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

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Windows Server 2008 R2 Hyper-V 規 劃企業高可用度虛擬化環境 - PowerPoint PPT Presentation


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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.

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Presentation Transcript
part i
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
part ii
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

failover clustering 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”
failover clustering downtime
規劃 Failover Clustering停機 (Downtime) 的原因

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

failover clustering failover
規劃 Failover Clustering甚麼是移轉 (Failover)?

有東西不正常 !

私有網路

公開網路

failover clustering ha
Servers: 2008 R2 Cluster Support 只有兩個基本需求

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)

必須通過Cluster 驗證

http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc732035.aspx

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

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

failover clustering ha1
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 redundancy
      • Public Network *
      • Internal Cluster Network *
      • Hyper-V Live Migration & Management
      • iSCSI Network
      • Virtual Machine Network
    • DHCP 或固定 IP Addresses
    • NIC Teaming: 幫助增加備援

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

failover clustering iscsi target software
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 3.3

iSCSI Target Software (免費且佛心來的 !)

http://www.microsoft.com/downloads/en/details.aspx?FamilyID=45105d7f-8c6c-4666-a305-c8189062a0d0

failover clustering

規劃 Failover Clustering

安裝 iSCSI3.3

demo

failover clustering iscsi target software1
規劃 Failover ClusteringiSCSI Target Software

指派裝置給 initiator

建立一個磁碟服務 *.vhd

iSCSI

Initiator

Software

iSCSI Target Software

OS 偵測到新的本機硬碟

failover clustering1
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

failover clustering server core
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)
failover clustering2

規劃 Failover Clustering

建立iSCSI磁碟

建立 iSCSI Target

demo

failover clustering3
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
failover clustering shared storage
Online disk

初始化選用 MBR or GPT

建立 “New Simple Volume”

NTFS 格式化

指派磁碟機代號, mount point, 或不指定

規劃 Failover Clustering準備Shared Storage
failover clustering4

規劃 Failover Clustering

設定 iSCSI Disks

demo

failover clustering single points of failure
規劃 Failover Clustering改善Single Points of Failure
  • 網路
    • NIC Teaming
    • Redundant Switches
  • 儲存裝置
    • Hardware RAID
    • Switched Fabric
    • Multipathing
    • SAN Replication
  • 其他
    • Backup Power Supply
    • Server Level Backup
    • Data Level Backup
    • SAN Replication

The High Availability Equation

failover cluster
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

部署 Failover Cluster測試: 如何知道運作正常?

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
failover cluster1

部署 Failover Cluster

Cluster 驗證

demo

failover cluster2
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
failover cluster active directory
部署 Failover ClusterActive Directory 帳號

管理者登入然後執行, cluster 精靈.

Active Directory

Cluster 使用登入的帳號來建立 Cluster電腦帳號 l

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

failover cluster active directory1
部署 Failover ClusterActive Directory 帳號

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

管理者用擁有合適權限的帳號登入, 然後建立HA應用程式.

Active Directory

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

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

failover cluster failover clustering
從伺服器管理員加入 Failover Clustering 功能

執行 ‘Validate Cluster’ 精靈

在其中一個節點執行 ‘Create Cluster’ 精靈

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

部署 Failover Cluster安裝及設定 Failover Clustering

全部都是使用精靈

failover cluster3

部署 Failover Cluster

Create Cluster Wizard

demo

failover cluster4
Common

Hyper-V

SQL Server

Exchange

File Server

Print

New for 2008 R2

DFS-Replication

Remote Desktop CB

3rd Party

Many different roles

Other In-box Support

DFS-Namespace

DHCP

DTC

iSNS

MSMQ

NFS

WINS

Generic Containers

Generic Application

Generic Script

Generic Service

Other Server

管理 Failover Cluster支援角色
failover cluster cluster
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
failover cluster group failover
管理 Failover ClusterGroup Failover

Failure Detected!!

私有網路

IP: 10.0.0.30

Network Name: \\FileServer1

Disk X:

Sharename: \Users

公開網路

\\FileServer1\Users

\\FileServer1\Users

\\FileServer1\Users

failover cluster6

管理 Failover Cluster

建立HAFile Server

測試 HA File Server Failover

demo

failover cluster7
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
failover cluster cluster1
That’s Awesome!!

我需要一大堆硬體才能做 HA?

管理 Failover Cluster虛擬化你的Cluster
failover cluster8
管理 Failover Cluster站台容錯
  • 節點在不同的實體站台
  • 災難復原規劃
slide40
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 !
failover clustering hyper v ha
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
Host vs. Guest Clustering

Host Clustering

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

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

Cluster

Cluster

SAN

iSCSI

host clustering
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
host guest clustering
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

Guest Cluster

CLUSTER

CLUSTER

iSCSI

SAN

SAN

cluster
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

guest cluster
規劃 Guest Cluster 中的系統
  • SQL
    • Host 及 guest clustering 支援 SQL 2005 & 2008
    • 支援 guest live & quick migration
    • Support 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
  • Exchange
    • Exchange 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
live migration1
Live Migration – 啟動移轉

Client accessing VM

Live Migrate this VM to another physical machine

SAN

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

VHD

live migration full copy
Live Migration – 記憶體複製: Full Copy

Memory content is copied to new server

VM pre-staged

SAN

  • The first initial copy is of all in memory content

VHD

live migration dirty pages
Live Migration -記憶體複製 : Dirty Pages

Client continues accessing VM

Pages are being dirtied

SAN

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

VHD

live migration2
Live Migration -記憶體複製 : 增量

Recopy of changes

Smaller set of changes

SAN

  • Hyper-V tracks changed data, and re-copies over incremental changes
  • Subsequent passes get faster as data set is smaller

VHD

live migration3
Live Migration - 最終移轉

Partition State copied

VM Paused

SAN

  • Window is very small and within TCP connection timeout

VHD

live migration4
Live Migration – 轉移後: 清除

Client directed to new host

Old VM deleted once migration is verified successful

SAN

  • ARP issued to have routing devices update their tables
  • Since session state is maintained, no reconnections necessary

VHD

windows server
選擇合適的WindowsServer 授權

No guest OS licenses

4 guest OS licenses

Unlimited guest licenses

Host OS is Free

Licensed per Server

Licensed per CPU

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

slide62
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 & CSV
    • Hyper-V: Live Migration
    • Hyper-V: VM Guest 管理
    • 儲存裝置: iSCSI SAN 網路
guest vs host1
Guest vs. Host: 儲存設備規劃
  • 3rd party replication can also be used
slide64
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
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

csv vm
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?

active directory
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
vms preferred hosts
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
slide71
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 Hangs
      • System Crashes

CLUSTER

SAN

slide72
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
scvmm
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
scvmm1
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 cluster
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
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