Hyper-V 高可用性運作原理
當今的企業必須確保其服務能夠全天候運作。一旦發生系統停機,後果往往難以預料。這些後果可能包括工作流程中斷、關鍵資料與潛在收益的損失、企業聲譽受損,以及客戶流失至競爭對手等。
保護 Microsoft Hyper-V 虛擬環境的最佳方式,是消除系統內的單點故障。 此過程涉及新增冗餘的硬體或軟體元件,以便在發生故障時,能防止整個系統完全無法運作。例如,當 Hyper-V 主機發生故障時,其上運行的所有虛擬機器也會隨之故障,導致整個虛擬基礎架構癱瘓。
微軟推出了 Hyper-V 高可用性 (HA) 功能,以確保業務運作的高可用性,並提升整體基礎架構的韌性。
Hyper-V 高可用性運作原理
Microsoft Hyper-V 透過 Hyper-V 故障移轉叢集來實現高可用性。故障移轉叢集是指將多台獨立電腦(稱為節點)組合成單一群組的過程,藉此為應用程式和服務提供高度的可用性與可擴展性。叢集伺服器可透過實體纜線或軟體進行連接。若其中一台叢集伺服器發生故障,其他節點即可承接其工作負載並執行所需服務。 此過程稱為故障移轉,這使您能夠快速恢復關鍵作業、減少系統停機時間,並確保即使在災難發生時也能維持業務連續性。
為了驗證 Hyper-V 故障移轉叢集的狀態,每個叢集節點每秒會傳送一次心跳訊號。如果系統在特定時間內未收到來自特定節點的心跳訊號,則會假設該節點已發生故障。在此情況下,另一個節點將承接故障節點的工作負載,關鍵程序應能成功恢復。
確保 Hyper-V 高可用性的方法之一,是將客體叢集節點部署在不同的實體伺服器上。因此,若某個實體主機及其客體叢集節點同時發生故障,另一個客體叢集節點會自動偵測到系統故障,並開始執行原先在故障節點上運行的叢集角色。
此外,啟用 Hyper-V 高可用性後,您可以在不中斷應用程式運作的情況下,將叢集角色從一個節點移轉至另一個節點。 透過這種方式,您可以輕鬆地對特定虛擬機器進行設定、疑難排解、更新或重新啟動。
Hyper-V 高可用性需求
在啟用 Hyper-V 高可用性並開始享受其優勢之前,您需要確認您的硬體和軟體設定是否與故障移轉叢集技術相容。
Hyper-V 故障移轉叢集的系統需求包括:
- 至少兩個叢集節點,其中一個用於執行生產環境工作負載,另一個則用於故障移轉。
- 支援硬體輔助虛擬化及基於硬體的資料執行防護 (DEP) 的 CPU。建議您使用同屬一個 CPU 系列的處理器,以將叢集故障的風險降至最低,並優化虛擬機器遷移流程。
- 叢集節點應透過多個網路相互連接,以避免單點故障。此外,您也可以使用單一網路來連接叢集節點,該網路由多個網路介面卡、交換器和路由器組成。如此一來,即可確保基礎架構中的網路冗餘。
- 共用儲存裝置,所有叢集節點皆可透過 iSCSI、光纖通道或 SMB 3.0 協定存取。如此一來,多個叢集節點即可同時存取同一個 LUN,並在不造成中斷的情況下執行讀寫操作。
- 叢集節點應屬於同一個 Active Directory 網域,這有助於確保叢集的韌性,並支援更多部署情境。
- 叢集節點應執行 Hyper-V Server 或已啟用 Hyper-V 角色的 Windows Server。
您必須在欲納入叢集的每台伺服器上具備本地系統管理員權限,因為只有系統管理員才能對故障移轉叢集進行設定變更。
在 Hyper-V 主機上啟用故障移轉叢集角色
確認所有需求無誤後,您可以透過以下步驟在 Hyper-V 主機上啟用"故障移轉叢集"角色:
- 開啟"伺服器管理員",然後選取
Add roles and features.
- 點擊
Role-based or feature-based installation. - 請選擇要安裝"故障移轉叢集"角色的伺服器或虛擬硬碟。
- 在
Features區段,請選擇Failover Clustering.
