Поделиться через

Общие сведения о томах кластера

Общий том кластера (CSV) позволяет нескольким узлам в отказоустойчивом кластере Windows Server или локальном Azure одновременно иметь доступ на чтение и запись к одному и тому ЖЕ LUN (диску), подготовленному в качестве тома NTFS. Диск можно подготовить как отказоустойчивую файловую систему (ReFS); Однако диск CSV помещается в перенаправленный режим, то есть доступ на запись отправляется на узел координатора. С помощью csvs кластеризованные роли могут быстро выполнять отработку отказа от одного узла к другому узлу, не требуя изменения владельца диска или отключения и повторного подключения тома. CsVs также помогает упростить управление потенциально большим количеством LUN в отказоустойчивом кластере.

CSV предлагает кластеризованную файловую систему, которая работает поверх NTFS или ReFS. Типичные варианты использования для CSV-файла:

  • Кластеризованные файлы виртуального жесткого диска (VHD/VHDX) для кластеризованной Hyper-V виртуальной машины.

  • масштабируемые общие папки для хранения данных приложений, предназначенные для кластерной роли масштабируемого файлового сервера. Примеры данных приложения для этой роли включают Hyper-V файлы виртуальных машин и данные Microsoft SQL Server. ReFS не поддерживается для Scale-Out файлового сервера в Windows Server 2012 R2 и предыдущих выпусках. Дополнительные сведения о файловом сервере Scale-Out см. в разделе Scale-Out файловый сервер для данных приложения.

  • Экземпляр отказоустойчивого кластера Microsoft SQL Server 2014 (или более новой версии). CsVs не поддерживает кластеризованную рабочую нагрузку Microsoft SQL Server в SQL Server 2012 и более ранних версиях SQL Server.

  • Windows Server 2019 или более поздней версии Microsoft Distributed Transaction Control (MSDTC).

В более поздних выпусках Windows Server расширена функция CSV. Например, были удалены зависимости доменных служб Active Directory (AD DS). Добавлена поддержка функциональных улучшений для chkdsk взаимодействия с антивирусными и резервными приложениями, а также для интеграции с общими функциями хранения, такими как тома с шифрованием BitLocker и дисковых пространств. Общие сведения о функциях CSV, представленных в Windows Server 2012, см. в статье "Новые возможности отказоустойчивой кластеризации" в Windows Server 2012.

Windows Server 2012 R2 представила дополнительные функциональные возможности, такие как:

  • Распределенное владение CSV с улучшенной диагностикой

  • Повышение устойчивости благодаря доступности службы сервера

  • Большую гибкость в объеме физической памяти, которую можно выделить для кэша CSV

  • Улучшенная совместимость, которая включает поддержку ReFS и дедупликации.

Сведения об использовании дедупликации данных в сценариях CVS для сценариев инфраструктуры виртуальных рабочих столов (VDI) см. в блогах о развертывании дедупликации данных для хранилища VDI в Windows Server 2012 R2 и расширении дедупликации данных на новые рабочие нагрузки в Windows Server 2012 R2.

Требования и рекомендации по использованию CSV в отказоустойчивом кластере

Прежде чем использовать CSV-файл в отказоустойчивом кластере, просмотрите сетевые, хранилища и другие требования и рекомендации в следующих разделах. Дополнительные сведения о сетевых адаптерах и параметрах хранилища см. в разделе "Требования к оборудованию отказоустойчивой кластеризации" и "Параметры хранилища".

Требования к узлам

  • Буква диска системы: на всех узлах буква диска для системного диска должна совпадать.

  • Протокол проверки подлинности: протокол NTLM должен быть включен на всех узлах. Эта функция включена по умолчанию. Начиная с Windows Server 2019 и Azure Local, зависимости NTLM были удалены при использовании сертификатов для проверки подлинности.

Требования к конфигурации хранилища и дисков

  • Формат файловой системы

    В Windows Server 2012 диск или дисковое пространство для CSV-файла должно быть базовым диском, секционированием с помощью NTFS. В Windows Server 2012 R2 диск или дисковое пространство для CSV-файла должно быть базовым диском, секционированием с помощью NTFS или ReFS. В Windows Server 2016 и более поздних версиях, а также локальный диск Azure, диск или дисковое пространство для CSV-файла должно быть базовым диском или диском таблицы разделов GUID (GPT), секционированных с NTFS или ReFS. Рекомендуется также ознакомиться с рекомендациями, предоставляемыми поставщиком хранилища.

