Подготовка инфраструктуры и развертывание отказоустойчивого кластера на windows server 2012

Требования и ограничения

Существует несколько требований и ограничений для использования наборов кластеров:

Все кластеры-члены в наборе кластеров должны находиться в одном лесу Active Directory (AD).
Серверы-члены в наборе должны работать с той же версией операционной системы. Виртуальные машины нельзя перенести между разными операционными системами. У вас может быть набор кластеров, состоящий из одного, но не нескольких из следующих параметров:
- Отказоустойчивый кластер Windows Server 2019 и отказоустойчивый кластер Windows Server 2019
- Отказоустойчивый кластер Windows Server 2019 и Windows Server 2019 Локальные дисковые пространства
- Локальные дисковые пространства Windows Server 2019 и Windows Server 2019 Локальные дисковые пространства
Для динамической миграции между кластерами-членами требуется одинаковое оборудование процессора; В противном случае необходимо выбрать совместимость процессора ЦП в параметрах виртуальных машин.
Виртуальные машины набора кластеров должны переноситься вручную в кластеры. Они не могут автоматически выполнять отработку отказа.
Реплика хранилища должна использоваться между кластерами-членами, чтобы реализовать устойчивость хранилища к сбоям кластера. При использовании реплики хранилища учитывайте, что UNC-пути хранилища пространства имен не изменятся автоматически при отработке отказа реплики хранилища на целевой кластер реплики.
Локальные дисковые пространства не работает в кластерах-членах в наборе кластеров. Скорее, Локальные дисковые пространства применяется к одному кластеру, при этом каждый кластер имеет собственный пул носителей.

Шаг 2. Перестроение второго узла в Windows Server 2019

Убедившись, что все работает правильно, узел NODE2 можно перестроить, чтобы Windows Server 2019 и присоединиться к кластеру.

Выполните чистую установку Windows Server 2019 на NODE2. Убедитесь, что вы добавили все необходимые роли, компоненты, драйверы и обновления для системы безопасности.
Теперь, когда исходный кластер (CLUSTER) исчез, можно оставить новое имя кластера как CLUSTER1 или вернуться к исходному имени. Если вы хотите вернуться к исходному имени, выполните следующие действия:

a. На узле NODE1 в диспетчере отказоустойчивости кластеров щелкните правой кнопкой мыши имя кластера (CLUSTER1) и выберите «Свойства».

b. На вкладке «Общие» переименуйте кластер в CLUSTER.

c. При нажатии кнопки «ОК» или «ПРИМЕНИТЬ» появится всплывающее окно ниже.

d. Служба кластеров будет остановлена и должна быть запущена снова для завершения переименования.
На узле NODE1 откройте диспетчер отказоустойчивости кластеров. Щелкните узлы правой кнопкой мыши и выберите»Добавить узел». Перейдите к мастеру добавления NODE2 в кластер.
Подключите хранилище к NODE2. Это может включать повторное подключение кабелей хранения.
Очищайте все ресурсы от NODE1 до NODE2 правой кнопкой мыши, щелкнув узел и выбрав » Приостановить и очистить роли». Кроме того, можно использовать команду PowerShell SUSPEND-CLUSTERNODE. Убедитесь, что все ресурсы находятся в сети, и они работают должным образом.

Create clustered roles

After you create the failover cluster, you can create clustered roles to host cluster workloads.

Note

For clustered roles that require a client access point, a virtual computer object (VCO) is created in AD DS. By default, all VCOs for the cluster are created in the same container or OU as the CNO. Realize that after you create a cluster, you can move the CNO to any OU.

Here’s how to create a clustered role:

Use Server Manager or Windows PowerShell to install the role or feature that is required for a clustered role on each failover cluster node. For example, if you want to create a clustered file server, install the File Server role on all cluster nodes.

The following table shows the clustered roles that you can configure in the High Availability Wizard and the associated server role or feature that you must install as a prerequisite.