- 在
Confirmation區段,點擊Install安裝程序將自動開始。 - 在
Results在該區段中,您可以查看進度,並確認所需組件已安裝完畢。
安裝完成後,您即可使用"故障移轉叢集"特點。使用 故障移轉叢集管理員,您現在可以建立故障移轉叢集、驗證硬體相容性,以及設定現有的故障移轉叢集。
若要啟動 故障移轉叢集管理員, 開啟 Server Manager, 選擇 Tools,然後點擊 Failover Cluster Manager. 視窗應顯示如下:
您需要進行設定 共用儲存與網路 使用 Hyper-V 高可用性叢集。
註: 使用方法 故障移轉叢集管理員, 您應先驗證硬體配置,之後才能開始建立故障移轉叢集,以啟用 Hyper-V 高可用性。
若要驗證一組未叢集化的伺服器,您需要知道這些伺服器的名稱。另一方面,若要驗證現有的故障移轉叢集,您應知道該叢集的名稱或其中一個節點的名稱。
如需更詳盡的操作指南, 下載我們關於 Hyper-V 故障移轉叢集的白皮書,內容涵蓋 Hyper-V 故障移轉叢集的運作原理、Hyper-V 故障移轉叢集的使用情境,以及在 Microsoft Hyper-V 環境中成功部署故障移轉叢集的詳細操作指南。
如何建立高可用性的 Hyper-V 虛擬機器
若要在故障移轉叢集中為 Hyper-V 虛擬機器建立高可用性,您首先需要建立並設定 Hyper-V 故障移轉叢集,並在 故障移轉叢集管理員。 完成上述步驟後,您的系統即可啟用 Hyper-V 高可用性。
若要讓 Hyper-V 虛擬機器具備高可用性,請執行以下操作:
- 開啟 故障移轉叢集管理員,然後在左側窗格中,按右鍵
Roles, 選擇Virtual Machines,然後前往New Virtual Machine.
- 該 新的虛擬機器 視窗隨即開啟,您可選取虛擬機器將執行的目標叢集節點。
- "新增虛擬機器精靈"隨即開啟。請閱讀其中的資訊
Before You Begin章節。 - 在
Specify Name and Location在該區段中,輸入新虛擬機器的名稱,並選擇用於儲存該虛擬機器的資料夾。
- 在
Specify Generation在該區段中,選擇新虛擬機器的世代。 - 在
Assign Memory在該區段中,請指定新虛擬機器可使用的啟動記憶體容量。此外,您也可以為此虛擬機器啟用動態記憶體功能。 - 在
Configure Networking在該區段中,選取網路介面卡可使用的虛擬交換器。 - 在
Connect Virtual Hard Disk在該區段中,請指定虛擬機器應儲存於哪個虛擬硬碟。在此,您可以建立虛擬硬碟、使用現有的虛擬硬碟,或稍後再掛載虛擬硬碟。 - 在
Installation Options在該區段中,請選擇您希望如何將作業系統安裝至此虛擬機器。 - 在
Summary區段中,閱讀新虛擬機器的說明,然後點擊Finish以建立新的高可用性虛擬機器。
完成這些設定後,您將擁有一個高可用性的 Hyper-V 虛擬機器,若其原始 Hyper-V 主機發生故障,可輕鬆將其故障轉移(即時遷移)至另一台主機。
如何讓現有的 Hyper-V 虛擬機器具備高可用性
只要現有的 Hyper-V 虛擬機器已連接到共用儲存裝置,您即可為其設定高可用性。操作步驟如下:
- 開啟 故障移轉叢集管理員,然後在左側窗格中,按右鍵
Roles並選擇Configure Role.
- 該 高可用性精靈 開啟。閱讀其中的資訊
Before You Begin螢幕。 - 在
Select Role區段,點擊Virtual Machine為特定虛擬機器啟用 Hyper-V 高可用性。
- 在
Select Virtual Machine在該區段中,選擇您希望設定高可用性的虛擬機器。 - 在
Confirmation在該區段中,請確認您要為此特定虛擬機器啟用 Hyper-V 高可用性。 - 在
Configure High Availability在該區段中,您可以查看 Hyper-V 高可用性設定的進度。 - 在
Summary section,您可以查看此操作的結果,並確認已為選定的 Hyper-V 虛擬機器設定高可用性。請按一下Finish.
完成此設定程序後,您的虛擬機器將具備容錯能力,因此您的虛擬環境中已啟用 Hyper-V 高可用性。若基礎架構中的伺服器或元件發生故障,Hyper-V 高可用性可協助您快速恢復系統,從而減少停機時間並降低對生產力的影響。
結論
透過確保冗餘與容錯能力,即可實現高可用性。然而,僅靠 Hyper-V 高可用性功能並無法保證持續的資料保護與不中斷的業務運作。為此,您需要採用一套可靠的資料保護解決方案,該方案不僅能輕鬆備份關鍵資料與應用程式,更能協助您在系統發生故障時,迅速恢復整個虛擬基礎架構。
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