    • В Windows Server 2012 нельзя использовать диск в формате CSV, отформатированный как FAT, FAT32 или ReFS.

    • В Windows Server 2012 R2 и более поздних версиях диск нельзя использовать как CSV-файл, отформатированный как FAT или FAT32.

    • CSV-файл нельзя использовать в качестве диска-свидетеля кворума. Дополнительные сведения о кворуме кластера см. в разделе "Общие сведения о кворуме в локальных дисковых пространствах".

    • После добавления диска в виде CSV-файла он обозначается в формате CSV-файловой системы (CSVFS). Это позволяет кластеру и другому программному обеспечению отличать хранилище CSV от других хранилищ NTFS и ReFS. Как правило, CSVFS поддерживает те же функции, что и NTFS и ReFS. Однако некоторые функции не поддерживаются. Например, в Windows Server 2012 R2 невозможно включить сжатие в CSV-файле. В Windows Server 2012 невозможно включить дедупликацию данных или сжатие в CSV-файле.

  • Тип ресурса в кластере

    CSV-файл должен использоваться в качестве типа ресурса физического диска. По умолчанию диск или хранилище, добавляемое в хранилище кластера, автоматически настраивается таким образом.

  • Выбор CSV-дисков или других дисков в хранилище кластера

    При выборе одного или нескольких дисков для кластеризованной виртуальной машины рассмотрите способ использования каждого диска. Если диск используется для хранения файлов, созданных Hyper-V, таких как VHD/VHDX-файлы или файлы конфигурации, можно выбрать из CSV-дисков или других доступных дисков в хранилище кластера. Если диск является физическим диском, который напрямую подключен к виртуальной машине (также называемый сквозным диском), вы не можете выбрать CSV-диск и выбрать из других доступных дисков в хранилище кластера.

  • Имя пути для идентификации дисков

    Для доступа к дискам в CSVs используется путь, который отображается в виде нумерованного тома в папке \ClusterStorage на системном диске. Этот путь согласован во всех узлах кластера. При необходимости можно переименовать эти тома, но это лучше всего сделать перед установкой виртуальных машин или приложений, таких как SQL Server. Переименование невозможно, если открытые дескрипторы, например, когда виртуальная машина запущена или находится в сохраненном состоянии.

Организация LUN, томов и файлов VHD

Чтобы лучше всего использовать CSV-файл для предоставления хранилища кластеризованных виртуальных машин, рекомендуется ознакомиться с способом упорядочивания LUN (дисков) при настройке физических серверов. При настройке соответствующих виртуальных машин попробуйте упорядочить VHD-файлы аналогичным образом.

Рекомендуем организовать диски и файлы на физическом сервере следующим образом:

  • Системные файлы, включая файл подкачки, находятся на одном физическом диске.

  • файлы данных на другом физическом диске.

Для эквивалентной кластерной виртуальной машины следует упорядочить тома и файлы таким же образом:

  • системные файлы, включая файл подкачки, в файле VHD на одном CSV;

  • файлы данных в файле VHD на другом томе CSV.

Если вы добавите другую виртуальную машину, где это возможно, следует сохранить одинаковое расположение для виртуальных жестких дисков на этой виртуальной машине.

Число и размер LUN и томов

При планировании конфигурации хранилища для отказоустойчивого кластера, использующего CSVs, рассмотрите следующие рекомендации:

  • Чтобы решить, сколько LUN следует настроить, проконсультируйтесь с изготовителем системы хранения. Например, поставщик хранилища может рекомендовать настроить каждый LUN с одной секцией и поместить в него один CSV-файл.

  • Создайте по крайней мере один CSV-файл на узел.

  • Нет ограничений на количество виртуальных машин, которые могут поддерживаться в одном CSV-файле. Однако следует учитывать количество виртуальных машин, которые планируется использовать в кластере и рабочей нагрузке (операции ввода-вывода в секунду) для каждой виртуальной машины. Рассмотрим пример.

    • Одна организация развертывает виртуальные машины, поддерживающие инфраструктуру виртуальных рабочих столов (VDI), которая является относительно легкой рабочей нагрузкой. В кластере используется высокопроизводительное хранилище. Администратор кластера после консультации с поставщиком хранилища решает разместить относительно большое количество виртуальных машин на CSV.

    • Другая организация развертывает большое количество виртуальных машин, поддерживающих активно используемое приложение базы данных, которое является более тяжелой рабочей нагрузкой. В кластере используется хранилище с низкой производительностью. Администратор кластера после консультации с поставщиком хранилища решает разместить относительно небольшое количество виртуальных машин на CSV.

