Виртуализация серверов обещает существенно повлиять на работу корпоративных отделов ИТ, а Hyper-V с Windows Server 2008 могут сделать это реальностью. Консолидация серверов на меньшее число физических компьютеров дает колоссальную экономию ресурсов и затрат, но в процессе ее планирования следует учитывать два ключевых фактора. Растут требования пользователей к доступности их программного обеспечения, в том числе как бизнес-приложений, так и средств вроде платформ обмена сообщениями и сотрудничества. Более того, проблемы или сбои на серверах могут нанести значительно больший ущерб работе. Windows Server 2008 и Hyper-V предоставляют решения, которые можно применить для обеспечения высокой доступности виртуальных компьютеров, а также рабочих нагрузок, размещаемых внутри виртуальных компьютеров.
Высокая доступность
Доступность означает возможность входа пользователей в систему для выполнения их работы. От высокодоступных решений ожидается постоянное предоставление пользователям такой возможности, поскольку они разрабатываются и применяются для обеспечения непрерывности рабочего процесса.
Высокая доступность для Hyper-V достигается через использование функции отказоустойчивой кластеризации Windows Server 2008. Высокой доступности могут нанести ущерб как запланированные, так и незапланированные простои, а отказоустойчивая кластеризация может значительно повысить доступность виртуальных компьютеров в обоих случаях.
Виртуальные компьютеры могут управляться отказоустойчивым кластером, а отказоустойчивый кластер можно использовать внутри виртуальных компьютеров для наблюдения за рабочими нагрузками, размещенными в виртуальных компьютерах, и перемещения этих нагрузок. Я опишу оба этих варианта настройки подробнее, однако основная часть этой статьи будет посвящена управлению виртуальными компьютерами.
Компьютеры размещения и гостевые системы
Благодаря выполнению нескольких операционных систем на компьютере, работающем под управлением Hyper-V, может быть сложно понять, о каком слое или ОС идет речь. Я использую термин «гостевая система», когда говорю об ОС и среде внутри виртуальной машине Hyper-V, работающей в дочернем разделе. Я использую термин «компьютер размещения», чтобы указать физический компьютер, управляемый ОС в родительском разделе Hyper-V.
Доступность компьютера размещения решает проблемы, создаваемые ситуацией «помещения всех яиц в одну корзину», которую может создать консолидация серверов. Отказоустойчивый кластер Windows Server 2008 можно настроить в родительском разделе Hyper-V (размещении), чтобы за дочерними разделами Hyper-V (виртуальными компьютерами или гостевыми системами) можно было наблюдать на предмет работоспособности, а также перемещать их между узлами кластера. Эта настройка имеет следующие ключевые преимущества.
- Если физический компьютер, на котором работают Hyper-V и виртуальные компьютеры, необходимо обновить, изменить или перезагрузить, то виртуальные компьютеры можно переместить на другие узлы в кластере. По возвращении физического компьютера в строй виртуальные компьютеры можно вернуть обратно.
- В случае сбоя физического компьютера, на котором работают Hyper-V и виртуальные компьютеры (возможно, сбоя материнской платы), или серьезного снижения его производительности другие члены отказоустойчивого кластера Windows перехватят обладание виртуальными компьютерами и автоматически приведут их в рабочее состояние.
- В случае сбоя виртуального компьютера его можно перезапустить на том же сервере Hyper-V или переместить на новый сервер Hyper-V. Поскольку отказоустойчивый кластер Windows Server обнаруживает это, он автоматически предпримет действия по восстановлению, основанные на параметрах в свойствах ресурсов виртуального компьютера. Время простоя сводится к минимуму благодаря автоматизации обнаружения и восстановления.
На рис. 1 показано, что может случиться в таких ситуациях. Сперва виртуальная машина VM2 находится на компьютере размещения Host A, затем VM2 перемещается на Host B. Заметьте, что узел, владеющий хранилищем SAN LUN 2, изменяется с Host A на Host B во время этого перемещения. Чтобы гарантировать соответствие решения высокой доступности требованиям к доступности, хорошо подумайте над тем, где будут размещены виртуальные компьютеры. Необходимо подумать как о емкости, так и о производительности.
