Windows Server 2016 Failover-Cluster

Die Thematik der Failover-Cluster wird im Seminar „Upgrade your skills to MCSA Windows Server 2016“ vorgestellt. Es werden Windows-Cluster für einen unterbrechungsfreien Betrieb von wichtigen Anwendungen benötigt und die Livemigration innerhalb von virtuellen Umgebungen ermöglicht. Im Windows Server 2016 gibt es Verbesserungen im Detail und es werden neue Storage-Features bereitgestellt. Die Migration von einem Cluster vom Server 2012 R2 ist sehr einfach.

Sehr praktisch ist der Betrieb vom Server 2016 im Geo-Cluster. Dadurch können Clusterknoten mit ihren Daten in unterschiedlichen Ländern positioniert, repliziert und synchronisiert werden. Die Storage Pools können auf unterschiedliche Server ausgedehnt werden und es können die Daten synchron und auch asynchron repliziert werden. Es gibt einen neuen Nano-Server, der für den Einsatz als Clusterknoten konzipiert wurde.

Neu eingeführte Cluster-Features

Die Clusterknoten von Server 2016 sind kompatibel mit dem Server 2012 R2. Mit Hilfe von „Cluster Cloud Witness“ können die Cluster auf Basis von Server 2016 auch VMs in MS Azure als Zeugenserver genutzt werden. Damit kann man auch rechenzentrumsübergreifend mit den Clustern rechnen.

Nicht mehr ordnungsgemäss laufende Knoten können isoliert werden. Es gibt „Cluster Compute Resiliency“ und „Cluster Quarantine“, die für Ordnung im Cluster sorgen. Mit Storage Replica werden Block-Level Daten zwischen Servern repliziert. Mit Storage Spaces Direct kann ein Speicherpool auf mehrere Clusterknoten ausgedehnt werden. Es können getrennte Speicherbereiche erstellt werden für ssD, HDD und weitere Speicherarten und damit werden die häufiger verwendeten Daten auf den schnelleren Datenspeichern abgelegt. Es gibt Speicherpools, die sich über mehrere Clusterknoten erstrecken und die im Speicher als Cluster angezeigt werden. Diese lassen sich als Clusterressource im Server 2016 verwalten.

Planungspunkte für Cluster mitberücksichtigen

Es ist möglich drei identische Server in einem Cluster laufen zu lassen. Damit ist die Ausfallsicherheit erhöht. Es lassen sich bis zu 64 Knoten in einem einzigen Cluster zusammenfassen. Mit der Messung der benötigten Leistung wird die Planung für die Knoten vorgenommen. Mit Hilfe von Dynamic I/O kann bei Ausfall eines Knotens ohne Failover automatisch im SAN über die Leitungen des zweiten Knotens geroutet werden. Es ist ab dem Server 2016 nicht notwendig, dass einzelne Knoten des Windows-Clusters physisch mit einem Datenträger verbunden sind. Damit können verschiedene Systeme mit unterschiedlichen Festplatten-Standards gemeinsam genutzt werden. Eine Verbindung kann dann über Storage Spaces Direct hergestellt werden zu den angebundenen Datenspeichern.

Einschränkungen der Cluster-Features der Standard-Edition

Selbst in der Standard-Edition kann ein Cluster aufgebaut werden. Aber es gibt Unterschiede in den Storage-Funktionen. Lediglich die Datacenter-Edition unterstützt alle Funktionen, denn die Standard-Edition verzichtet auf Storage Spaces Direct, Storage Replica und Shield Virtual Machines. Vorhanden ist jedoch die Container-Technologie und die Nano-Installation. Leider unterstützt die Standard-Edition bei der Nutzung von Hyper-V-Containern nur zwei Container, weil nur zwei VMs erlaubt sind. Genutzt werden können im Server 2016 auch wieder die VHDX-Festplatten.