  • При планировании конфигурации хранилища для конкретной виртуальной машины учитывайте требования к диску службы, приложения или роли, которую поддерживает виртуальная машина. Понимание этих требований помогает избежать конфликтов на диске, которые могут привести к низкой производительности. Конфигурация хранилища для виртуальной машины должна точно совпадать с конфигурацией хранилища, используемой для физического сервера, выполняющего ту же службу, приложение или роль. Вы также можете минимизировать состязание за диски, используя хранилище с большим числом независимых физических жестких дисков. Подберите соответствующее оборудование для системы хранения и проконсультируйтесь с его изготовителем, чтобы оптимизировать производительность хранилища.

  • В зависимости от рабочих нагрузок кластера и их потребности в операциях ввода-вывода можно настроить только процент виртуальных машин для доступа к каждой LUN, а другие виртуальные машины не имеют подключения и вместо этого предназначены для операций вычислений.

Рекомендации по настройке сети

При настройке сетей, поддерживающих csvs, следует учитывать следующее.

  • Несколько сетей и несколько сетевых адаптеров

    Чтобы включить отказоустойчивость при возникновении сбоя сети, рекомендуется, чтобы несколько кластерных сетей носили трафик CSV или настраивали сетевые адаптеры с командой. Если узлы кластера подключены к сетям, которые не должны использоваться кластером, их следует отключить. Например, мы рекомендуем отключить сети iSCSI для кластера, чтобы предотвратить передачу трафика CSV по ним. Чтобы отключить сеть, в диспетчере отказоустойчивости кластеров выберите "Сети", выберите сеть, выберите действие "Свойства ", а затем выберите "Не разрешать сетевое взаимодействие кластера" в этой сети. Кроме того, можно настроить свойство Role сети с помощью командлета Get-ClusterNetwork .

  • Свойства сетевого адаптера

    Убедитесь в том, что в свойствах всех адаптеров, через которые происходит обмен данными внутри кластера, включены указанные ниже параметры.

    • Клиент для Microsoft Networks и Общий доступ к файлам и принтерам для Microsoft Networks. Эти параметры поддерживают протокол SMB 3.0, который используется по умолчанию для передачи трафика CSV между узлами. Чтобы включить SMB, убедитесь, что служба сервера и служба рабочей станции запущены и настроены для автоматического запуска на каждом узле кластера.

      Примечание.

      В Windows Server 2012 R2 и более поздних версиях на узел отказоустойчивого кластера существует несколько экземпляров службы сервера. Существует экземпляр по умолчанию, который обрабатывает входящий трафик от клиентов SMB, обращаюющихся к обычным общим папкам, и второй экземпляр CSV, который обрабатывает только трафик CSV между узлами. Кроме того, если служба сервера на узле утрачивает работоспособность, владение CSV автоматически передается другому узлу.

      Протокол SMB 3.0 включает в себя функции SMB Multichannel и SMB Direct, которые обеспечивают потоковую передачу трафика CSV через несколько сетей в кластере и использование сетевых адаптеров, поддерживающих удаленный доступ к памяти (RDMA). По умолчанию для трафика CSV используется функция SMB Multichannel. Дополнительные сведения см. в разделе "Общие сведения о блоке сообщений сервера".

    • Фильтр производительности виртуального адаптера виртуального адаптера отказоустойчивого кластера Майкрософт

      Этот параметр улучшает возможности узлов для перенаправления операций ввода-вывода при необходимости для доступа к CSVs. Такая ситуация возникает, например, когда сбой подключения не позволяет узлу напрямую подключаться к CSV-диску. Фильтр производительности виртуального адаптера NetFT отключен по умолчанию во всех версиях, кроме Windows Server 2012 R2. Он остается отключенным, так как он может вызвать проблемы в кластерах Hyper-V с гостевым кластером, работающим на виртуальных машинах, размещенных на них. Существуют экземпляры, в которых фильтр производительности виртуального адаптера NetFT на узле ошибочно направляет трафик NetFT, предназначенный для гостевой виртуальной машины на узел. Это может привести к проблемам с взаимодействием с гостевым кластером на виртуальной машине. Однако при развертывании любой рабочей нагрузки , отличной от Hyper-V с гостевыми кластерами, включение фильтра производительности виртуального адаптера NetFT может оптимизировать и повысить производительность кластера.

  • Приоритет сети кластера

    Рекомендуется не изменять настроенные кластером настройки для сетей.