Рис. 1 Виртуальный компьютер и его хранилище переносятся на новый компьютер размещения
Емкость узлов должна быть достаточной, чтобы разместить все виртуальные компьютеры и допускать сбой либо изъятие из работы в кластере Х узлов. (X представляет число узлов, потерю которых кластер должен переносить без утраты способности размещать все виртуальные компьютеры). При определении емкости можно отказаться от регулярного размещения виртуальных компьютеров на некоторых узлах, держа последние в резерве. В качестве альтернативы можно распределить виртуальные компьютеры по всем узлам, обеспечивая наличие у каждого узла достаточной дополнительной емкости для успешного принятия владения виртуальными компьютерами и их запуска в случае сбоя любых Х узлов.
Из соображений повседневной производительности может быть желательным распределить виртуальные компьютеры по всем узлам в кластере. Если узлы держатся в резерве и не размещают виртуальные компьютеры, то на узлах, размещающих виртуальные компьютеры, будет задействовано больше ресурсов, и это может понизить производительность, как виртуальных компьютеров, так и управляющего раздела. Распределение виртуальных компьютеров по узлам понижает нагрузку, которую несет каждый узел, и может обеспечить лучшую производительность для виртуальных компьютеров и разделов управления. Тем не менее, это может усложнить расчет необходимой емкости. Управляющее программное обеспечение, такое как System Center Virtual Machine Manager 2008, может помочь, предоставляя расчеты по необходимой емкости для компенсации сбоев узлов и размещения виртуальных компьютеров.
Доступность гостевых систем
Доступность гостевых систем означает в основном обеспечение высокой доступности рабочих нагрузок внутри виртуального компьютера. В число распространенных рабочих нагрузок входят файловые серверы и серверы печати, IIS и бизнес-приложения. Анализ потребностей в высокой доступности и решений по ее обеспечению для решений внутри виртуальных компьютеров весьма похож на таковой для отдельных серверов. Решение будет зависеть от конкретной рабочей нагрузки.
Для некоторых рабочих нагрузок можно достигнуть высокой доступности при помощи средств балансировки сетевой нагрузки (Network Load Balance – NLB) Windows. Клиенты делают запрос на подключение, используя это имя виртуальной сети, и подключение производится к одному из узлов кластера с балансировкой сетевой нагрузки. Типичный случай использования кластеризации с балансировкой сетевой нагрузки — это создание веб-ферм с помощью IIS, где на каждой отдельной системе имеется IIS с одними и теми же веб-страницами и доступом к одним и тем же данным. NLB обеспечивает как балансировку нагрузок, так и возможность удалять серверы из числа членов в целях обслуживания или в случае проблем с ними, предоставляя тем самым определенный уровень высокой доступности. Если виртуальный компьютер Hyper-V использует Windows Server 2008 (или более раннюю версию Windows Server, имеющую NLB в составе), то гостевая система может быть членом кластера с балансировкой сетевой нагрузки с другими гостевыми системами на том же или другом компьютере(ах) размещения Hyper-V.
Гостевые системы, работающие под управлением Windows Server 2008, могут использовать компонент отказоустойчивого кластера Windows для предоставления высокой доступности их рабочих нагрузок. Использование отказоустойчивой кластеризации Windows внутри гостевого компьютера (кластеризация гостевых систем) дает несколько преимуществ:
Наблюдение за работоспособностью рабочей нагрузки. В отказоустойчивом кластере Windows имеется монитор ресурсов, производящий вызовы к библиотеке DLL ресурса, связанного с кластером. У каждого ресурса имеется функция отслеживания работоспособности, проверяющая управляемое ресурсом приложение или службу, чтобы обеспечить его правильную работу. Эти проверки обычно именуются проверками isAlive/looksAlive. Если при одном из этих вызовов к ресурсу произойдет сбой, то произойдет сбой самого ресурса. В зависимости от того, как настроены свойства ресурса, этот ресурс может попытаться перезапустить службу или приложение либо может быть перемещен на другой узел в отказоустойчивом кластере Windows.
