Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2

Все это способно серьезно охладить энтузиазм по поводу преимуществ виртуализации, но выход есть и заключается он в создании кластера высокой доступности. Мы уже упоминали о том, что термин "отказоустойчивый" не совсем корректен и поэтому сегодня все чаще используется другая характеристика, более точно отражающая положение дел - "высокодоступный".

Для создания полноценной отказоустойчивой системы требуется исключить любые точки отказа, что в большинстве случаев требует серьезных финансовых вложений. В тоже время большинство ситуаций допускает наличие некоторых точек отказа, если устранение последствий их отказа обойдется дешевле, чем вложение в инфраструктуру. Например, можно отказаться от недешевого отказоустойчивого хранилища в пользу двух недорогих серверов с достаточным числом корзин, один из которых настроен на холодный резерв, в случае отказа первого сервера просто переставляем диски и включаем второй.

В данном материале мы будем рассматривать наиболее простую конфигурацию отказоустойчивого кластера, состоящего из двух узлов (нод) SRV12R2-NODE1 и SRV12R2-NODE2, каждый из которых работает под управлением Windows Server 2012 R2. Обязательным условием для этих серверов является применение процессоров одного производителя, только Intel или только AMD, в противном случае миграция виртуальных машин между узлами будет невозможна. Каждый узел должен быть подключен к двум сетям: сети предприятия LAN и сети хранения данных SAN.

Вторым обязательным условием для создания кластера является наличие развернутой Active Directory, в нашей схеме она представлена контроллером домена SRV12R2-DC1.

Хранилище выполнено по технологии iSCSI и может быть реализовано на любой подходящей платформе, в данном случае это еще один сервер на Windows Server 2012 R2 - SRV12R2-STOR. Сервер хранилища может быть подключен к сети предприятия и являться членом домена, но это необязательное условие. Пропускная способность сети хранения данных должна быть не ниже 1 Гбит/с.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-01

Будем считать, что на оба узла уже установлена операционная система, они введены в домен и сетевые подключения настроены. Откроем Мастер добавления ролей и компонентов и добавим роль Hyper-V

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-02

Следующим шагом добавим компоненту Отказоустойчивая кластеризация.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-03

На странице настройки виртуальных коммутаторов выбираем тот сетевой адаптер, который подключен к сети предприятия.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-04

Миграцию виртуальных машин оставляем выключенной.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-05

Остальные параметры оставляем без изменения. Установка роли Hyper-V потребует перезагрузку, после чего аналогичным образом настраиваем второй узел.

Затем перейдем к серверу хранилища, как настроить iSCSI-хранилище на базе Windows Server 2012 мы рассказывали в данной статье, но это непринципиально, вы можете использовать любой сервер цели iSCSI. Для нормальной работы кластера нам потребуется создать минимум два виртуальных диска: диск свидетеля кворума и диск для хранения виртуальных машин. Диск-свидетель - это служебный ресурс кластера, в рамках данной статьи мы не будем касаться его роли и механизма работы, для него достаточно выделить минимальный размер, в нашем случае 1ГБ.

Создайте новую цель iSCSI и разрешите доступ к ней двум инициаторам, в качестве которых будут выступать узлы кластера.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-06

И сопоставьте данной цели созданные виртуальные диски.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-07

Настроив хранилище, вернемся на один из узлов и подключим диски из хранилища. Помните, что если сервер хранилища подключен также к локальной сети, то при подключении к цели iSCSI укажите для доступа сеть хранения данных.

Подключенные диски инициализируем и форматируем.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-08

Затем переходим на второй узел и также подключаем диски, форматировать их уже не надо, просто присваиваем им такие же самые буквы и метки тома. Это необязательно, но желательно сделать в целях единообразия настроек, когда одинаковые диски на всех узлах имеют одни и те-же обозначения запутаться и сделать ошибку гораздо труднее.

После чего откроем Диспетчер Hyper-V и перейдем к настройке виртуальных коммутаторов. Их название на обоих узлах должно полностью совпадать.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-09

Теперь у нас все готово к созданию кластера. Запустим оснастку Диспетчер отказоустойчивых кластеров и выберем действие Проверить конфигурацию.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-10

В настройках мастера добавим настроенные нами узлы и выберем выполнение всех тестов.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-11

Проверки занимают ощутимое время, при возникновении каких-либо ошибок их необходимо исправить и повторить проверку.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-12

Если существенных ошибок не обнаружено работа мастера завершится и он предложит вам создать на выбранных узлах кластер.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-13

Однако, если проверка выдала предупреждения, мы советуем изучить отчет и выяснить на что влияет данное предупреждение и что нужно сделать для его устранения. В нашем случае мастер предупреждал нас об отсутствии избыточности в сетевых подключениях кластера, по умолчанию кластер не использует сети iSCSI, что нетрудно исправить позднее.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-14

При создании кластера для него создается виртуальный объект, обладающий сетевым именем и адресом. Укажем их в открывшемся Мастере создания кластеров.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-15

На следующем шаге советуем снять флажок Добавление всех допустимых хранилищ в кластер, так как мастер не всегда правильно назначает роли дискам и все равно придется проверять и, при необходимости исправлять, вручную.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-16

Больше вопросов не последует и мастер сообщит нам, что кластер создан, выдав при этом предупреждение об отсутствии диска-свидетеля.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-17

Закроем мастер и развернем дерево слева до уровня Хранилище - Диски, в доступных действиях справа выберем Добавить диск и укажем подключаемые диски в открывшемся окне, в нашем случае их два.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-18

Затем щелкнем правой кнопкой мыши на объекте кластера в дереве слева и выберем Дополнительные действия - Настроить параметры кворума в кластере.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-19

Далее последовательно выбираем: Выбрать свидетель кворума - Настроить диск-свидетель и указываем созданный для этих целей диск.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-20

Теперь настроим диск хранилища, с ним все гораздо проще, просто щелкаем на диске правой кнопкой и указываем: Добавить в общие хранилища кластера.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-21

Для того, чтобы диск мог использоваться сразу несколькими участниками кластера на нем создается CSVFS - реализуемая поверх NTFS кластерная файловая система, впервые появившаяся в Windows Server 2008 R2 и позволяющая использовать такие функции как Динамическая (Живая) миграция, т.е. передачу виртуальной машины между узлами кластера без остановки ее работы.

