Windows Server 2008 R2 Hyper-V 規劃企業高可用度虛擬化環境馮立偉台灣微軟資深講師

議程大綱 – Part I

Windows Server Failover Cluster了解硬體及軟體需求了解 cluster 基本概念及原理部署 Failover Cluster 部署高可用度應用程式了解其實 clustering 並不難懂跟建置

議程大綱 - Part II

規劃高可用度模式驗證及了解被支援原則了解 Live Migration

部署規劃VM 移轉原則資料中心管理性

快速建置高可用度伺服器環境

規劃Failover Clusterin

g

部署Failover Cluster

管理 Failover Cluster

規劃 Failover ClusteringFailover Cluster: 為何我需要使用 ?

Windows Server Failover Cluster:兩個或多個互相連結的 Server 一起運作提供 “高可用度” (‘High Availability’)高可用度 :高可用度目的 (HA) 是降低系統 , 應用程式 , 服務 , email, 資料庫 , 檔案伺服器 & 印表機伺服器的 “ Down time”

資料毀損 硬體故障 應用程式壞掉

人為造成 系統維護 站台毀損

規劃 Failover Clustering停機 (Downtime) 的原因

規劃 Failover Clustering甚麼是移轉 (Failover) ?

私有網路

公開網路

有東西不正常 !

規劃 Failover Clustering硬體 : 我需要甚麼硬體才能做 HA ?Servers: 2008 R2 Cluster Support 只有兩個基本需求

1. 所有元件都要符合以下規範http://server.windowsmarketplace.com/Server

• Storage (SAN, iSCSI Target)• Network Interface Card (NIC)• Host Bus Adapter (HBA)• * NIC Teaming Software• * MPIO/DSM (Multipathing Software)

2. 必須通過 Cluster 驗證http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc732035.aspx

* Optional. Multi-pathing and NIC teaming software are not required but can enhance fault tolerance.

規劃 Failover Clustering硬體 : 我需要甚麼硬體才能做 HA ?

網路 : 在結點 (node) 間至少要有兩個網路且各自獨立多個網路已增加 redundancyPublic Network *Internal Cluster Network *Hyper-V Live Migration & ManagementiSCSI NetworkVirtual Machine Network

DHCP 或固定 IP AddressesNIC Teaming: 幫助增加備援

* Recommended requirements. Additional networks can enhance high availability and separate network roles

規劃 Failover Clustering硬體 : 我需要甚麼硬體才能做 HA ?

共同儲存裝置 Shared Storage支援的 Shared Storage 種類

iSCSI SASSerial Attached

SCSI

Fiber FCoEFiber Channel over

Ethernet

NEW!

規劃 Failover ClusteringiSCSI Target Software

低成本 , block-level 儲存機制 : 而非昂貴的 SAN提供 shared storage 給 Hyper-V 以啟動 HA 及 live migration 提供 shared storage 給放在 Windows Failover cluster 上執行的應用程式

Microsoft iSCSI Software Target 3.3iSCSI Target Software ( 免費且佛心來的 !)http://www.microsoft.com/downloads/en/details.aspx?FamilyID=45105d7f-8c6c-4666-a305-c8189062a0d0

demo

規劃 Failover Clustering

安裝 iSCSI 3.3

規劃 Failover ClusteringiSCSI Target Software

建立一個磁碟服務 *.vhd

iSCSIInitiator

Software

iSCSI Target

Software

指派裝置給 initiator

OS 偵測到新的本機硬碟

規劃 Failover Clustering軟體 : 我需要甚麼 ?

Windows Server 版本支援 Failover Clustering

Windows Server 2008 & R2 Datacenter (Core or Full)Windows Server 2008 & R2 Enterprise (Core or Full)Microsoft Hyper-V Server 2008 R2 – 免費 (Core)

R2 R2

規劃 Failover ClusteringServer Core ?

支援 HA !移除不需要的服務及程式 :無 Internet Explorer, Windows Media Player, etc. 較小的 “攻擊面積” 及更好的穩定度更少的 Patch較少的元件表示更少掛掉的機會遠端圖形管理介面 : Remote Server Administrator Tools (RSAT)

