10 najważniejszych funkcji Trybu failover w systemie Windows Server 2019: pełny przegląd
Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na nieprzerwaną wydajność nowoczesne przedsiębiorstwa zaczęły poszukiwać nowych sposobów zapewnienia 99,999% dostępności swoich usług. W rzeczywistości większość organizacji nie może sobie pozwolić nawet na minimalne przestoje, ponieważ stawka związana z utratą wydajności jest po prostu zbyt wysoka. Potencjalne konsekwencje nieoczekiwanej awarii systemu mogą obejmować utratę przychodów, szans biznesowych, wydajności oraz zaufania klientów. Nawet jeśli uda się uporać z tak poważnymi skutkami, przestoje mogą nadal wpływać na rozwój firmy i negatywnie kształtować przyszłość organizacji.
Aby zmniejszyć ryzyko przestojów, należy zapewnić, że firma będzie w stanie nadal świadczyć usługi w przypadku awarii systemu lub któregokolwiek z jego komponentów. Najlepszym rozwiązaniem jest stworzenie środowiska o wysokiej dostępności, co można osiągnąć poprzez zapewnienie nadmiarowości wszystkich komponentów systemu. Istnieją różne sposoby zapewnienia wysokiej dostępności środowiska — na przykład za pomocą kopii zapasowej serwera Windows. Inną popularną opcją jest klastrowanie z Trybem failover.
W tym wpisie na blogu opiszemy, jak działa klastrowanie z Trybem failover w serwerach Windows. Ponadto omówimy, jak zmieniła się funkcja klastrowania z Trybem failover wraz z wydaniem systemu Windows Server 2019. W szczególności przedstawimy przegląd 10 najważniejszych funkcji klastrowania z Trybem failover w systemie Windows Server 2019.
Podstawy klastrowania w Trybie failover w systemie Windows Server
Klaster w Trybie failover to grupa co najmniej dwóch serwerów (węzłów), które współpracują ze sobą w celu zapewnienia wysokiej dostępności i skalowalności klastrowanych ról oraz usług w każdych okolicznościach. Te klastrowane węzły współdzielą zasoby sieciowe i pamięci masowej, ponieważ mogą być połączone za pomocą kabli fizycznych, oprogramowania lub na poziomie aplikacji. W przypadku awarii węzła klastrowego usługi zepsutych węzłów przejmują węzły rezerwowe. Proces ten znany jest jako Tryb failover, który może pomóc zminimalizować zakłócenia w działaniu usług, skrócić przestoje oraz szybko i skutecznie reagować na awarie hostów.
Ponadto kluczowe znaczenie ma możliwość kontrolowania stanu węzłów w każdym klastrze Trybu failover. Korzystając z wewnętrznego narzędzia do monitorowania, można sprawdzić, czy wszystkie węzły w klastrze Trybu failover działają i mogą wykonywać wszystkie wymagane funkcje. W ten sposób można zidentyfikować wszelkie nieprawidłowo działające węzły w klastrze i zmniejszyć ryzyko awarii węzła klastra.
Dzięki klastrom trybu failover systemu Windows Server można tworzyć wiele klastrów trybu failover, aby zapewnić wysoką dostępność aplikacji i usług. Aby ta funkcja działała, potrzebne są dwa serwery (aktywny i pasywny), które współdzielą tę samą pamięć masową oraz sieci, a także spełniają określone wymagania sprzętowe.
Oba serwery mogą komunikować się za pomocą funkcji sygnału kontrolnego, w ramach której wysyłają do siebie sygnały „heartbeat” przez dedykowaną sieć. Rozróżnia się dwa rodzaje sygnałów: sygnały typu push i pull. Sygnał typu push jest wysyłany z serwera aktywnego do pasywnego, natomiast sygnał typu pull jest wysyłany z serwera pasywnego do aktywnego. Te sygnały komunikacyjne są wysyłane/odbierane w regularnych odstępach czasu. W ten sposób, jeśli sygnał „heartbeat” nie dotrze do serwera w oczekiwanym czasie, wykrywana jest awaria serwera, a obciążenia maszyny, która uległa awarii, przejmuje serwer rezerwowy.
