Konfiguracja klastra Hyper-V na komputerach z systemem Windows Server: przewodnik krok po kroku
Jednym z kluczowych wymagań dotyczących infrastruktur wirtualnych, zwłaszcza w dużych centrach danych, jest wyeliminowanie pojedynczego punktu awarii oraz zapewnienie wysokiej dostępności usług i aplikacji. W środowisku Hyper-V dostępna jest technologia Trybu failover firmy Microsoft, która umożliwia skonfigurowanie wielu hostów Hyper-V (lub węzłów), które mogą przejąć obciążenie w przypadku awarii jednego z hostów.
W tym przewodniku krok po kroku poznasz praktyczne aspekty konfiguracji Trybu failover Hyper-V, w tym wstępną konfigurację hostów i sieci, instalację roli Hyper-V oraz tworzenie klastra.
Konfiguracja hostów Hyper-V
Aby przygotować hosty do klastrów w Trybie failover, należy wybrać system operacyjny, który zostanie zainstalowany na wszystkich hostach wykorzystywanych w danym klastrze. Następnie należy przeprowadzić podstawową konfigurację środowiska, obejmującą wszystkie hosty, w celu przygotowania ich do utworzenia klastra Hyper-V.
Wybór systemu operacyjnego do zainstalowania
W tej konfiguracji używamy dwóch instalacji Windows Server 2016 w trybie Server Core, aby zminimalizować liczbę ruchomych elementów i poprawić bezpieczeństwo. Wykorzystanie instalacji Windows Server 2016 w trybie Server Core eliminuje wiele zbędnych komponentów i zmniejsza zajmowaną przestrzeń dyskową. Zwiększona trudność w zakresie administracji w trybie Server Core jest równoważona przez korzyści w zakresie wydajności i bezpieczeństwa. Do konfiguracji klastra Hyper-V można również użyć nowszych wersji systemu Windows Server, takich jak Windows Server 2019.
Uwaga: Do administracji i konfiguracji systemu Windows Server 2016 w trybie Server Core używamy środowiska PowerShell. Technicznie możliwe jest użycie systemu Windows Server z opcją Desktop Experience do konfiguracji klastra w Trybie failover Hyper-V.
Wstępna konfiguracja środowiska
Zanim zaczniemy traktować hosty Hyper-V jako klaster, musimy przeprowadzić ich wstępną konfigurację. Obejmuje to w dużej mierze te same kroki, co przygotowanie dowolnego serwera z systemem Windows — nadanie nazwy, konfiguracja sieci, instalacja poprawek itp. Szczególnie planowanie sieci ma kluczowe znaczenie w klastrze Windows, ponieważ zapewnia prawidłową komunikację w obrębie klastra, a także komunikację ze współdzieloną pamięcią masową.
Naming. Oba serwery zostały nazwane i dołączone do domeny laboratoryjnej. Należy pamiętać, że począwszy od systemu Windows Server 2016, Dołączenie do domeny nie jest już warunkiem koniecznym. Konfiguracje serwerów przedstawiono na poniższych zrzutach ekranu dla pierwszego serwera H1 . Konfiguracje drugiego serwera H2 są podobne.
Updates. Zgodnie z najlepszymi rozwiązaniami dotyczącymi klastrowania Hyper-V musimy zaktualizować wszystkie potencjalne węzły klastra Hyper-V do najnowszego dostępnego poziomu poprawek. Instalacja aktualizacji na hostach Hyper-V poprawia bezpieczeństwo naszego systemu. Może być konieczne ponowne uruchomienie systemu Windows w celu zakończenia instalacji aktualizacji.
Consistency. Zgodnie z najlepszymi rozwiązaniami wszystkie potencjalne węzły klastra powinny być skonfigurowane identycznie, z wyjątkiem nazw komputerów i adresów IP. Zapewnia to standaryzację wszystkich elementów między hostami, w tym poziomów poprawek, sieci itp.
Planowanie sieci
Prawidłowe planowanie środowiska pozwala ograniczyć wiele przyszłych zagrożeń. W sieci laboratoryjnej w tym scenariuszu dla każdego hosta skonfigurowano cztery karty sieciowe typu „ karty sieciowe ”. Ze względu na prostotę na obu hostach laboratoryjnych nie zastosowano łączenia kart sieciowych (NIC teaming). Jednak w środowisku produkcyjnym zaleca się łączenie kart sieciowych, aby uniknąć powstania pojedynczego punktu awarii w którejkolwiek z sieci.