demo

規劃 Failover Clustering

建立 iSCSI 磁碟建立 iSCSI Target

規劃 Failover Clustering準備網路公開固定或 DHCP

Default gateway私有IPv6 preferred or non routable IPv4無 default gateway跟公開網路分開

Node 1 Private Network

Public Network

Node 2

10.0.0.1 10.0.0.2

192.168.0.1 192.168.0.2

規劃 Failover Clustering準備 Shared Storage1. Online disk2. 初始化選用 MBR or

GPT3. 建立 “ New Simple

Volume”4. NTFS 格式化5. 指派磁碟機代號 ,

mount point, 或不指定

規劃 Failover Clustering

設定 iSCSI Disks

demo

規劃 Failover Clustering整合所有元件

Server

Network Card

NIC Teaming

Host Bus

Adapter

Multipathing

Storage

iSCSI Initiator

NODE2NODE 1

DOMAIN CONTROLLERiSCSI TARGET SERVER

PUBLIC NETWORK

iSCSI DISK1

iSCSI DISK2

iSCSI *.VHD STORAGE

Private Network

規劃 Failover Clustering改善 Single Points of Failure

網路NIC TeamingRedundant Switches儲存裝置Hardware RAIDSwitched FabricMultipathingSAN Replication其他Backup Power SupplyServer Level BackupData Level BackupSAN Replication

Failover Cluster

The stuff on this slide

High Availability

The High Availability Equation

規劃Failover Clusterin

g

部署Failover Cluster

管理 Failover Cluster

部署 Failover Cluster測試 : 如何知道運作正常 ?驗證完整的測試以確保

cluster 功能及相容性提供方法修正問題

驗證不只是確保你可以得到微軟的支援 , 還可以讓你有信心你的 Cluster 可以正確的工作我何時需要做驗證 ?

• 新的 cluster• 硬體改變• 除錯

部署 Failover Cluster

Cluster 驗證demo

部署 Failover Cluster使用者權限建立 cluster 或增加節點

Domain Admin不需要額外權限非 Domain Admin登入的網域帳號需要有所有 Cluster 機器上的本機管理員權限必須要有電腦 OU 上 ‘ Create Computer Objects’ 及 ‘ Read All Properties’ 權限

部署 Failover ClusterActive Directory 帳號

管理者登入然後執行 , cluster 精靈 .

Cluster 使用登入的帳號來建立 Cluster電腦帳號 l

Active Directory

被建立的電腦帳號跟 Cluster 同名 . Cluster Name Object

(CNO)

部署 Failover ClusterActive Directory 帳號

管理者用擁有合適權限的帳號登入 , 然後建立 HA 應用程式 .

Services and Applications 精靈使用 Cluster Name Object 建立另一個帳號

Active Directory

被建立的電腦帳號跟 Cluster 同名 . Cluster Name Object

(CNO)

Clustered service or application 建立的帳號 : Virtual Computer Object

(VCO)

部署 Failover Cluster安裝及設定 Failover Clustering1. 從伺服器管理員加入 Failover

Clustering 功能2. 執行 ‘ Validate Cluster’ 精靈3. 在其中一個節點執行 ‘ Create

Cluster’ 精靈4. 在 Failover Cluster Manager 中使用 ‘ High Availability’ 精靈建立你的 HA App

全部都是使用精靈

demo

部署 Failover Cluster

Create Cluster Wizard

Agenda

規劃Failover Clusterin

g

部署Failover Cluster

管理 Failover Cluster

管理 Failover Cluster支援角色Common

Hyper-VSQL ServerExchangeFile ServerPrint

New for 2008 R2DFS-ReplicationRemote Desktop CB

3rd PartyMany different roles

Other In-box SupportDFS-NamespaceDHCPDTCiSNSMSMQNFSWINS

Generic ContainersGeneric ApplicationGeneric ScriptGeneric ServiceOther Server

管理 Failover Cluster管理方式

Failover Cluster Manager

ScriptingPowerShell

WMI

Remote Server Administration Tools

(RSAT)

System CenterOperations Manager

(SCOM)Virtual Machine

Manager (SCVMM)

Integrated Tool

Experience

管理 Failover ClusterCluster 群組

Failover 最小單位包含 ‘資源’ 來顯示 :Client 端如何連 ?網路名稱及 IP那些是 “ highly available”?服務或是 AP ?資料存在哪 ?實體磁碟分享給所有節點

管理 Failover ClusterGroup Failover

私有網路

公開網路

Failure Detected

!!

IP: 10.0.0.30Network Name:

\\FileServer1Disk X:

Sharename: \Users

\\FileServer1\Users

\\FileServer1\Users

\\FileServer1\Users

管理 Failover Cluster

建立HA File Server測試 HA File Server Failover

demo

管理 Failover Cluster虛擬化虛擬化允許硬體合併 , 服務分離 & 降低成本虛擬機器可以在 cluster 節點中移動Live Migration 做到移轉時沒有 downtime完整的 Hyper-V 及 Failover Clustering 整合支援每個 cluster 1000 個 VMs

That’s Awesome!!