Обслуживание виртуальных компьютеров. Если необходимо изменить настройку виртуального компьютера либо обновить или изменить ОС или программное обеспечение, рабочую нагрузку можно переместить на другой узел кластера, а виртуальный компьютер обновить или отключить с минимальными помехами для конечных пользователей.
Обслуживание компьютеров размещения. Если физический компьютер, размещающий виртуальный компьютер Hyper-V, нуждается в обслуживании либо обновлениях программного обеспечения, а другие члены отказоустойчивого кластера Windows размещены на других компьютерах размещения Hyper-V, рабочую нагрузку виртуального компьютера можно переместить на другой узел кластера, а этот виртуальный компьютер можно отключить в соответствии с изменениями или перезагрузками физического сервера.
Сбой виртуального компьютера или компьютера размещения. В случае сбоя физического компьютера размещения Hyper-V или гостевой системы виртуального компьютера другие узлы отказоустойчивого кластера Windows обнаружат, что член кластера более не отвечает и не участвует в работе кластера, после чего уцелевшие узлы вернут к работе приложения или службы, работавшие на потерпевшем сбой виртуальном компьютере.
Достижение высокой доступности виртуальных компьютеров
Настройка виртуального компьютера на высокую доступность заключается просто-напросто в использовании мастера роли высокой доступности в апплете управлении отказоустойчивыми кластерами. У виртуальных компьютеров Hyper-V имеется несколько ключевых компонентов, которые необходимо учитывать, когда они управляются как высокодоступные. Давайте взглянем на некоторые из важных концепций и общих требований.
Узлы отказоустойчивого кластера. Каждый физический сервер, являющийся частью отказоустойчивого кластера, именуется узлом. Для кластеризации компьютеров размещения служба отказоустойчивого кластера работает в Windows Server 2008 на родительском разделе системы Hyper-V. Это позволяет виртуальным компьютерам, работающим в дочерних разделах на тех же физических серверах, быть настроенными как высокодоступные виртуальные компьютеры. Виртуальные компьютеры, настроенные на высокую доступность, будут показаны как ресурсы в консоли управления отказоустойчивого кластера.
Высокодоступные хранилища. Высокодоступные виртуальные компьютеры могут быть настроены на использование виртуальных жестких дисков (VHD), транзитных дисков и разностных дисков. Чтобы обеспечить перемещение виртуальных компьютеров между узлами отказоустойчивого кластера, необходимы хранилища (появляющиеся как диски в апплете управления дисками), к которым возможен доступ с любого узла, который может разместить виртуальный компьютер и который управляется службой отказоустойчивого кластера. Транзитные диски следует добавить к отказоустойчивому кластеру как дисковые ресурсы, а файлы VHD должны находиться на дисках, добавленных к отказоустойчивому кластеру как дисковые ресурсы.
Ресурс виртуального компьютера. Это тип ресурсов отказоустойчивого кластера, представляющий виртуальный компьютер. Когда ресурс виртуального компьютера начинает работу, Hyper-V создает дочерний раздел, а в виртуальном компьютере запускается ОС. При переводе ресурса виртуального компьютера в нерабочее состояние виртуальный компьютер удаляется из Hyper-V на узле, где он размещался, а дочерний раздел удаляется с компьютера размещения Hyper-V. Если виртуальный компьютер отключен, остановлен или помещен в сохраненное состояние, этот ресурс будет помещен в нерабочее состояние.
Ресурс настройки виртуального компьютера. Это тип ресурса отказоустойчивого кластера, используемый для управления информацией о настройке для виртуального компьютера. Для каждого виртуального компьютера существует один ресурс настройки виртуального компьютера. Свойство этого ресурса содержит путь к файлу настройки, содержащему всю необходимую информацию для добавления виртуального компьютера к компьютеру размещения Hyper-V. Доступ к файлу настройки требуется для запуска ресурса виртуального компьютера. Поскольку настройка управляется отдельным ресурсом, настройку ресурса виртуального компьютера можно изменять, даже когда он не работает.