Общие хранилища становятся доступны на всех узлах кластера в расположенииC:\ClusterStorage\VolumeN. Обратите внимание, что это не просто папки на системном диске, а точки монтирования общих томов кластера.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-22

Закончив с дисками, перейдем к настройкам сети, для этого перейдем в раздел Сети. Для сети, которая подключена к сети предприятия указываем Разрешить кластеру использовать эту сеть и Разрешить клиентам подключаться через эту сеть. Для сети хранения данных просто оставим Разрешить кластеру использовать эту сеть, таким образом обеспечив необходимую избыточность сетевых соединений.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-23

На этом настройка кластера закончена. Для работы с кластеризованными виртуальными машинами следует использовать Диспетчер отказоустойчивости кластеров, а не Диспетчер Hyper-V, который предназначен для управления виртуалками расположенными локально.

Чтобы создать виртуальную машину перейдите в раздел Роли в меню правой кнопки мыши выберите Виртуальные машины - Создать виртуальную машину, это же можно сделать и через панель Действия справа.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-24

Прежде всего выберите узел, на котором будет создана виртуальная машина. Каждая виртуалка работает на определенном узле кластера, мигрируя на другие узлы при остановке или отказе своей ноды.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-25

После выбора узла откроется стандартный Мастер создания виртуальной машины, работа с ним не представляет сложности, поэтому остановимся только на значимых моментах. В качестве расположения виртуальной машины обязательно укажите один из общих томов кластера C:\ClusterStorage\VolumeN.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-26

Здесь же должен располагаться и виртуальный жесткий диск, вы также можете использовать уже существующие виртуальные жесткие диски, предварительно скопировав их в общее хранилище.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-27

После создания виртуальной машины перейдите в ее Параметры и в пункте Процессоры - Совместимость установите флажок Выполнить перенос на физический компьютер с другой версией процессора, это позволит выполнять миграцию между узлами с разными моделями процессоров одного производителя. Миграция с Intel на AMD или наоборот невозможна.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-28

Затем перейдите в Сетевой адаптер - Аппаратное ускорение и убедитесь, что выбранные опции поддерживаются сетевыми картами всех узлов кластера или отключите их.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-29

Не забудьте настроить автоматические действия при запуске и завершении работы узла, при большом количестве виртуальных машин не забывайте устанавливать задержку запуска, чтобы избежать чрезмерной нагрузки на систему.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-30

Закончив с Параметрами перейдите в Свойства виртуальной машины и укажите предпочтительные узлы владельцев данной роли в порядке убывания и приоритет, машины имеющие более высокий приоритет мигрируют первыми.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-31

На закладке Обработка отказа задайте количество допустимых отказов для виртуальной машины за единицу времени, помните, что отказом считается не только отказ узла, но и потеря пульса виртуальной машины, например, ее зависание. На время настройки и тестов есть смысл указать значения побольше.

Также настройте Восстановление размещения, эта опция позволяет передавать виртуальные машины обратно наиболее предпочтительному владельцу при восстановлении его нормальной работы. Чтобы избежать чрезмерных нагрузок воспользуйтесь опцией задержки восстановления.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-32

На этом настройка виртуальной машины закончена, можем запускать и работать с ней.

Теперь самое время проверить миграцию, для этого щелкните на машине правой кнопкой мыши и выберите Переместить - Динамическая миграция - Выбрать узел. Виртуалка должна переместиться на выбранную ноду не завершая работы.

Каким образом происходит миграция в рабочей обстановке? Допустим нам надо выключить или перезагрузить первый узел, на котором в данный момент выполняется виртуальная машина. Получив команду на завершение работы узел инициирует передачу виртуальных машин:

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-33

Завершение работы приостанавливается до тех пор, пока не будут переданы все виртуальные машины.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-34

Когда работа узла будет восстановлена, кластер, если включено восстановление размещения, инициирует обратный процесс, передавая виртуальную машину назад предпочтительному владельцу.

Как настроить отказоустойчивый кластер Hyper-V в Windows Server 2012 R2-35

Что произойдет если узел, на котором размещены виртуальные машины аварийно выключится или перезагрузится? Все виртуалки также аварийно завершат свою работу, но тут-же будут перезапущены на исправных узлах согласно списка предпочтительных владельцев.

Как мы уже говорили, прижившийся в отечественной технической литературе термин "отказоустойчивый" неверен и более правильно его было бы переводить как "с обработкой отказа", либо использовать понятие "высокая доступность", которое отражает положение дел наиболее верно.

Кластер Hyper-V не обеспечивает отказоустойчивости виртуальным машинам, отказ узла приводит к отказу всех размещенных на нем машин, но он позволяет обеспечить вашим службам высокую доступность, автоматически восстанавливая их работу и обеспечивая минимально возможное время простоя. Также он позволяет значительно облегчить администрирование виртуальной инфраструктуры позволяя перемещать виртуальные машины между узлами без прерывания их работы.

Материал сайта pyatilistnik.org