Отказоустойчивый кластер Windows Server 2012

В Windows Server 2008 службы кластеризации Майкрософт (Microsoft® Cluster Services – MSCS) подверглись полному обновлению и теперь носят название отказоустойчивой кластеризации. Кластер Майкрософт представляет собой группу независимых серверов работающих совместно, на которых запущена служба Windows Server Failover Clustering (WSFC). Тем самым обеспечивается высокая надежность, быстрое восстановление после сбоев и масштабируемость, упрощается управление ресурсами и приложениями.

Кластер из нескольких серверов позволяет клиентам получить доступ к ресурсам и при выходе из строя одного из серверов или при необходимости планового выключения, ресурсы и приложения запускаются на другом доступном сервере из кластера, таким образом, достигается почти бесперебойная работа.

Приложения, использующие кластеризацию

Для того чтобы воспользоваться преимуществами кластерных решений, необходимо использовать приложения, специально разработанные под кластеризацию. При использовании приложений такого типа, в случае сбоя, пользователи будут продолжать работу, в то время как приложение будет перезапущено на другом хосте. В основном это следующие приложения:

• Серверы с постоянным или продолжительным доступом для хранения файлов для таких приложений как Microsoft SQL Server и виртуальные машины Hyper-V
• Серверы с высокой доступностью в кластере, которые запущены на физических серверах или на виртуальных машинах, которые установлены на сервера с Hyper-V

Кластерная модель или конфигурация дает понятие о том, как в кластере используется кворум ресурс. Для бесперебойной работы кластеру необходим так называемый кворум ресурс, который содержит все конфигурационные данные, необходимые для восстановления кластера. База данных кластера, размещается в реестре Windows Server 2012 на каждом хосте кластера и содержит информацию обо всех физических и логических элементах кластера, включая объекты кластера, их свойства и настройки.

Когда один из хостов кластера выходит из строя, а затем вновь начинает работать, другие узлы кластера обновляют базу отказавшего хоста. Кворум ресурс позволяет кластерной службе поддерживать базу данных кластера в состоянии актуальном на последний момент.

В безопасной кластеризации Windows Server 2012 концепция кворума теперь действительно означает консенсус. Кворум (или консенсус) теперь достигается путем наличия достаточного числа голосов для ввода кластера в эксплуатацию. В зависимости от состава кластера, достаточное число голосов может быть достигнуто различными путями.

В отказоустойчивой кластеризации Windows Server 2012 доступны четыре режима кворума. Из четырех режимов только первые два (большинства узлов и большинства узлов и дисков) могут быть автоматически выбраны в ходе процесса создания кластера.

Следует использовать следующую логику:

Если в кластере настраивается нечетное число узлов, выберите режим большинства узлов.

Если в кластере настраивается четное число узлов, а общее хранилище подключено и доступно, выберите режим большинства узлов и дисков.

Рисунок 1 – Общая схема работы отказоустойчивого кластера

Отказоустойчивая кластеризация имеет собственный модуль записи службы теневого копирования томов. Это играет ключевую роль в резервном копировании и восстановлении базы данных кластера и данных, находящихся на ресурсах физического диска.

Резервное копирование настройки кластера довольно незамысловато. Пока состояние системы является частью резервной копии, настройку кластера можно восстановить. Но обратите внимание, что резервное копирование кластера возможно только при наличии кворума у кластера. Это гарантирует наличие резервной копии самой последней настройки кластера.

В Windows Server 2012, улучшения в отказоустойчивом кластере направлены на упрощение кластера, делая его более безопасным и с улучшенной стабильностью. Отказоустойчивый кластер Windows Server 2012 легко создавать, использовать и управлять.

Требования к отказоустойчивому кластеру:

Оборудование, необходимое для отказоустойчивого кластера

Серверы. Рекомендуется использовать набор совпадающих серверов, которые содержат одинаковые или похожие компоненты.

Сетевые адаптеры. Сетевое оборудование, как и другие компоненты отказоустойчивого кластерного решения, должно быть совместимо с Windows Server 2012. Необходимо избегать единственных точек отказа в сетевой инфраструктуре, соединяющей узлы кластера. Есть два способа достичь этого:

• соединить узлы кластера в несколько независимых сетей
• соединить узлы кластера в одну сеть, основанную на сгруппированных сетевых адаптерах, дублированных коммутаторах и маршрутизаторах и аналогичном оборудовании, исключающем появление единственных точек отказа.

Контроллеры устройств или соответствующие адаптеры для хранилища:

Для SCSI с последовательным подключением или для интерфейса Fibre Channel.