Clustered Role	Role or Feature Prerequisite
Namespace Server	Namespaces (part of File Server role)
DFS Namespace Server	DHCP Server role
Distributed Transaction Coordinator (DTC)	None
File Server	File Server role
Generic Application	Not applicable
Generic Script	Not applicable
Generic Service	Not applicable
Hyper-V Replica Broker	Hyper-V role
iSCSI Target Server	iSCSI Target Server (part of File Server role)
iSNS Server	iSNS Server Service feature
Message Queuing	Message Queuing Services feature
Other Server	None
Virtual Machine	Hyper-V role
WINS Server	WINS Server feature

In Failover Cluster Manager, expand the cluster name, right-click Roles, and then select Configure Role.
Follow the steps in the High Availability Wizard to create the clustered role.
To verify that the clustered role was created, in the Roles pane, make sure that the role has a status of Running. The Roles pane also indicates the owner node. To test failover, right-click the role, point to Move, and then select Select Node. In the Move Clustered Role dialog box, select the desired cluster node, and then select OK. In the Owner Node column, verify that the owner node changed.

Развертывание сетей хранения данных с отказоустойчивыми кластерами

При развертывании сети хранения данных (SAN) с отказоустойчивым кластером руководствуйтесь следующими рекомендациями.

Подтвердите совместимость хранилища. Обратитесь к производителям и поставщикам, чтобы подтвердить, что хранилище, включая драйверы, встроенное ПО и ПО, используемое для хранилища, совместимо с отказоустойчивыми кластерами в используемой версии Windows Server.

Изолируйте запоминающие устройства по одному кластеру на устройство: серверы из различных кластеров не должны иметь доступа к одним и тем же запоминающим устройствам. В большинстве случаев LUN, используемый для одного набора серверов кластера, должен быть изолирован от всех остальных серверов с помощью маски или зонирования LUN.

Рассмотрите использование ПО многоканального ввода-вывода или сетевых адаптеров с поддержкой совместной работы: в архитектуре хранилищ с высокой доступностью можно развернуть отказоустойчивые кластеры с несколькими адаптерами шины, используя ПО многоканального ввода-вывода или сетевых адаптеров с поддержкой совместной работы (что также называется отказоустойчивой балансировкой нагрузки — LBFO). Это обеспечивает максимальный уровень резервирования и доступности. для Windows Server 2012 R2 или Windows Server 2012 решение multipath должно быть основано на Microsoft Multipath I/O (MPIO)

Поставщики оборудования обычно предоставляют модуль MPIO для конкретного устройства (DSM), но в комплект поставки операционной системы Windows Server также входят один или несколько модулей DSM.

Важно!
Некоторые адаптеры шины и программное обеспечение многоканального ввода-вывода сильно зависят от версий. При реализации многоканального решения для кластера следует проконсультироваться с поставщиком оборудования, чтобы выбрать правильные адаптеры, встроенное программное обеспечение и программное обеспечение для используемой версии Windows Server.

рассмотрите возможность использования дисковые пространства

если планируется развертывание кластеризованного хранилища serial attached SCSI (SAS), настроенного с помощью дисковые пространства, см. раздел развертывание кластерных дисковые пространства для требований.

Установка кластера Hyper-V

Итак, на любом из серверов запускаем оснастку Failover Cluster Manager и запускаем мастер создания кластера (Create Cluster).На странице выбора серверов кластера добавляем обе наших ноды.На странице Validation Warning соглашаемся с запуском встроенных тестов валидации кластерной конфигурации.Выберите, что нужно прогнать все тесты.

Нужно дождаться окончания валидации. Если будут найдены ошибки – их нужно исправить. После этого нажать на Finish.

Далее на странице настройки Access Point for Administering the Cluster нужно указать имя кластера и его IP адрес и подсеть.Осталось нажать 2 раза кнопку Next и мастер создаст новый кластер.

Резервное копирование CSV

Существует несколько методов резервного копирования данных, хранимых в CSV в отказоустойчивом кластере. Можно использовать приложение для резервного копирования от корпорации Майкрософт или стороннего поставщика. Как правило, тома CSV не предъявляют особых требований к резервному копированию, помимо общих требований для кластерных хранилищ, форматированных в NTFS или ReFS. Резервное копирование CSV не прерывает выполнение других операций с томом CSV.

При выборе приложения для резервного копирования и расписания резервного копирования для тома CSV следует учесть указанные ниже факторы.