W naszej konfiguracji laboratoryjnej mamy:
- Ruch zarządzania i maszyn wirtualnych
- iSCSI
- Prywatny ruch klastrowy
- Migracja na żywo
Mając na uwadze powyższe sieci, przypisujemy adresy IP do każdego serwera w wybranych przez nas zakresach podsieci. Należy tu również wziąć pod uwagę sieci VLAN, ponieważ najprawdopodobniej będziesz chciał dopasować swoje podsieci do utworzonych sieci VLAN. Należy to przemyśleć z wyprzedzeniem.
Konfiguracja docelowego magazynu iSCSI
Magazyn klastrowy Hyper-V jest kluczowym elementem przy tworzeniu klastra. W przypadku magazynu iSCSI w środowisku laboratoryjnym, w tym przykładzie używamy FreeNAS do tworzenia docelowych magazynów iSCSI i udostępniania ich naszemu klasterowi Hyper-V. Oczywiście konfiguracja iSCSI na wybranym sprzęcie dostawcy lub w oprogramowaniu iSCSI może się różnić w zależności od dostawcy, dlatego zawsze należy postępować zgodnie z metodami określonymi dla danego rozwiązania.
Uwaga: FreeNAS to uniwersalny i elastyczny system operacyjny oparty na FreeBSD, który można zainstalować na komputerze w celu wykorzystania go jako serwera NAS. Można utworzyć współdzieloną pamięć masową dla klastra Hyper-V lub zbudować urządzenie kopii zapasowej za pomocą FreeNAS i rozwiązanie NAKIVO.
Poniżej znajduje się krótki przegląd sposobu konfiguracji pamięci masowej dla klastra w Trybie failover Hyper-V przy użyciu FreeNAS. Nie będziemy zagłębiać się we wszystkie szczegóły dotyczące konfiguracji FreeNAS dla iSCSI. Oto jednak podstawowe ustawienia umożliwiające udostępnienie kilku celów iSCSI naszym hostom Hyper-V.
- Uruchom usługę iSCSI w systemie FreeNAS i skonfiguruj sieć pamięci masowej tak, aby odpowiadała sieci, z której zamierzasz korzystać dla hostów Hyper-V.
- Sprawdź podstawową konfigurację identyfikatorów IQN dla celów, które zamierzamy utworzyć.
- Skonfiguruj portal w systemie FreeNAS, aby nasłuchiwał ruchu iSCSI.
- Skonfiguruj nazwy celów iSCSI. W naszym urządzeniu FreeNAS konfigurujemy:
- wolumin
quorum, który będzie służył jako dysk świadka - wolumin, który będzie wykorzystywany jako wolumin współdzielony klastra Hyper-V do przechowywania naszych maszyn wirtualnych
Uwaga: Kworum to mechanizm w klastrze Windows, który ma na celu zapewnienie, że w przypadku awarii jednej z części klastra, zawsze dostępna będzie większość zasobów klastra niezbędnych do jego funkcjonowania.
Starting with Windows Server 2012, domyślnie każdy węzeł w klastrze dysponuje jednym głosem w kworum. Dodając dodatkowy głos za pomocą udziału plików, dysku lub nowego konta w magazynie-chmura w systemie Windows Server 2016, jedna część klastra powinna zawsze uzyskać ponad 50% głosów w kworum poprzez przejęcie głosu przypisanego do udziału plików, dysku lub konta w magazynie-chmura.With Windows Server 2012 R2— zalecenie uległo zmianie i obecnie zaleca się zawsze konfigurować świadka w postaci dysku lub udziału plików. Głos jest przyznawany dodatkowemu świadkowi (udział plików, dysk lub konto w magazynie-chmura) tylko wtedy, gdy liczba węzłów jest parzysta. W przypadku nieparzystej liczby węzłów świadek nie otrzymuje głosu i nie jest wykorzystywany.
Na poniższym zrzucie ekranu utworzyliśmy dwie nazwy docelowe: wolumin kworum, który ma służyć jako świadek dyskowy, oraz wolumin, który ma służyć jako wspólny wolumin klastra.
- Dodaj obszary (Extents), które w poniższym przykładzie są przypisane do poszczególnych dysków, które fizycznie przydzieliliśmy w naszym urządzeniu FreeNAS.
