden.
Verwendung von "Diskpart.exe"
Das in Windows Server 2003 und Windows 2000 Server enthaltenen Dienstprogramm "Diskpart.exe" ermöglicht Microsoft IT die Implementierung eines “Just-In-Time”Speichermodells (JIT), mit dem die Volumekapazität entsprechend den Anforderungen der Datenbesitzer dynamisch vergrößert werden kann. Diese Funktionalität steht in den meisten Drittanbietertools nicht zur Verfügung. Tools für die Erweiterung von Datenträgervolumes werden bisweilen auch als zusätzlicher Dienst angeboten.
Vorsicht: Windows Server 2003 und Windows 2000 Server verwenden jeweils eine andere Version von "Diskpart.exe". Weitere Informationen zu den beiden Versionen von "Diskpart.exe" finden Sie in "SO WIRD'S GEMACHT: Verwenden von "Diskpart.exe" zum Erweitern eines Datenträgers" unter http://support.microsoft.com/kb/325590.
Bei "Diskpart.exe" handelt es sich um einen Befehlsinterpreter im Textmodus für die Verwaltung von Objekten (Datenträger, Partitionen oder Volumes). Sie können mit "Diskpart.exe" eine Speicherkonfiguration über eine Remotesitzung, über Direkteingabe an der Eingabeaufforderung oder über Skripts erstellen. Die folgenden Beispiele veranschaulichen, wie Datenträgervolumes mit "Diskpart.exe" erweitert werden können.
"Diskpart.exe" an der Eingabeaufforderung
In diesem Beispiel gibt der IT-Administrator im Stammverzeichnis an der Eingabeaufforderung DISKPART ein, um "Diskpart.exe" zu öffnen. Der IT-Administrator überprüft dann mit "Diskpart.exe" die Volumegröße und den verfügbaren Datenträgerspeicher. Anschließend wird das Volume vergrößert.
(Die vom Benutzer eingegebenen Befehle werden im folgenden Beispiel sämtlich in Großbuchstaben angegeben, z. B. “LIST DISK”).
Microsoft Windows [Version 5.2.3790]
(C) Copyright 1985-2003 Microsoft Corp.
C:\> DISKPART
Microsoft DiskPart Version 5.2.3790
Copyright (C) 1999-2001 Microsoft Corporation.
Auf Computer: MCSS2
DISKPART> LIST DISK
Datentr. Status Größe Frei Dyn GPT
-------- ---------- ---------- ------- --- ---
Disk 0 Online 8 GB 0 B
Disk 1 Online 5114 MB 0 B
Disk 2 Online 210 GB 10 GB
Disk 3 Online 20 GB 0 B
Disk 4 Online 20 GB 0 B
DISKPART> SELECT DISK 2
Datenträger 2 ist jetzt der gewählte Datenträger.
DISKPART> LIST PART
Partition Typ Größe Offset
------------- ---------------- ------- -------
Partition 1 Primary 200 GB 32 KB
DISKPART> SELECT PART 1
Partition 1 ist jetzt die gewählte Partition.
DISKPART> EXTEND
Das Volume wurde erfolgreich erweitert.
"Diskpart.exe" und das Datenträgerverwaltungs-Snap-In
Das Dienstprogramm "Diskpart.exe" umfasst einige weitere Aktionen, die vom Datenträgerverwaltungs-Snap-In unterstützt werden. Im Gegensatz zu anderen Funktionen des Datenträgerverwaltungs-Snap-Ins, die versehentliche Aktionen verhindern, die zu Datenverlusten führen können, lassen "Diskpart.exe"-Aktionen ausdrücklich die Steuerung von Partitionen und Volumes zu. Aus diesem Grund sollten diese "Diskpart.exe"-Aktionen mit Vorsicht ausgeführt werden.
Vorsicht:Wenn mit "Diskpart.exe" die Datenträgervolumezuordnung vergrößert wurde, kann dieser Vorgang nicht rückgängig gemacht und die Volumegröße verkleinert werden. "Diskpart.exe" und die meisten RAID-Arrays, die eine Speichererweiterung unterstützen, bieten keine Möglichkeit, den Vorgang rückgängig zu machen. Daher ist eine entsprechende Planung notwendig, damit der Speicherplatz nicht überdimensioniert wird.
"Diskpart.exe"-Skripts
"Diskpart.exe" unterstützt Skriptoperationen. Skripts werden empfohlen, wenn ein Verfahren zum Vergrößern des Datenträgerspeichers auf Servern mehrmals verwendet wird. Weitere Informationen zur Verwendung von Skripts mit "Diskpart.exe" finden Sie in Diskpart, Microsoft Windows Server 2003 (englischsprachig) unter http://www.microsoft.com/resources/documentation/WindowsServ/2003/standard/
proddocs/en-us/diskpart.asp?frame=true.