Резервное копирование CSV на уровне тома можно выполнять с любого узла, подключенного к тому CSV.
Приложение резервного копирования может использовать программные или аппаратные моментальные снимки. Если ваше приложение резервного копирования поддерживает соответствующие возможности, в резервных копиях можно использовать снимки службы теневого копирования томов (VSS), согласованные на уровне приложений, и снимки на момент аварийного завершения.
При резервном копировании тома CSV с несколькими запущенными виртуальными машинами, как правило, следует выбирать способ резервного копирования на основе операционной системы управления. Если ваше приложение резервного копирования поддерживает такую возможность, можно одновременно выполнять резервное копирование нескольких виртуальных машин.
формат CSV поддерживает запросы на резервное копирование, выполняющие cистема архивации данных Windows Server. Однако система архивации данных Windows Server, как правило, обеспечивает лишь базовое решение резервного копирования, которого может быть недостаточно для организаций с более крупными кластерами. Система архивации данных Windows Server не поддерживает согласованное на уровне приложений резервное копирование виртуальных машин в томе CSV. Поддерживается только резервное копирование на уровне тома на момент аварийного завершения. (При восстановлении отказоустойчивой резервной копии виртуальная машина будет находиться в том же состоянии, в котором виртуальная машина была аварийно завершила работу в тот момент, когда была сделана резервная копия.) Резервная копия виртуальной машины на томе CSV будет выполнена, но будет зарегистрировано событие ошибки, указывающее, что это не поддерживается.
При резервном копировании отказоустойчивого кластера могут потребоваться учетные данные администратора.

Важно!

Тщательно проверяйте, какие данные архивирует и восстанавливает ваше приложение для резервного копирования, а также какие функции CSV оно поддерживает. Кроме того, учитывайте требования к ресурсам для приложения на каждом узле кластера.

Предупреждение

Если необходимо восстановить данные из резервной копии в том CSV, учитывайте возможности и ограничения приложения для резервного копирования, связанные с сохранением и восстановлением согласованных на уровне приложений данных на узлах кластера. Например, если том CSV восстанавливается не на том узле, на котором была сделана его резервная копия, то при использовании некоторых приложений можно случайно перезаписать важные данные о состоянии приложения на узле, где происходит восстановление.

Предварительные требования к отказоустойчивому кластеру Hyper-V

Два сервера с установленной ОС Windows Server 2016 (желательно чтобы количество памяти и CPU на обоих серверах было одинаково)
Установленная роль Hyper-V с компонентами Failover Cluster и MPIO ( iSCSI по необходимости)
Как минимум по 2 сетевых карты на каждом сервере (одна сетевая карта будет использоваться для управления и через нее будет идти трафик ВМ, вторая – для взаимодействия хостов между собой – трафик CSV и Heartbeat)
Общее дисковое хранилище, подключенное к обоим серверам (в этом примере дисковый массив подключается к каждому серверу через 2 порта Fiber Channel, при этом компонент MPIO нужен для того, чтобы каждый сервер видел только одно подключение к диску, а не два)
Как минимум один диск (LUN) с общего хранилища презентован обоим сервера, инициализирован и отформатирован.

Создание виртуальных машин набора кластеров

После создания набора кластеров следующим шагом является создание виртуальных машин. Перед выполнением следующих проверок необходимо выполнить следующие действия.

Проверка доступной памяти на каждом узле сервера кластера
Проверка свободного места на диске на каждом узле сервера кластера
Проверьте требования к хранилищу виртуальных машин с точки зрения скорости и производительности.

Команда определяет оптимальный кластер и узел в наборе кластеров, а затем развертывает на ней виртуальную машину. В следующем примере создается новая виртуальная машина с помощью:

Доступно 4 ГБ
Один виртуальный процессор
Минимальный доступный ЦП на 10 %

По завершении отобразится узел кластера, на котором была развернута виртуальная машина. В приведенном выше примере оно будет отображаться следующим образом:

Если для добавления виртуальной машины недостаточно памяти, емкости ЦП или места на диске, вы получите следующую ошибку:

После создания виртуальной машины она отображается в диспетчере Hyper-V на указанном узле. Чтобы добавить ее в качестве виртуальной машины набора кластеров и добавить ее в кластер, используйте следующую команду:

По завершении выходные данные:

Если вы создали кластер с помощью существующих виртуальных машин, виртуальные машины должны быть зарегистрированы в наборе кластеров. Чтобы зарегистрировать все виртуальные машины одновременно, используйте:

Затем добавьте путь виртуальной машины к пространству имен набора кластеров.

Например, предположим, что существующий кластер добавляется в набор кластеров с предварительно настроенными виртуальными машинами, которые находятся на локальном томе общего кластера (CSV). Путь к VHDX будет иметь примерно такой же вид .