- Powiąż cel z obszarem. Cele są przypisane do magazynu w systemie FreeNAS.
Instalacja roli Hyper-V
Aby zainstaluj rolę Hyper-V uruchomić usługę, należy wykonać następujące polecenie w Polecenie PowerShell wierszu poleceń:
Install-WindowsFeature -Name Hyper-V -IncludeAllSubFeature -IncludeManagementTools -Restart
Konfiguracja magazynu: Dodawanie adresu portalu iSCSI
Przed dodaniem adresu portalu iSCSI należy skonfigurować i uruchomić usługę Microsoft iSCSI zgodnie z poniższym opisem:
- Ustaw tryb uruchamiania usługi na automatyczny.
Set-Service -Name msiscsi -StartupType Automatic
- Uruchom usługę.
Start-Service msiscsi
- Użyj PowerShell, aby dodać przydzielony adres portalu iSCSI:
New-iscsitargetportal -targetportaladdress
- Podłącz konkretne cele iSCSI, które w naszym przypadku zostały utworzone na naszym urządzeniu FreeNAS. Poniżej znajdują się przykłady tego, czego użyliśmy podczas dodawania celów FreeNAS do hostów Hyper-V przydzielonych dla klastra.
Connect-IscsiTarget -nodeaddress iqn.2005-10.org.freenas.ctl:quorum -IsPersistent $true -IsMultipathEnabled $true -InitiatorPortalAddress 10.0.0.70 -TargetPortalAddress 10.0.0.1Connect-IscsiTarget -nodeaddress iqn.2005-10.org.freenas.ctl:hvvol1 -IsPersistent $true -IsMultipathEnabled $true -InitiatorPortalAddress 10.0.0.70 -TargetPortalAddress 10.0.0.1
Możesz zweryfikować i wyświetlić dodane cele, uruchamiając polecenie Get-iSCSItarget .
Uwaga: Można użyć polecenia get-disk w celu wyświetlenia informacji o dyskach oraz upewnienia się, że współdzielona pamięć masowa klastra Hyper-V jest w Trybie failover i działa poprawnie.
Konfiguracja przełączników wirtualnych
Konfiguracja przełączniki wirtualne jest niezbędna do prawidłowej konfiguracji sieci klastra w Trybie failover Hyper-V. Do skonfigurowania przełączników wirtualnych dla Hyper-V można użyć programu PowerShell lub Menedżer Hyper-V .
Przykład polecenia służącego do utworzenia przełącznika wirtualnego w PowerShell: New-VMSwitch "ExternalSwitch01" -NetAdapterName "Public" -AllowManagementOS 1
Uwaga: Należy nadać identyczne nazwy przełącznikom wirtualnym na obu hostach, ponieważ musimy zapewnić zgodność przełączników wirtualnych, zwłaszcza podczas przeprowadzania migracji na żywo.
Tworzenie klastra Hyper-V
Za pomocą PowerShell utworzenie klastra sprowadza się do prostego polecenia składającego się z jednej linii.
- Przed utworzeniem klastra należy uruchomić to polecenie, aby sprawdzić, czy konfiguracja klastra jest zgodna z najlepszymi rozwiązaniami dotyczącymi klastrowania Hyper-V:
Test-Cluster H1,H2
- Należy użyć polecenia
new-clusterw celu utworzenia klastra oraz przypisania mu nazwy, węzłów i statycznego adresu IP.
New-Cluster -Name HVCluster -node H1,H2 -staticAddress 192.168.85.75
- Po zakończeniu procesu tworzenia klastra w wierszu poleceń pojawi się komunikat wyświetlający nazwę klastra.
Klasterowe woluminy współdzielone Hyper-V
Mimo że dysponujemy współdzieloną pamięcią masową z perspektywy urządzenia docelowego iSCSI, musimy upewnić się, że pamięć masowa, w której znajdują się nasze maszyny wirtualne, jest skonfigurowana w środowisku Hyper-V clustered shared volume. Klasterowe woluminy współdzielone (CSV) zostały wprowadzone w systemie Windows Server 2008 R2 do użytku z rolą Hyper-V, dzięki czemu maszyna wirtualna może mieć Pliki VHD dostęp z dowolnego węzła w klastrze. W CSV wbudowano również mechanizmy zapewniające odporność, w tym wykrywanie błędów we/wy, co pozwala na wykorzystanie alternatywnych ścieżek komunikacyjnych w przypadku awarii łączności.