Группа служб и приложений виртуального компьютера. Чтобы сделать службу или приложение высокодоступными через отказоустойчивую кластеризацию, на одном узле отказоустойчивого кластера необходимо разместить несколько ресурсов. Чтобы гарантировать постоянное пребывание этих ресурсов на одном узле и их правильное взаимодействие, ресурсы помещаются в группу, которую отказоустойчивый кластер Windows Server 2008 именует «Служба или приложение». Ресурс виртуального компьютера и ресурс настройки виртуального компьютера для определенного виртуального компьютера всегда находятся в одной группе служб или приложений. Кроме того, в группе служб и приложений может иметься один или несколько физических дисковых ресурсов (или ресурсов других типов хранилищ), содержащих виртуальные диски, или файлы настройки, или транзитные диски.
Зависимости ресурсов. Важно гарантировать, чтобы ресурс настройки виртуального компьютера приводился в рабочее состояние прежде приведения в рабочее состояние (запуска) ресурса виртуального компьютера, а приводился в нерабочее состояние после приведения в нерабочее состояние (остановки) последнего. Установка свойств ресурса виртуального компьютера так, чтобы он зависел от ресурса настройки виртуального компьютера, обеспечивает именно такой порядок. В случае наличия ресурса хранилища, содержащего файл для ресурса настройки виртуального компьютера или ресурса виртуального компьютера, ресурс следует сделать зависимым от этого ресурса хранилища. Например, если виртуальный компьютер использует VHD-файлы на диске G: и диске H:, ресурс виртуального компьютера должен быть зависимым от ресурса файла настройки, ресурса для диска G: и ресурса для диска H:.
Предварительные требования
Предварительные требования для обеспечения высокой доступности виртуальных компьютеров Hyper-V с использованием компонента отказоустойчивого кластера Windows Server 2008 таковы:
1. Необходимо настроить компонент отказоустойчивого кластера Windows Server 2008 для каждого узла кластера. Дополнительная информация по настройке отказоустойчивых кластеров и управлению ими имеется в боковой панели «Материалы по Hyper-V».
2. Необходимо установить роль Hyper-V. Обновления Hyper-V должны быть установлены, а роль настроена для каждого узла отказоустойчивого кластера (опять же, см. боковую панель «Материалы по Hyper-V»). Для Hyper-V имеется пакет обновления, устанавливающий серверные компоненты Hyper-V, и другой пакет, устанавливающий консоль управления Hyper-V. После того, как обновление для серверных компонентов Hyper-V установлено, роль можно добавить через диспетчер серверов или ServerManagerCMD.
3. Необходимо иметь общее хранилище, доступное виртуальным компьютерам. Это хранилище может управляться отказоустойчивым кластером как встроенным типом ресурса физического диска, либо можно использовать решение от стороннего производителя для управления физическим хранилищем. Само собой, решение от стороннего производителя должно поддерживать отказоустойчивые кластеры Windows Server 2008.
Поэтапные указания по высокой доступности
Теперь давайте посмотрим, как устанавливается решение высокой доступности. Первый этап — это установка виртуального компьютера. На одном из узлов отказоустойчивого кластера, где установлена роль Hyper-V, настройте виртуальный компьютер, используя диспетчер Hyper-V (см. рис. 2). Это может быть новый виртуальный компьютер, настраиваемый вручную, либо можно импортировать уже существующий. Виртуальные жесткие диски должны быть расположены на диске, управляемом отказоустойчивым кластером Windows Server 2008 и работающем в этот момент на узле, где настраивается виртуальный компьютер.
Рис. 2 Настройка виртуального компьютера
Теперь поместите виртуальный компьютер в остановленное состояние путем выключения, отключения или сохранения состояния. Только виртуальные компьютеры в остановленном состоянии могут быть настроены для управления отказоустойчивым кластером.
Откройте консоль управления отказоустойчивого кластера (показанную на Рис. 3) на любом сервере, использующем роль отказоустойчивого кластера Windows Server 2008, или на клиенте Windows Vista, использующем средства удаленного администрирования сервера (Remote Server Administration Tools – RSAT). Подключитесь к отказоустойчивому кластеру, выбрав действие «Управлять кластером…», а затем имя узла или кластера либо выбрав вариант подключения к кластеру на узле, на котором работает консоль.