管理 Failover Cluster虛擬化你的 Cluster

NODE2NODE2NODE 1NODE 1

DOMAIN CONTROLLERiSCSI TARGET SERVER

DOMAIN CONTROLLERiSCSI TARGET SERVER

PUBLIC NETWORKPUBLIC NETWORK

iSCSI DISK1

iSCSI DISK2

iSCSI *.VHD STORAGE

Private NetworkPrivate Network

我需要一大堆硬體才能做　ＨＡ ?

節點在不同的實體站台災難復原規劃

管理 Failover Cluster站台容錯

總結Failover Clustering 提供一個已經被驗證多年可以在企業內運作很好的 HA 機制更容易設定 : 已簡化軟硬體需求更容易部署 : 全部精靈化簡易使用的工具及直覺式的操作企業內不再需要專職的 “ The Cluster Guy” 啦 !還在等甚麼 , 趕快享受 Cluster 帶來的好處吧 !

Windows Server 2008 R2 Hyper-V 規劃企業高可用度虛擬化環境

規劃你的高可用度模式

Failover Clustering & Hyper-V HA私有雲的重要基礎VM 行動性提升 VM 可用度硬體健康偵測本機 OS 健康偵測

VM 健康偵測應用程式 / 服務健康偵測全自動恢復部署彈性擁有可以依據規劃跟意外停機的彈性

Host vs. Guest Clustering

Cluster 服務執行在實體本機以及管理 VMsVMs 可在 cluster 節點中移動

Guest Clustering

Cluster 服務在 VM 中執行應用程式跟服務被 VM 中的 Cluster 服務管理應用程式可在 clustered VMs 中移動

SAN

Cluster

Host Clustering

iSCSI

Cluster

Host Clustering 提供甚麼 ?避免 single point of failure :“ 不要把雞蛋放到同一了籃子中”本機掛掉仍可存活

VMs 會從另一節點啟動重新啟動 VM 時掛掉VM OS 在同一節點重新啟動恢復 VM 當機VM OS 在同一節點重新啟動零停機維護及修補Live migrate VMs 到其他節點移動性 & 負載分散Live migrate VMs 到其他 Server 以便分散 Loading

Guest Clustering 提供甚麼 ?

iSCSI

Cluster

• 在 VM 中的應用程式或服務損壞或當掉將自動移到另一個節點的 VM 繼續執行應用程式健康監控

• 因為要維護或是修補 VM 所以應用程式移到另一個 VM 執行應用程式移動性

Guest vs. Host: 健康偵測Fault Host Cluster Guest Cluster

Host Hardware Failure

Parent Partition Failure

VM Failure

Guest OS Failure

Application Failure

Host vs. Guest Clustering 總結Host Clustering

• VM’s 在 server 間移動• 當移動 VM 時無停機時間• 可以跟任何應用程式或是 guest OS 一起運作

Guest Clustering

• Apps 在 VM 間移動• 通常移動 AP 時會有

downtime 發生• 需要 “ cluster aware” 應用程式才行• 需要兩倍的資源 – 每一個 workload 需要兩個

VMs

整合 Host & Guest Clustering 整合兩個世界的彈性跟保護

VM 在實體節點間的高可用度 & 移動性應用程式及服務在 VM 間的高可用度 & 移動性但是 Cluster-on-a-cluster 會提升整個複雜度

CLUSTER CLUSTERiSCSI

Guest Cluster

SAN SAN

合併實體跟虛擬在同一個 Cluster 中混合實體 & 虛擬節點是支援的仍然需要通過 “驗證”需要 iSCSI 儲存裝置情境 : 備援節點是一個在 Farm 裡面的 VM降低實體備援節點數量

iSCSI

規劃 Guest Cluster 中的系統SQL

Host 及 guest clustering 支援 SQL 2005 & 2008支援 guest live & quick migrationSupport policy: http://support.microsoft.com/?id=956893

File Server完整支援Live migration 是一個最好的 File Server 解決方案 : 用來移轉到另一個 File Server 系統而不會中斷 TCP/IP 連驗

ExchangeExchange 2007 SP1, Exchange 2010 HA 支援 guest clustering 不支援混合 Guest & Host Clustering不支援 mobile VMs支援原則 : http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc794548.aspx其他伺服器產品 : http://support.microsoft.com/kb/957006