Praxis der Livemigration

Der Server 2016 kann Hyper-V im Cluster betreiben. Es können virtuelle Server als Clusterressourcen genutzt werden. Funktionieren wird dies auch auf einem Nano-Server, wenn das Clusterpaket dort bereitgestellt wird. Verwaltet werden kann dies dann über die PowerShell oder mit Hilfe der Clusterverwaltung von einer der Arbeitsstationen aus oder von einem Server aus. Genutzt werden kann die Livemigration, die unterschiedliche Technologien für Festplattenspeicher nutzen kann. Durch verschiedene Mechanismen wird die Ausfallsicherheit im Cluster erhöht.

iSCSI-Ziele über die virtuellen Festplatten verfügbar machen

Im Server 2016 können virtuelle Festplatten auf der Basis von VHDX-Dateien als ein iSCSI-Ziel im Netzwerk verfügbar gemacht werden. Dieses iSCSI-Ziel lässt sich damit als gemeinsamer Datenträger für die Cluster nutzen. Konfiguriert werden diese über den Server-Manager. Verschiedene Assistenten sind bei der Konfiguration behilflich. Angezeigt werden die virtuellen Festplatten in der lokal vorhandenen Datenträgerverwaltung von einem Server als ganz normale Laufwerke. Die Verwaltung ist dementsprechend wie gewohnt.

Verbindung von iSCSI-Zielen

Es lassen sich die iSCSI-Ziele mit Hilfe des iSCSI-Initiators verbinden. Damit können diese Laufwerke wie gewohnt genutzt werden. Sind die iSCSI-Ziele verbunden, dann können diese über die Datenträgerverwaltung genutzt werden. Man kann diese Festplatten mit dem gewöhnlichen NTFS-Format formatieren.

Vorbereitung von Clusterknoten

Wichtig für den Betrieb eines Clusters ist im Server 2016 ein Quorum. Dies ist ein gemeinsam verwendeter Datenträger, auf den sämtliche Clusterknoten zugreifen können. Es können auch lokale Datenträger dazu genutzt werden. Zunächst aber muss ein Name vergeben werden, der für die Administration des Clusters verwendet wird. Alle einzelnen Knoten dieses Clusters erhalten ein Computerkonto in dieser Domäne. Jeder physische Knoten braucht einen Rechnernamen. Jeder Cluster hat mehrere IP-Adressen, denn jeder physische Knoten besitzt je eine IP-Adresse und der Cluster hat als Ganzes ebenfalls eine IP-Adresse. Die Netzwerkkarten für die Kommunikation, die privat innerhalb des Clusters läuft, erhalten je eine IP-Adresse in einem Subnetz, das getrennt ist.

Installation von Clustern mit Windows Server 2016

Will man Hyper-V oder andere Dienste in einem solchen Cluster betreiben, dann sollte man einen normalen Cluster mit Server 2016 installieren. Dies funktioniert über den Server-Manager oder über die PowerShell. Während der Installation brauchen keine Einstellungen vorgenommen werden. Es müssen die gemeinsamen Datenträger auf sämtlichen Knoten verbunden werden und diese müssen überall den gleichen Laufwerksbuchstaben erhalten. Nach der Installation kann die Failovercluster-Verwaltung konfiguriert werden.

Aktivierung der Cluster Shared Volumes

Mit Hilfe von Cluster Shared Volumes (CSV) können mehrere Server gleichzeitig auf den gemeinsamen Datenträger zugreifen. Die Cluster im Server 2016 beherrschen das „Dynamic I/O“. Falls ein Knoten ausfällt, wird einfach über einen zweiten Knoten geroutet und dieser kann die entsprechenden Daten ebenfalls liefern.

Verwaltung von virtuellen Servern im Cluster

Eine VM kann in dem Cluster erstellt werden indem im Failovercluster-Manager der entsprechende Assistent gestartet wird. Es kann über die VM eine Livemigration durchgeführt werden. Fällt ein Knoten aus, so kann man die VM neu starten oder auf einen anderen Knoten verschieben.

Virtuelle Cluster / Shared VHDX

Die Shared VHDX stellt eine oder mehrere virtuelle Festplatten zur Verfügung. Diese können im Cluster über einen virtuellen SCSI-Controller einem der entsprechenden virtuellen Clusterknoten zugewiesen werden.

Fazit

Es sind vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten für Cluster vorgesehen. Diese werden im Seminar „Upgrade your skills to MCSA Windows Server 2016“ näher beleuchtet.

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