Рис. 3 Виртуальный компьютер в диспетчере отказоустойчивого кластера
Из консоли управления отказоустойчивого кластера выберите действие «Настроить службу или приложение…». В результате запустится мастер высокой доступности, предназначенный для поэтапного выполнения настройки служб, приложений или виртуальных компьютеров, которыми будет управлять отказоустойчивый кластер. На странице выбора службы или приложения в мастере выберите «Виртуальный компьютер» и затем нажмите кнопку «Далее».
На странице выбора виртуального компьютера отобразятся все виртуальные компьютеры, настроенные на любом из узлов отказоустойчивого кластера. Выберите виртуальный компьютер, затем нажмите кнопку «Далее». На странице подтверждения мастера будут показаны любые предупреждения или ошибки. На этом этапе настройка виртуального компьютера проверяется, чтобы подтвердить возможность его настройки в качестве высокодоступного ресурса и способность узлов разместить его. После нажатия кнопки «Далее» на этом этапе виртуальный компьютер будет добавлен к отказоустойчивому кластеру как высокодоступный ресурс.
На странице заключения предоставляются сведения о результатах добавления виртуального компьютера в качестве высокодоступного ресурса, включая любые предупреждения. Нажав кнопку «View Report…» (Показать отчет), можно просмотреть подробности задач, которые были выполнены, чтобы сделать виртуальный компьютер высокодоступным, а также любые предупреждения или ошибки. Наконец, нажмите кнопку «Finish» (Закрыть), чтобы закрыть мастер высокой доступности.
Как показывает окно на Рис. 3, в консоли управления отказоустойчивого кластера отобразится объект с именем по умолчанию Virtual Machine(x) на левой панели под именем кластера и группой «Services or Applications» (Службы или приложения). Выберите виртуальный компьютер из этой древовидной структуры, и ресурсы, являющиеся частью этой группы служб или приложений, будут показаны на центральной панели консоли. Если файлы любого другого виртуального компьютера находятся в одном хранилище с выбранным, он также будет добавлен к группе. Ресурсы виртуального компьютера и настройки виртуального компьютера будут показаны для каждого виртуального компьютера, помещенного в группу.
На панели информации для группы служб и приложений отображается информация о состоянии, предупреждениях, предпочитаемых владельцах и текущем владельце группы. Узел владельца — это узел, на котором виртуальный компьютер настроен или работает в настоящий момент. Выберите действие переноса виртуального компьютера на другой узел, чтобы привести виртуальный компьютер в нерабочее состояние и затем привести его в рабочее состояние на другом узле. Обычно стоит переместить виртуальный компьютер на каждый узел, который может размещать его в отказоустойчивом кластере, чтобы убедиться в том, что перемещение успешно, а виртуальный компьютер запустится и будет работать.
О чем стоит подумать
Ниже приведены некоторые ключевые моменты, которые не следует забывать при установке виртуальных компьютеров на высокую доступность:
Хранилище. Если у виртуальных компьютеров имеются VHD-файлы на одном общем диске, даже если они расположены на различных томах одного диска, они будут помещены в одну группу служб или приложений. Одно из преимуществ совместного использования диска состоит в более эффективном использовании доступного пространства общего хранилища.
Но недостатком является то, что каждый раз, как один из виртуальных компьютеров переносится (в силу автоматического восстановления после проблем с виртуальным компьютером или по выбору администратора), все виртуальные компьютеры в группе будут перенесены.
Буквы дисков и идентификаторы GUID. Тома можно создавать, не назначая им букв дисков. Виртуальные компьютеры могут использовать эти тома, и тома могут управляться отказоустойчивым кластером. Если у ресурса диска имеются тома, использующие идентификаторы GUID вместо букв диска, идентификатор GUID будет показан в диспетчере кластера. При создании виртуальных компьютеров и указании пути для виртуальных жестких дисков очень важно убедиться, что идентификаторы GUID в пути совпадает с идентификатором GUID, отображаемом для тома в диспетчере кластера. Если они не совпадают, виртуальный компьютер может не запуститься как следует на других узлах отказоустойчивого компьютера.