Требуется миграция хранилища, так как пути CSV создаются локально в кластер с одним членом и поэтому недоступны для виртуальной машины после их динамической миграции в кластеры-члены.

В этом примере CLUSTER3 добавляется в набор кластеров, используя масштабируемый файловый сервер SOFS-CLUSTER3. Чтобы переместить конфигурацию виртуальной машины и хранилище, выполните следующую команду:

После завершения может появиться предупреждение:

Это предупреждение может быть проигнорировано, так как в конфигурации хранилища ролей виртуальной машины не было никаких физических изменений. Фактическое физическое расположение не изменяется; выполняются только пути конфигурации.

Дополнительные сведения см. в разделе Move-VMStorage.

Динамическая миграция виртуальной машины в наборе кластеров включает в себя следующее:

Затем, чтобы переместить виртуальную машину набора кластеров из CLUSTER1 в NODE2-CL3 в CLUSTER3, например, выполните следующую команду:

Эта команда не перемещает файлы хранилища или конфигурации виртуальной машины и не требуется, так как путь к виртуальной машине остается как \\SOFS-CLUSTER1\VOLUME1. После регистрации виртуальной машины с общим путем к общей папке файлового сервера инфраструктуры диски и виртуальная машина не требуют наличия на том же узле, что и виртуальная машина.

Проверка предварительных требований

Перед началом работы проверьте выполнение следующих необходимых условий.

Убедитесь в том, что все серверы, которые нужно добавить в качестве узлов кластера, работают под управлением одной и той же версии Windows Server.
Изучите требования к оборудованию, чтобы убедиться в том, что ваша конфигурация поддерживается. Подробнее см. в разделе Требования к оборудованию для отказоустойчивой кластеризации и варианты хранилища. если вы создаете прямой кластер дисковые пространства, см. раздел дисковые пространства direct, требования к оборудованию.
Чтобы добавить кластерное хранилище во время создания кластера, убедитесь, что все серверы имеют доступ к хранилищу. (Кластерное хранилище можно добавить и после создания кластера.)
Убедитесь в том, что все серверы, которые нужно добавить в качестве узлов кластера, присоединены к одному и тому же домену Active Directory.
(Необязательно.) Создайте подразделение и переместите в него учетные записи компьютеров для серверов, которые нужно добавить в качестве узлов кластера. Мы рекомендуем размещать отказоустойчивые кластеры в собственном подразделении в AD DS. Это позволит лучше контролировать параметры групповой политики и шаблона безопасности, применяемые к узлам кластера. Изоляция кластеров в собственном подразделении также помогает предотвратить случайное удаление объектов-компьютеров кластера.

Кроме того, проверьте выполнение указанных ниже требований к учетным записям.

Убедитесь в том, что учетная запись, которую вы хотите использовать для создания кластера, принадлежит пользователю домена с правами администратора на всех серверах, которые нужно добавить в качестве узлов кластера.
Убедитесь, что выполняется одно из следующих условий:
- У пользователя, создающего кластер, есть разрешение на создание объектов-компьютеров для подразделения или контейнера, в котором размещаются серверы, которые войдут в кластер.
- Если у пользователя нет разрешения на создание объектов-компьютеров, попросите администратора домена предварительно подготовить объект-компьютер кластера. Подробнее см. в разделе Подготовка кластерных объектов-компьютеров в доменных службах Active Directory.

Примечание

это требование не применяется, если требуется создать Active Directory отсоединенный кластер в Windows Server 2012 R2. Дополнительные сведения см. в разделе о развертывании отсоединенного от Active Directory кластера.

Настройка кластера Hyper-V

Теперь в кластер нужно добавить диски. Для этого откройте консоль Failover Cluster Management и в разделе Storage -> Disks добавьте общие в кластер общие диски (они должны быть инициализированы и отформатированы)

Задайте содержательные имена дискам. В нашем примере один кластерный диск будет использоваться как том Cluster Shared Volumes (CSV) для хранения файлов ВМ, а второй использоваться для кворума (диск небольшого размера).

Далее нужно настроить кластерный кворум. Для этого щелкните ПКМ по имени кластера и выберите пункт меню More Actions-> Configure Cluster Quorum Settings.Выберите вариант настройки кворума для кластера Select the quorum witness.В качестве типа кворума выберите Quorum Witness Select Disk Witness (кворум с использованием диска свидетеля).Выберите кластерный диск, который вы хотите использовать в качестве диска-свидетеля.