了解 Live Migration

Live Migration – 啟動移轉Client

accessing VM

VHD

Live Migrate this VM to another physical machine

SAN

IT Admin initiates a Live Migration to move a VM from one host to another

Live Migration – 記憶體複製 : Full Copy

Memory content is

copied to new server

VHD

VM pre-staged

SAN

The first initial copy is of all in memory content

Live Migration -記憶體複製 : Dirty Pages

VHD

Pages are being dirtied

Client continues accessing

VM

SAN

Client continues to access VM, which results in memory being modified

Live Migration -記憶體複製 : 增量

VHD

Smaller set of changes

Recopy of changes

SANHyper-V tracks changed data, and re-copies over incremental changesSubsequent passes get faster as data set is smaller

Live Migration - 最終移轉

VHD

Partition State copied

VM Paused

SAN

Window is very small and within TCP connection timeout

Live Migration – 轉移後 : 清除

VHD

Old VM deleted once migration

is verified successful

Client directed to new host

SAN ARP issued to have routing devices update their tablesSince session state is maintained, no reconnections necessary

部署規劃

Host OS is Free

選擇合適的 Windows Server 授權

Hyper-V Server

Windows Server

Enterprise

Windows Server

Datacenter

Licensed per Server

Licensed per CPU

No guest OS licenses 4 guest OS

licensesUnlimited guest

licenses

全部包含 Hyper-V, 16 node Failover Clustering, 及 CSV

規劃 Server 硬體確保處理器相容性 : Live Migration所有節點處理器需要是同一家廠商產品不能混合 Intel 及 AMD 在同一個 Cluster 上可以用 Virtual Machine Migration Test Wizard 來確認相容性

http://archive.msdn.microsoft.com/VMMTestWizard 可以使用 ‘ Processor Compatibility Mode 確保相容性

規劃網路設定至少兩個網路 :內部 & Live Migration公開 & VM Guest 管理最佳建議公有網路讓 Client 端存取 VMs內部網路用來做 intra-cluster 通訊 & CSVHyper-V: Live MigrationHyper-V: VM Guest 管理儲存裝置 : iSCSI SAN 網路

Guest vs. Host: 儲存設備規劃Storage Host Cluster Guest Cluster

Fibre Channel (FC)

Serial Attached SCSI (SAS)Fibre Channel over Ethernet (FCoE)

iSCSI

3rd party replication can also be used

規劃虛擬機器密度每個 Cluster 支援 1,000 VMs每個節點 384 VM每個節點 512 VP

12:1 virtual processors per logical(# processors) * (# cores) * (# threads per core) * 12 = total每個 Cluster 最多 16 個節點規劃考量 :硬體限制

Hyper-V 限制預留容量

Cluster Shared Volumes (CSV)

允許多個 Server 同時存取一個共同的 NTFS 磁區簡化儲存裝置管理提升敏捷度

SAN

規劃每個 CSV 多少 VM

沒有限制每個 CSV 磁區可以有多少個 VM 儲存裝置效能考量大量 Server 都存取同一個 LUN跟你的 Storage 廠商確認

How many IOPS can your storage array handle?

demo

建立 CSV設定高可用度 VM

VM 移轉規則

Active Directory 規劃所有節點必須是網域成員所有節點必須在同一網域需要一個可寫入的 DC不要虛擬化 “所有” DC

DC 需要用來驗證跟啟動 cluster 服務留至少一個 DC 在實體上

啟動 VMs 到 Preferred Hosts‘Persistent Mode’ 將嘗試把 VMs 移到原先的節點只有當整個 Cluster 都啟動完成後才會生效防止過度超載被移轉的節點 更好的 VM 分佈

CLUSTER

啟動 VM 健康監控啟動 VM 心跳設定需要安裝 Integration Components (ICs)從本機進行 VM OS 心跳偵測

User-Mode HangsSystem Crashes

SAN

動態記憶體需要 Windows Server 2008 R2 Service Pack 1升級 ICS 每個節點可以有更高的 VM 密度記憶體是動態分配給 VMs確保其他節點擁有足夠的記憶體

demo

測試 Live Migration

資料中心管理

SCVMM: 快速儲存裝置移轉移轉 VM 儲存裝置到新的地方降低移轉時的downtime單一按鍵操作

SCVMM: 智慧型配置承載量規劃提升資源運用移轉 VMs 於節點間“幾顆星” 讓你清楚做出決定可調整的判斷邏輯

SCVMM 2012 全新 Cluster 功能可安裝 SCVMM 到 Failover Cluster 上簡化安裝 & 部署

Cluster 設定 / 部署 (Bare Metal)自動維護機制 Cluster patch orchestration動態最佳化在節點間負載平衡 VMs

Power 最佳化關閉節點低使用率節點