  • Конфигурация IP-подсети

    Для узлов в сети, использующего CSVs, не требуется определенная конфигурация подсети. CsVs может поддерживать растянутые кластеры с несколькими подсетями.

  • Качество обслуживания на основе политик (QoS)

    Рекомендуется настроить политику приоритета качества обслуживания и минимальную политику пропускной способности для сетевого трафика к каждому узлу при использовании CSV-файла. Дополнительные сведения см. в разделе "Качество обслуживания" (QoS).

  • Сеть хранения

    В отношении сетевых хранилищ следует выполнять рекомендации изготовителей оборудования.

Синхронизация ввода-вывода и перенаправление ввода-вывода в контексте взаимодействия с CSV

  • Синхронизация ввода-вывода

    CsVs позволяет нескольким узлам иметь одновременный доступ на чтение и запись в одно и то же общее хранилище. Когда узел выполняет входные и выходные данные диска (ввода-вывода) в CSV-файле, узел взаимодействует напрямую с хранилищем, например через сеть хранения (SAN). Однако в любой момент один узел (называемый узлом координатора) владеет ресурсом физического диска, связанного с LUN. Узел координатора для CSV-файла отображается в диспетчере отказоустойчивости кластеров в качестве узла владельца на дисках. Он также отображается в выходных данных командлета Get-ClusterSharedVolume .

    Примечание.

    Начиная с Windows Server 2012 R2, права владения CSV равномерно распределяются по узлам отказоустойчивого кластера на основе количества csvs, принадлежащих каждому узлу. Кроме того, владение автоматически сбалансируется при наличии таких условий, как отработка отказа CSV, повторное присоединение узла к кластеру, добавление нового узла в кластер, перезапуск узла кластера или запуск отказоустойчивого кластера после его завершения.

    Если некоторые небольшие изменения происходят в файловой системе в CSV-файле, эти метаданные должны быть синхронизированы на каждом из физических узлов, которые обращаются к LUN, а не только на одном узле координатора. Например, при запуске, создании или удалении виртуальной машины в CSV-файле или при переносе виртуальной машины эти сведения необходимо синхронизировать на каждом из физических узлов, обращаюющихся к виртуальной машине. Эти операции обновления метаданных производятся параллельно через сети кластера по протоколу SMB 3.0. Эти операции не требуют взаимодействия всех физических узлов с общим хранилищем.

  • Перенаправление ввода-вывода

    Сбои подключения к хранилищу и определенные операции хранения могут препятствовать обмену данными с данным узлом напрямую с хранилищем. Чтобы поддерживать функцию, пока узел не взаимодействует с хранилищем, узел перенаправляет диск ввода-вывода через сеть кластера на узел координатора, где диск подключен. Если текущий узел-координатор испытывает проблемы с подключением к хранилищу, все дисковые операции ввода-вывода временно помещаются в очередь, а узлом-координатором становится другой узел. При планировании сетей кластера следует учесть возможное увеличение сетевого трафика на узел-координатор при перенаправлении ввода-вывода. Из-за интеграции CSV с функциями SMB 3.0, такими как SMB Multichannel и SMB Direct, перенаправленный трафик ввода-вывода может передаваться в нескольких сетях кластера.

    Внимание

    Предварительно отформатированные csvs с помощью ReFS, которые используются на основе сетей SAN, не будут использовать прямые ввода-вывода независимо от всех других требований к выполнению прямых операций ввода-вывода. Если вы планируете использовать CSV-файл в соединении с подключенными дисками SAN (FrontEnd), отформатируйте диски с NTFS перед их преобразованием в CSV-файл, чтобы использовать преимущества производительности Direct I/O.

Сервер использует один из указанных ниже режимов перенаправления ввода-вывода в зависимости от ситуации.

  • Перенаправление файловой системы: перенаправление — на том. Например, когда моментальные снимки CSV принимаются приложением резервного копирования, когда CSV-файл помещается в режим перенаправленного ввода-вывода вручную.

  • Блокировка перенаправления: перенаправление находится на уровне блока файлов. Например, при потере подключения хранилища к тому. Блокировка перенаправления выполняется быстрее, чем перенаправление файловой системы.

В Windows Server 2012 R2 и более поздних версиях можно просмотреть состояние CSV на каждом узле. Например, можно увидеть, является ли ввод-вывод прямым, перенаправленным или недоступен ли CSV-файл. Если csv-файл находится в режиме перенаправленного ввода-вывода, можно также просмотреть причину. Чтобы просмотреть эти сведения, можно запустить командлет Get-ClusterSharedVolumeState .

См. также