Теперь в настройках Hyper-V на каждой из нод нужно указать кластерный том CSV в качестве диска по-умолчанию для хранения виртуальных машин.

Теперь можно в консоли управления кластером создать новую виртуальную машину: Roles -> Virtual Machines -> New Virtual Machine.

Затем с помощью обычного мастера Hyper-V нужно создать новую виртуальную машину. С помощью Live Migration в дальнейшем можно убедится, что ВМ на легко перемещается между узлами кластера Hyper-V.

Ограничения и ограничения

Эта функция работает только для версий Windows Server, начиная с Windows Server 2012 R2. Эта функция не может обновить более ранние версии сервера Windows, например Windows Server 2008, Windows Server 2008 R2 или Windows Server 2012.
Каждый Windows Server 2016 узел должен быть переформатирован или установлен только для новой установки. Типы установки на месте или обновлении не рекомендуется.
Для добавления новых узлов в кластер необходимо использовать узел с более новой версией Windows Server.
При управлении кластером в смешанном режиме ОС всегда выполняйте задачи управления с узла верхнего уровня, на котором выполняется Windows Server 2016. Узлы Windows сервера нижнего уровня не могут использовать средства пользовательского интерфейса или управления для более новых версий Windows Server.
Мы рекомендуем клиентам быстро перейти к процессу обновления кластера, так как некоторые функции кластера не оптимизированы для режима смешанной ОС.
Избегайте создания или изменения размера хранилища на более новых узлах сервера Windows, пока кластер работает в режиме смешанной ОС из-за возможных несовместимости при отработке отказа с более нового узла сервера Windows на узлы нижнего уровня Windows Server.

Architecture

На следующей схеме показан набор кластеров на высоком уровне:

Ниже приведена сводка по каждому из указанных элементов:

Кластер управления

Кластер управления размещает высокодоступную плоскость управления и масштабируемый файловый сервер пространства имен (SOFS) для набора кластеров. Кластер управления логически отделен от отдельных кластеров-членов, которые выполняют рабочие нагрузки виртуальной машины. Это делает плоскость управления набором кластеров отказоустойчивой к любым локализованным сбоям на уровне кластера, таким как потеря мощности кластера-члена.

Мастер набора кластеров

Связь между кластерами-членами слабо связана и координируется ресурсом master набора кластеров (CS-Master). Как и другие ресурсы набора кластеров, CS-Master является высокодоступным и устойчивым к сбоям кластера отдельных членов или сбоям узлов кластера управления. Через поставщик WMI набора кластеров CS-Master предоставляет конечную точку управления для всех действий управления наборами кластеров.

Кластер-член

Кластер-член запускает виртуальную машину и Локальные дисковые пространства рабочие нагрузки. Несколько кластеров-членов участвуют в развертывании набора кластеров, формируя более крупную облачную структуру SDDC. Кластеры-члены отличаются от кластера управления двумя ключевыми аспектами: кластеры-члены участвуют в доменах сбоя и конструкциях групп доступности, а кластеры-члены имеют размер для размещения виртуальной машины и Локальные дисковые пространства рабочих нагрузок. По этой причине виртуальные машины, перемещающиеся между кластерами-членами, не размещаются в кластере управления.

Рабочая роль набора кластеров

CS-Master взаимодействует с ресурсом кластера в кластерах-членах, называемых рабочей ролью набора кластеров (CS-Worker). CS-Worker отвечает на запросы CS-Master, включая размещение виртуальных машин и инвентаризацию ресурсов. Один экземпляр CS-Worker для каждого кластера-члена.

Домен сбоя

Домен сбоя — это группа оборудования и программного обеспечения, которые могут завершиться сбоем вместе. Хотя можно назначить один или несколько кластеров вместе в качестве домена сбоя, каждый узел может участвовать в домене сбоя в группе доступности. Границы домена сбоя основаны на топологии центра обработки данных, сетевой архитектуре и других рекомендациях.

Группа доступности

Группа доступности используется для настройки требуемой избыточности кластеризованных рабочих нагрузок в доменах сбоя путем группировки и развертывания рабочих нагрузок. Для двухуровневого приложения следует настроить по крайней мере две виртуальные машины в группе доступности для каждого уровня, что гарантирует, что при отключении домена сбоя в группе доступности приложение будет иметь по крайней мере одну виртуальную машину на каждом уровне, размещенном на другом домене сбоя.