При использовании SCSI с последовательным подключением или интерфейса Fibre Channel все компоненты стека хранилища на всех серверах в кластере должны быть одинаковыми. Компания ОЛЛИ рекомендует подключать к хранилищу кластера идентичные контроллеры запоминающих устройств, то есть адаптер шины (HBA), драйверы HBA и программное обеспечение HBA.

В случае использования iSCSI у каждого сервера в кластере должно быть не менее одного сетевого адаптера или адаптера шины, который предназначается только для хранилища кластера. Сеть, которая используется для подключений iSCSI, не следует применять для других сетевых подключений. На всех серверах в кластере сетевые адаптеры для подключения к целевому хранилищу iSCSI также должны быть одинаковыми.

Хранилище:

Необходимо использовать общее хранилище, совместимое с Windows Server 2012.

Для использования собственной поддержки дисков, включенной в компонент отказоустойчивого кластера, применяйте базовые, а не динамические, диски.

Рекомендуется использовать при форматировании разделов файловую систему NTFS (для диска-свидетеля использование файловой системы NTFS является обязательным).

Требования к сетевой инфраструктуре и учетным записям домена для создания отказоустойчивого кластера.

Параметры сети и IP-адреса. При использовании в сети одинаковых сетевых адаптеров назначайте для них одинаковые параметры соединения (например, скорость, режим дуплекса, управление потоком и тип носителя). Сравните параметры сетевого адаптера и коммутатора, к которому он подключен, чтобы убедиться в отсутствии конфликтов параметров.

Служба DNS. Серверы кластера должны использовать систему доменных имен (DNS) для разрешения имен. Можно использовать динамический протокол обновления DNS.

Роль в домене. Все серверы кластера должны находиться в одном домене Active Directory. Рекомендуется назначать всем серверам в кластере одинаковые роли в домене (рядовой сервер или контроллер домена). Рекомендуемая роль — рядовой сервер.

Учетная запись для управления кластером. При создании кластера или добавлении в него серверов необходимо выполнить вход в домен, используя учетную запись с правами и разрешениями администратора для всех серверов в кластере.

Позвоните нам +7 812 703-30-60
получите консультацию и расчет внедрения

Что такое кластер windows 2012

В данной статье речь пойдет о подготовке и конфигурации отказоустойчивого кластера (Failover Cluster) на базе сервера Netberg Demos R420 M2. Программно-аппаратный комплекс Netberg Demos R420 M2 специально сконструирован для построения решений класса «кластер-в-коробке» (Cluster-in-a-box) на основе Microsoft Windows Server 2012.

Аналогичную процедуру можно применять и к кластерам с внешними устройствами хранения. Например для дисковых полок Aeon J424 M3 и Aeon J470 M3, используемых совместно со стандартными серверами.

Настройку разделим на 3 этапа:

1. Подготовительные работы, которые будут включать подготовку дисковой подсистемы сервера для работы в кластере и настройку сети между узлами.
2. Установка и настройка компоненты Failover Cluster.
3. Настройка роли отказоустойчивого файлового сервера в кластере.

Перед началом настройки на все узлы рекомендуется:

• установить все доступные обновления операционной системы (обратите особое внимание на то, что на узлах должен быть установлен абсолютно одинаковый набор обновлений);
• обновить до последней версии драйверы и прошивки устройств, драйверы должны иметь подпись Microsoft;
• узлы кластера должны быть добавлены в домен Active Directory;
• иcпользуйте в одном массиве идентичные SAS-диски вплоть до версии прошивки.

Подготовка к установке кластера

Подготовка дисковой подсистемы

Каждый узел сервера имеет доступ к общему дисковому хранилищу, которое позволяет разместить до 12 дисков. Для установки операционной системы используются внутренние посадочные места для 2.5” SATA/SSD дисков.

Диски в сервере подключены одновреммено к двум узлам системы с использованием дублированной системы ввода/вывода Multipath I/O, таким образом, в диспетчере устройств будет отображаться удвоенное
количество дисков находящихся в хранилище. В нашем случае, мы установили 12 SAS-дисков, в результате чего в диспетчере устройств отображается 24. Для операционной системы установлен SSD диск.

Для настройки Multipath I/O запустите мастер установки ролей и компонентов и установите компоненту Multipath I/O.

На рабочем столе откройте ярлык MPIO. На вкладке Discover Multi-Paths установите галку Add support for SAS devices и нажмите Add. Перезагрузите сервер.

После перезагрузки в диспетчере устройств отображается 12 дисков, принадлежащих дисковому хранилищу.

Данную процедуру необходимо выполнить на двух узлах.