Aby dowiedzieć się, jak zapewnić wysoką dostępność środowiska i odporność na awarie systemu, przeczytaj nasz wpis na blogu na stronie jak włączyć funkcję wysokiej dostępności Hyper-V poświęcony Trybowi failover. Bardziej szczegółowy przegląd tej technologii znajdziesz na stronie pobierz nasz e-book , gdzie opisano, jak przeprowadzić wdrażanie Trybu failover, jakie wymagania należy spełnić, aby go utworzyć, oraz w jaki sposób NAKIVO Backup & Replication może zapewnić ciągłą ochronę klastrów Hyper-V.
Najważniejsze nowe funkcje Trybu failover w systemie Windows Server 2019
Programiści firmy Microsoft nieustannie pracowali nad każdym wydaniem, dodając nowe funkcje i ulepszając dotychczasowe rozwiązania. Wydanie Windows Server 2019 nie jest tu wyjątkiem. Oprócz wielu innych ulepszeń, takich jak integracja z chmurą hybrydową, zaawansowane warstwy zabezpieczeń czy hiperkonwergencja, ten system operacyjny przenosi również funkcję Trybu failover na zupełnie nowy poziom. Poniżej znajduje się pełna lista nowych funkcji systemu Windows Server 2019 oraz opis tego, w jaki sposób zmieniły one funkcję klastrów w Trybie failover.
Migracja klastrów między domenami
Proces migracji klastrów między domenami był kiedyś złożonym i czasochłonnym przedsięwzięciem. Węzłów i klastrów nie można było po prostu przenosić między różnymi domenami. Proces ten wymagał całkowitej rekonfiguracji klastrów w Trybie failover, co skutkowało niepożądanymi zakłóceniami w działaniu usług i znacznymi przestojami. Dzięki systemowi Windows Server 2019 można wreszcie migrować klastry w Trybie failover z jednej domeny Active Directory do drugiej. Zapewniając szybką i prostą konsolidację domen, można zaoszczędzić czas, wysiłek i zasoby.
Ulepszenia woluminów współdzielonych przez klaster
Pamięć podręczna woluminu współdzielonego przez klaster (CSV) umożliwia alokację pamięci systemowej jako pamięci podręcznej typu write-through, co pozwala na buforowanie operacji wejścia/wyjścia tylko do odczytu bez buforowania. Dzięki tej funkcji można zwiększyć wydajność maszyn wirtualnych Hyper-V, które wykorzystują operacje wejścia/wyjścia bez buforowania podczas uzyskiwania dostępu do wirtualnych dysków twardych. Pamięć podręczna CSV jest domyślnie dostępna w systemie Windows Server 2019, zapewniając lepszą produktywność i szybsze działanie maszyn wirtualnych uruchomionych na woluminach współdzielonych w klastrze. Inne ulepszenia CSV obejmują ulepszoną logikę wykrywania wszelkich problemów w klastrze, a także jego szybką naprawę. Ta funkcja działa dzięki wykrywaniu tras sieciowych klastra oraz partycjonowanym węzłom.
Klastry obsługujące platformę Azure
System Windows Server 2019 został zaprojektowany z myślą o płynnej integracji funkcji hybrydowych w centrum danych. Co więcej, klastry trybu failover systemu Windows są dostosowane do platformy Azure, co oznacza, że mogą automatycznie rozpoznać, kiedy działają w środowisku Azure. W rezultacie klastry trybu failover systemu Windows mogą automatycznie się optymalizować, zapewniając proaktywne przełączanie awaryjne oraz rejestrowanie zaplanowanych zdarzeń konserwacyjnych platformy Azure. Co więcej, nie musisz już przechodzić przez żmudny proces ponownej konfiguracji modułu równoważenia obciążenia z dynamiczną nazwą sieciową.
Świadek udziału plików przez USB dla kworum
Wspomniana powyżej funkcja sygnału kontrolnego pozwala sprawdzić stan każdego węzła w klastrze. Jednak w przypadku nieoczekiwanej awarii sieci węzły klastra nie będą w stanie komunikować się między sobą. Skutkuje to sytuacją typu „split-brain” , w której każdy z węzłów zakłada, że jest jedyną działającą instancją w klastrze i rozpoczyna pracę w tym samym czasie. Niestety może to spowodować uszkodzenie danych lub różnego rodzaju konflikty danych.
Technologia kworum została zaprojektowana w celu rozwiązania tego problemu. Klaster wymusi zatrzymanie działania jednego z węzłów na podstawie większości głosów. Jeśli jednak w klastrze znajduje się parzysta liczba węzłów (np. klaster dwuwęzłowy), członkowie klastra mogą nie osiągnąć kworum i nie ustalić, który z węzłów powinien kontynuować działanie. W rezultacie klaster całkowicie przestaje działać.