Speicherunterstützungsdienst
Heutzutage stehen mehrere Lösungen zur Verfügung, um Datenträgerspeicher für Serveranwendungen bereitzustellen. Microsoft IT verwendet eine Kombination der folgenden Lösungen:
| • | Direct Attached Storage (DAS): DAS besteht aus SCSI-basierten RAID-Controllern, die von Hardwareherstellern erworben werden (Nutzung für einzelne Server). |
| • | Storage Area Network (SAN): Bei einem SAN handelt es sich um ein privates, gemeinsam genutztes Speichernetzwerk (Insel), das für eine einzelne Anwendung, z. B. eine Marketingdatenbank, verwendet wird. |
| • | Speicherunterstützung. Mit dem Speicherunterstützungsdienst wird der Speicher für alle internen Microsoft-Unternehmenseinheiten (Datenbesitzer) verwaltet und konfiguriert. |
Von diesen Datenträgerspeicherlösungen verwendet Microsoft IT für die Implementierung des JIT-Speichermodells den Speicherunterstützungsdienst. Der Speicherunterstützungsdienst weist zwei wesentliche Anforderungen auf. Dieser Dienst muss zunächst in der Lage sein, den Speicher durch Verwendung eines SAN zu vergrößern, wenn dies vom Datenbesitzer gefordert wird. Zweitens wird der Speicherunterstützungsdienst mit "Diskpart.exe" implementiert, um Partitionen dynamisch zu vergrößern, sodass der Datenträgerspeicher direkt erweitert werden kann, ohne Ausfallzeiten für Anwendungen und ohne Zusatzkosten (siehe folgende Abbildung).
Abbildung 3: Ablaufdiagramm für die Volumeerweiterung
Überwachen der Datenträgerauslastung
Damit der Speicherunterstützungsserver einwandfrei funktioniert, müssen die aktuelle Volumeauslastung und der vom Datenbesitzer gewünschte Volumeerweiterungsumfang ermittelt werden. Um zu vermeiden, dass ein Volume erstellt wird, das größer ist als notwendig, ist eine sorgfältige Planung mit dem Datenbesitzer unabdingbar. Bei einem überdimensionierten Volume besteht die einzige Wiederherstellungsmethode darin, das Volume neu zu erstellen.
Der Speicherunterstützungsserver verwendet benutzerdefinierte Abfragen in Microsoft Systems Management Server (SMS) 2003, um die Partitionsauslastung zu ermitteln. SMS sendet Benachrichtigungen, wenn die Auslastung des Datenträgerspeichers für einen Datenbesitzer mehr als 90 Prozent erreicht.
SMS ist auf dem Speicherunterstützungsserver über einen SMS-Agenten implementiert. Der SMS-Agent überwacht über die SMS-Konsole die Speicherauslastung für alle Server. Die von ASMS ermittelten Informationen zur Speicherauslastung werden in einem benutzerdefinierten Bericht dargestellt (siehe folgende Abbildung).
Abbildung 4. SMS-Bericht zur Speicherauslastung
Wenn Server die Zielauslastung von 90 Prozent überschreiten, informiert Microsoft IT fallabhängig die betreffenden Datenbesitzer über die Überschreitung, damit die Speicherzuweisung den Anforderungen der Anwendungen entsprechend vergrößert werden kann. Mit "Diskpart.exe" können Windows Server 2003 und Windows 2000 Server Volumes auf maximal zwei Terabyte (TB) pro Partition erweitern.
Die Datenbesitzer erhalten die folgenden Möglichkeiten zur Volumeerweiterung:
| • | Automatisches Wachstum: Der Festplattenspeicherplatz wird proaktiv automatische zugewiesen. Der Datenbesitzer wird erst dann informiert, wenn die maximale Partitionsgröße von zwei TB erreicht wird. |
| • | Wachstum mit Genehmigung: Der Datenbesitzer wird informiert, wenn die Auslastung des Datenträgerspeichers 90 Prozent überschreitet. Der Anwendungsbesitzer bestätigt, dass zusätzlicher Festplattenspeicherplatz erforderlich ist. |
| • | Kein Wachstum: Der Speicher wird nie geändert. Die Erweiterung von Datenträgervolumes erfolgt reaktiv und ohne Beratung mit dem Kunden basierend auf der Tatsachenfeststellung. |
Microsoft IT kann mit "Diskpart.exe" als integralem Bestandteil des Speicherunterstützungsdienstes die Speicherauslastung und -leistung proaktiv verwalten. Microsoft IT war in einem Pilotprojekt in der Lage, den Gesamtspeicher in Rechenzentren mit "Diskpart.exe" um bis zu 40 Prozent zu reduzieren und die entsprechenden Kosten zu verringern.
Weitere Informationen
Weitere Informationen zu den Windows Server 2003-Speicherlösungen finden Sie unter http://www.microsoft.com/windowsserversystem/storage/default.mspx (englischsprachig).
Um weitere Informationen zu Microsoft-Produkten oder Diensten zu erhalten, wenden Sie sich an die entsprechende Microsoft-Kundenbetreuung: Geschäftskundenbetreuung E-Mail: , Telefon: 01805 / 22 95 52 (0,12 Eur pro Min .), Telefax: 01805 / 22 95 54 (0,12 Eur pro Min .) Privatkundenbetreuung E-Mail: , Telefon: 01805 / 25 11 99 (0,12 Eur pro Min .), Telefax: 01805 / 25 11 91 (0,12 Eur pro Min.). Darüber hinaus finden Sie weiterführende Informationen unter folgenden Adressen:
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