Инициализация дисков

После этого необходимо сделать сброс каждого диска (Reset Disk) для того чтобы удалить все данные и метаинформацию, которые могут там содержаться. Сделать инициализацию (Initialize) дисков и после этого перевести диски в Offline. Инициализацию достаточно сделать на одном из узлов сервера. Данные операции доступны в оснастке Server Manager — File and Storage Services — Volumes — Disks.

Подготовка сетевых интерфейсов

В настройках интерфейса для подключения к локальной сети рекомендуется задать статические IP-адреса. Информация об IP-адресах и именах узлов кластера обязательно должна содержаться в прямой и обратной зоне DNS сервера. Убедитесь в работоспособности прямого и обратного разрешения имен. Для настройки сети между узлами кластера в Netberg Demos R420 M2 используется внутренний сетевой интерфейс Intel® I350 Gigabit Backplane Connection, в настройках которого вы можете выставить свою конфигурацию протокола TCP/IPv4. Неиспользуемые сетевые адаптеры рекомендуется поставить в состояние Disabled.

Установка и настройка компоненты Failover Cluster

После того, как были проделаны все необходимые подготовительные настройки, на узлы кластера установим компоненту Failover Cluster с помощью мастера установки ролей и компонентов.

Проверка конфигурации узлов кластера

Прежде чем приступить к настройке кластера необходимо выполнить проверку конфигурации узлов кластера. Для этого в Failover Cluster Manager запустим мастер проверки конфигурации (Validate a Configuration Wizard).

Для корректной работы кластера важно успешное прохождение всех тестов.

На шаге Select Servers or a Cluster укажите имена узлов кластера, которые, как было сказано выше, должны являться членами домена Active Directory.

На шаге Testing Options выберем прохождение всех тестов(Run all tests).

По завершении работы Validate a Configuration Wizard откроется окно с результатами проверки. Нажав View Report можно ознакомиться с детальной информацией о пройденных тестах.

Не переходите к следующим шагам, пока в мастере проверки кластера не будут пройдены АБСОЛЮТНО все тесты.

Установка кластера

Теперь можно приступить к установке кластера. Для этого в Failover Cluster Manager запустим Create Cluster Wizard.

На шаге Select Servers укажите имена узлов кластера.

На следующем шаге введите имя кластера и его IP- адрес.

На шаге Confirmation снимем галку Add all eligible storage to the cluster. Диски настроим позже с использованием новой компоненты Storage Spaces, которая стала доступна в Windows 2012.

По завершении работы мастера можно ознакомиться с подробным отчетом о результатах.

В результате работы мастера будет создан объект Active Directory с именем CLUSTER1. Объект будет располагаться в том же контейнере, где и узлы кластера, в нашем случае в контейнере Experiment.

Далее необходимо дать разрешение на создание объектов в контейнере Experiment для компьютера CLUSTER1. Это будет необходимо для успешного добавления роли кластера.

Настройка дисков для кластера

Приступим к настройке общего дискового ресурса для узлов кластера с использованием компоненты Storage Spaces. Подробно о настройке Storage Spaces.

Как видно следующем на рисунке, было добавлено 2 виртуальных диска quorum и file-storage.

Диск quorum настроим в качестве диска кворума для кластера, диск file-storage – для хранения данных.

Добавим вновь созданные диски в кластер. Для этого в Failover Cluster Manager в правой панели правой кнопкой мыши выберите Disks и нажмите Add Disk.

Для настройки диска кворума в Failover Cluster Manager нажмите правой кнопкой на имени кластера и выберете меню More Actions – Configure Cluster Quorum Settings.

Далее запуститься мастер настройки диска кворума.

На шаге Select Quorum Configuration Option используем рекомендуемые параметры.

На шаге Confirmation подтверждаем конфигурацию.

На последнем шаге можно ознакомиться с детальным отчетом.

Настройка роли отказоустойчивого файлового сервера в кластере

Добавим роль файлового сервера для кластера. В Failover Cluster Manager нажмите правой кнопкой на имени кластера и выберите пункт Configure Role.

На шаге Select Role выберем File Server.

На следующем шаге предлагается выбрать тип файлового сервера. Выберем File Server for general use.

На шаге Client Access Point необходимо ввести имя и IP-адрес для доступа клиентов к файловому серверу.

Далее выберем диск для данных файлового сервера. В нашем случае доступен Cluster Disk 2.

На последнем шаге можно ознакомиться с детальным отчетом.

В результате работы мастера будет создан объект Active Directory с именем FILESTORAGE. Объект будет располагаться в том же контейнере, где и узлы кластера, а также созданный ранее объект CLUSTER1. Как было описано выше, объект CLUSTER1 должен иметь права на создание объектов в контейнере, иначе объект FILESTORAGE создан не будет.

В консоли Failover Cluster Manager можно убедиться, что роль успешно добавлена и функционирует.