W systemie Windows Server 2019 można użyć dysku USB podłączonego do standardowego urządzenia sieciowego jako świadka kworum w Trybie failover. W tym przypadku świadek USB również ma prawo głosu i może oddać decydujący głos, aby uniknąć scenariusza split-brain .
Ulepszony świadek udziału plików dla scenariuszy kworum
Wraz z wydaniem systemu Windows Server 2019 mechanizm głosowania kworum stał się jeszcze bardziej odporny na awarie. Ulepszony świadek udziału plików może przynieść korzyści w następujących przypadkach:
- Gdy nie można uzyskać dostępu do świadka w chmurze z powodu powolnego lub braku połączenia internetowego.
- Gdy nie ma dostępnych dysków współdzielonych dla świadka dyskowego.
- Gdy klaster Tryb failover działa w strefie zdemilitaryzowanej (DMZ), gdzie połączenie z kontrolerem domeny jest niedostępne.
- Gdy masz klaster grupy roboczej lub klaster z domenami mieszanymi bez obiektu nazwy klastra Active Directory (CNO).
We wszystkich tych scenariuszach procedura głosowania kworum może zakończyć się niepowodzeniem, co spowoduje wyłączenie klastra w Trybie failover. W systemie Windows Server 2019 rozwiązano te potencjalne zagrożenia, umożliwiając korzystanie ze świadka udziału plików w niemal każdym scenariuszu.
Zestawy klastrów
Kolejną nową funkcją systemu Windows Server 2019 są zestawy klastrów. Zestaw klastrów polega na zgrupowaniu wielu hostów klastrów w trybie failover Windows Server (obliczeniowych, pamięci masowej i hiperkonwergentnych) w logiczny zestaw klastrów. Zestawy klastrów mogą znacznie uprościć zarządzanie klastrami w trybie failover w infrastrukturze na wiele sposobów. W ten sposób można z łatwością przenosić maszyny wirtualne między klastrami w Trybie failover działającymi w ramach jednego zestawu klastrów. Ponadto funkcja ta może zwiększyć odporność klastrów na awarie, ponieważ umożliwia teraz przełączanie awaryjne między klastrami, zapewniając minimalne zakłócenia w działaniu usług.
Aktualizacje z uwzględnieniem klastrów dla Storage Spaces Direct
Funkcja aktualizacji z uwzględnieniem klastrów została po raz pierwszy wprowadzona w systemie Windows Server 2012. Czym właściwie jest ta funkcja? Dzięki aktualizacjom z uwzględnieniem klastra można automatycznie aktualizować serwery w klastrze przy minimalnej utracie dostępności. Wraz z wydaniem systemu Windows Server 2019 funkcja ta może być zintegrowana z usługą Storage Spaces Direct (S2D), umożliwiając automatyczną resynchronizację danych na każdym węźle podczas procesu aktualizacji. Co więcej, funkcja Cluster-Aware Updating potrafi wykryć, po których aktualizacjach wymagane jest ponowne uruchomienie systemu. Dzięki temu ponowne uruchomienia będą wykonywane tylko wtedy, gdy jest to konieczne, co znacznie ogranicza przestoje w działalności.
Uwierzytelnianie w trybie failover w systemie Windows Server 2019
Klastry w trybie failover są również narażone na różne zagrożenia bezpieczeństwa. W poprzednich wersjach systemu Windows Server uwierzytelnianie NTLM wymagało rozwiązania tego problemu. Wraz z wydaniem systemu Windows Server 2019 zespół Microsoftu po raz kolejny ulepszył swoje podejście do bezpieczeństwa. Zamiast uwierzytelniania NTLM węzły klastra mogą komunikować się ze sobą za pomocą uwierzytelniania opartego na certyfikatach oraz protokołu Kerberos. W ten sposób można zapobiegać podszyciu ruchu sieciowego i zwiększyć odporność klastrów w Trybie failover na nagłe ataki na bezpieczeństwo.