Przyjrzyjmy się krok po kroku procesowi tworzenia klastrowanego woluminu współdzielonego dla naszych maszyn wirtualnych.
- Zmień nazwę zasobu dysku klastrowego, który będzie używany do przechowywania maszyn wirtualnych (opcjonalnie). W naszej konfiguracji laboratoryjnej jest to Cluster Disk 1 :
(Get-ClusterResource | ?{$_.Name -eq "Cluster Disk 1"}).name = "VMs"
- Teraz możemy dodać ten wolumin do klastrowanego woluminu współdzielonego:
Get-ClusterResource -Name "VMs"| Add-ClusterSharedVolume
Uwaga: Możemy również użyć Menedżera klastrów w Trybie failover, aby dodać dysk do woluminu współdzielonego klastra (CSV):
- Sprawdź stan woluminu współdzielonego klastra za pomocą polecenia
get-clustersharedvolume.
Uwaga: Jeśli dysponujesz stacją roboczą do zarządzania, z której można połączyć się za pomocą Failover Cluster Manager, możesz przejrzeć magazyn za pomocą graficznego interfejsu użytkownika (GUI), łącząc się z klastrem pod adresem Tryb failover w systemie Windows . Tutaj możemy łatwo zobaczyć dostępne dyski oraz przypisane do nich role. Poniżej widzimy zarówno dysk kworum, jak i dysk maszyn wirtualnych, który został wyznaczony jako współdzielony wolumin klastra.
Zmiana ustawień pamięci masowej Hyper-V
Teraz, gdy mamy już skonfigurowany współdzielony wolumin klastra, możemy zmienić ustawienia Hyper-V tak, aby wykorzystywały ten wolumin jako domyślną lokalizację do przechowywania naszych maszyn wirtualnych.
W Hyper-V Settings dla każdego hosta zmień lokalizację Virtual Hard Disks oraz lokalizację Virtual Machines na współdzielony wolumin klastra, który znajduje się pod adresem C:ClusterStoragevolume(x) na hostach Hyper-V. 
Tworzenie maszyny wirtualnej o wysokiej dostępności
Możemy teraz uruchomić program Tryb failover i rozpocząć tworzenie maszyny wirtualnej o wysokiej dostępności.
- Kliknij prawym przyciskiem myszy
Rolesi wybierz opcję utworzeniaNew Virtual Machine.
- Wybierz host Hyper-V (jeden z węzłów klastra) dla maszyny wirtualnej.
- Postępuj zgodnie z
New Virtual Machine Wizardwskazówkami kreatora, aby skonfigurować nową maszynę wirtualną.
- W kroku
Connect Virtual Hard Diskkreatora upewnij się, że maszyna wirtualna zostanie utworzona na naszym klastrowanym woluminie współdzielonym Hyper-V.
- Krok
Summarywyświetla wybrane przez nas opcje.
- Po kliknięciu przycisku „Zakończ”
High Availability Wizardwyświetla podsumowanie włączenia wysokiej dostępności dla roli i maszyny wirtualnej. Jak widać, funkcja została pomyślnie włączona.
- Jeśli chcesz zapoznać się z raportem dotyczącym wysokiej dostępności, możesz kliknąć przycisk
View Report, który wyświetla bardziej szczegółowe wyniki testów wysokiej dostępności.
Konfiguracja Trybu failover Hyper-V została zakończona i obecnie w klastrze działa maszyna wirtualna o wysokiej dostępności. Możesz utworzyć więcej maszyn wirtualnych w swoim klastrze, aby korzystać z funkcji wysokiej dostępności Hyper-V.
Podsumowanie
Klastry w Trybie failover Hyper-V pozwalają skrócić czas przestoju maszyn wirtualnych w przypadku awarii. Nie zapewni to jednak ochrony danych maszyn wirtualnych, jeśli nie wykonujesz regularnych kopii zapasowych klastra Hyper-V. Ponieważ maszyny wirtualne mogą migrować między hostami w klastrze w Trybie failover Hyper-V, tworzenie kopii zapasowych maszyn wirtualnych może być trudnym zadaniem. Skorzystaj z rozwiązania firmy NAKIVO i z łatwością wykonaj kopię zapasową nawet tych maszyn wirtualnych, które działają w klastrze.