Существует несколько ситуаций, которые могут вызвать несовпадение идентификаторов GUID. Если том был приведен в рабочее состояние на узлах до его добавления в качестве управляемого отказоустойчивым кластером ресурса диска, у тома может быть особый идентификатор GUID на каждом узле. У тома также может быть несколько идентификаторов GUID на одном узле. При добавлении диска к отказоустойчивому кластеру в качестве физического ресурса диска идентификаторы GUID тома, используемые на узле, на котором имеются работающие диски, будут отмечены в свойствах ресурса диска.
Идентификаторы GUID для томов будут добавлены к узлу в момент приведения ресурса диска в рабочее состояние. Это гарантирует, что конкретный идентификатор GUID, отмеченный отказоустойчивым кластером для тома, является допустимым путем на любом узле, на котором диск приводится в рабочее состояние. У этого узла могут иметься другие идентификаторы GUID, также связанные с тем же томом. Таким образом, пользователь может найти идентификатор GUID, являющийся допустимым для тома на данном узле, но это не тот же идентификатор GUID, использование которого для тома отказоустойчивый кластер гарантирует на других узлах. Симптом этой проблемы заключается в том, что ресурс виртуального компьютера, обычно ресурс настройки, отказывается работать и отображает сообщение об ошибке, указывающее, что путь недопустим. В пути в сообщении об ошибке отображается идентификатор GUID, не являющийся идентификатором GUID для тома, управляемым кластером.
Точки монтирования. Тома, монтируемые к папке на другом томе вместо назначения буквы диска или выделения идентификатора GUID, допустимы для использования с Hyper-V и отказоустойчивыми кластерами. Поскольку как подключаемый том, так и том, на котором размещается точка монтирования, должны находиться на одном узле отказоустойчивого кластера, все диски, являющиеся частью точки монтирования, должны находиться в одной группе служб или приложений отказоустойчивого кластера.
Если тома находятся на одних и тех же дисках, то очевидно, что это не проблема. Однако это явная проблема, если тома находятся на разных дисках. Столь же очевидно, но все равно заслуживает упоминания то, что как монтируемый том, так и том, на котором размещается точка монтирования, должны быть общими хранилищами, настроенными на то, чтобы управляться отказоустойчивым кластером.
Разностные диски. Все файлы виртуальных жестких дисков (VHD), являющиеся частями разностных дисков, должны находиться в общем хранилище в той же группе служб или приложений, что и виртуальный компьютер, использующий разностные диски. В разностный диск в его простейшей настройке входят два виртуальных жестких диска. Один виртуальный жесткий диск является родительским и имеет набор данных, используемых в качестве базы. Другой виртуальный жесткий диск является дочерним, связанным с родительским.
При первом использовании разностный диск выглядит в точности как родительский. Если данные расположены на родительском диске, они читаются с виртуального жесткого диска. Запись происходит на дочерний виртуальный жесткий диск. Если данные расположены на дочернем диске, то при операции чтения этих данных будет использована ссылка на дочерний виртуальный жесткий диск.
Если виртуальный компьютер каким-либо образом настроен так, что дочерний виртуальный жесткий диск находится в общем хранилище, но родительский виртуальный жесткий диск не находится ни на общем хранилище в той же группе, ни на локально присоединенном устройстве хранения, то виртуальный компьютер не запустится в случае его перемещения на другой узел. Мастер высокой доступности должен провести проверку, чтобы убедиться, что в виртуальном компьютере все это настроено верно, и предоставить сообщение об ошибке в случае обнаружения данной проблемы, но обратить внимание на это требование в случае изменения настройки виртуального компьютера всё же стоит.
Автор: Стивен Экрен (Steven Ekren). TechNet Magazine.
Постовой
Отличного качества вертикальные жалюзи можно приобрести только в нашем магазине.
Подобрать прическу, изменить макияж поможет: ВИРТУАЛЬНЫЙ СТИЛИСТ. Совершенно бесплатно.