Klastry w Trybie failover z funkcją samonaprawy
System Windows Server 2019 wzmacnia odporność i dostępność sieci klastra poprzez dodanie funkcji samonaprawy. Klaster w Trybie failover z funkcją samonaprawy może regularnie sprawdzać stan swoich węzłów i natychmiast je naprawiać (samonaprawiać), jeśli wykryje jakiekolwiek problemy. Na przykład, jeśli węzeł ulegnie awarii i nie będzie w stanie komunikować się z resztą klastra, klaster automatycznie wykryje problem, podejmie próbę naprawy uszkodzonego węzła i ponownie połączy go z klastrem. Ta funkcja może znacznie zmniejszyć obciążenie związane z administracją, z którym borykają się administratorzy systemów, a także zwiększyć możliwości w zakresie wysokiej dostępności.
Wzmocnienie klastra
Kolejną funkcją bezpieczeństwa dostępną w systemie Windows Server 2019 jest wzmocnienie klastra. Węzły w klastrze mogą komunikować się za pośrednictwem protokołu SMB (Server Message Block) w ramach funkcji Cluster Shared Volumes oraz Storage Spaces Direct, korzystając z uwierzytelniania opartego na certyfikatach. Pozwala to na zapewnienie wyższego poziomu bezpieczeństwa komunikacji wewnątrz klastra.
Ochrona danych za pomocą NAKIVO Backup & Replication
Głównym celem Trybu failover jest zapewnienie najwyższego poziomu dostępności infrastruktury. Klastry przełączające Windows można słusznie uznać za niezbędną technologię dla nowoczesnych centrów danych, od których oczekuje się ciągłego świadczenia usług. Dzięki tej funkcji można uniknąć nieplanowanych przestojów i utrzymać ten sam poziom wydajności biznesowej w niemal każdych okolicznościach.
Nadal jednak konieczne jest opracowanie kompleksowej strategii ochrony danych, zdolnej do reagowania na zagrożenia bezpieczeństwa i zapobiegania potencjalnym awariom. NAKIVO Backup & Replication to niezawodne i przystępne cenowo rozwiązanie, które może zapewnić solidną ochronę danych na wiele sposobów.
- Dzięki rozwiązaniu do tworzenia kopii zapasowych NAKIVO można wykonywać natywne, oparte na obrazach i spójne z aplikacją kopie zapasowe maszyn wirtualnych VMware, Hyper-V, Nutanix AHV, instancji AWS EC2 oraz fizycznych serwerów z systemami Windows i Linux.
- Funkcja Kopia zapasowa zapewnia dodatkowy poziom ochrony przed nieoczekiwanym uszkodzeniem danych, awarią systemu lub katastrofą. Można tworzyć kopie istniejących kopii zapasowych i przesyłać je zdalnie lub do chmur publicznych. Ponadto można utworzyć kopię lustrzaną repozytorium kopii zapasowych lub usprawnić cały proces kopiowania kopii zapasowych.
- Zautomatyzuj działania związane z ochroną danych za pomocą Ochrona danych oparta na zasadach. Można utworzyć wiele reguł ochrony danych w oparciu o nazwę maszyny wirtualnej, rozmiar, lokalizację, konfigurację, stan zasilania, tag lub kombinację tych parametrów. Te reguły polityki mogą regularnie skanować infrastrukturę, identyfikować maszyny wirtualne spełniające ustawione reguły i automatycznie dodawać je do odpowiednich zadań ochrony danych.
- Zautomatyzuj i koordynuj proces odzyskiwania awaryjnego od początku do końca za pomocą procedury odzyskiwania lokacji. Łącząc różne działania i warunki w zautomatyzowany algorytm, możesz utworzyć wiele zadań odzyskiwania lokacji, aby poradzić sobie z różnymi scenariuszami awarii. Co więcej, w razie potrzeby możesz testować i aktualizować zadania odzyskiwania lokacji bez zakłócania środowiska produkcyjnego.
- NAKIVO Backup & Replication oferuje wiele opcji odzyskiwania, umożliwiając natychmiastowe przywracanie maszyn wirtualnych, plików i obiektów aplikacji bezpośrednio ze skompresowanych i zduplikowanych kopii zapasowych. Dzięki funkcji Odzyskiwania międzyplatformowego można również odzyskiwać maszyny wirtualne VMware do środowiska Hyper-V i odwrotnie. Co więcej, rozwiązanie NAKIVO Backup & Replication umożliwia odzyskiwanie maszyn fizycznych do postaci maszyn wirtualnych VMware lub Hyper-V, co pozwala na odzyskanie danych niemal w każdych okolicznościach.
