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Clustering de basculement Windows Server avec SQL Server

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S'applique à : SQL Server

Cet article fournit une vue d’ensemble de l’utilisation d’un cluster de basculement Windows Server (WSFC) avec SQL Server pour la haute disponibilité et la récupération d’urgence. Un cluster de basculement Windows Server (WSFC, Windows Server Failover Cluster) est un groupe de serveurs indépendants qui fonctionnent conjointement afin d’augmenter la disponibilité des applications et des services. SQL Server tire parti des services et des fonctionnalités de WSFC afin de prendre en charge Groupes de disponibilité Always On et les instances de cluster de basculement SQL Server.

Termes et définitions

Cluster de basculement Windows Server (WSFC) Un cluster WSFC est un groupe de serveurs indépendants qui fonctionnent conjointement afin d’augmenter la disponibilité des applications et des services.

Nœud
Serveur qui fait partie d’un cluster WSFC.

Ressource de cluster
Entité physique ou logique qui peut être détenue par un nœud, être mise en ligne et hors connexion, déplacée entre des nœuds et être gérée comme un objet cluster. Une ressource de cluster ne peut appartenir qu'à un seul nœud à un moment donné.

Role
Collection de ressources de cluster gérée comme objet de cluster unique pour fournir des fonctionnalités spécifiques. Pour SQL Server, un rôle est un groupe de disponibilité Always On ou une instance de cluster de basculement Always On. Un rôle contient toutes les ressources de cluster qui sont requises pour un groupe de disponibilité ou une instance de cluster de basculement. Le basculement et la restauration automatique agissent toujours dans le contexte des rôles. Pour une instance de cluster de basculement, le rôle contient une ressource d’adresse IP, une ressource de nom de réseau et les ressources SQL Server. Un rôle de groupe de disponibilité contient la ressource de groupe de disponibilité et, si un écouteur est configuré, un nom de réseau et une ressource IP.

Ressource de nom réseau
Nom de serveur logique qui est géré en tant que ressource de cluster. La ressource de nom réseau doit être utilisée avec une ressource d'adresse IP. Ces entrées peuvent nécessiter des objets dans Active Directory Domain Services et/ou DNS.

Dépendance de ressources
Ressource dont dépend une autre ressource. Si la ressource A dépend de la ressource B, B est une dépendance de A. La ressource A n’est pas en mesure de démarrer sans la ressource B.

Propriétaire favori
Nœud sur lequel un groupe de ressources préfère s'exécuter. Chaque groupe de ressources est associé à une liste des propriétaires favoris triés par ordre de préférence. Au cours d'un basculement automatique, le groupe de ressources est déplacé vers le nœud favori suivant dans la liste des propriétaires favoris.

Propriétaire possible
Nœud secondaire sur lequel une ressource peut s'exécuter. Chaque groupe de ressources est associé à une liste des propriétaires possibles. Les rôles peuvent basculer uniquement vers des nœuds répertoriés comme propriétaires possibles.

Mode de quorum
Configuration de quorum dans un cluster de basculement qui détermine le nombre d'échecs de nœud que le cluster peut soutenir.

Quorum forcé
Processus pour démarrer le cluster même si une minorité des éléments requis pour le quorum sont en communication.

Vue d'ensemble du clustering de basculement Windows Server

Le clustering de basculement Windows Server fournit les fonctionnalités d'infrastructure qui prennent en charge les scénarios de haute disponibilité et de récupération d'urgence pour les applications serveur hébergées telles que Microsoft SQL Server et Microsoft Exchange. Si un nœud de cluster ou un service échoue, les services qui étaient hébergés sur ce nœud peuvent être transférés automatiquement ou manuellement vers un autre nœud disponible dans un processus appelé basculement.

Les nœuds dans un cluster WSFC fonctionnent de concert afin de fournir collectivement ces types de fonctionnalités :

  • Métadonnées et notifications distribuées. Le service WSFC et les métadonnées d'application hébergées sont gérés sur chaque nœud du cluster. Ces métadonnées incluent la configuration et l'état WSFC, en plus des paramètres d'application hébergés. Les modifications apportées aux métadonnées ou à l’état d’un nœud sont automatiquement propagées aux autres nœuds du cluster WSFC.

  • Gestion des ressources. Les différents nœuds du cluster WSFC peuvent fournir des ressources physiques telles que le stockage DAS, les interfaces réseau et l’accès au stockage sur disque partagé. Les applications hébergées s'inscrivent elles-mêmes en tant que ressource de cluster et peuvent configurer les dépendances de démarrage et d'intégrité sur d'autres ressources.

  • Contrôle d'intégrité. La détection d'intégrité du nœud principal et entre les nœuds est réalisée par une combinaison de communications réseau de type pulsations et de surveillance des ressources. L’intégrité globale du cluster WSFC est déterminée par les votes d’un quorum de nœuds dans le cluster WSFC.

  • Coordination du basculement. Chaque ressource est configurée en vue d'être hébergée sur un nœud principal, et chacune peut être transférée automatiquement ou manuellement vers un ou plusieurs nœuds secondaires. Une stratégie de basculement basée sur l'intégrité contrôle le transfert automatique de la propriété des ressources entre les nœuds. Les nœuds et les applications hébergées sont informées lorsque le basculement se produit afin de pouvoir réagir correctement.

Pour plus d’informations, consultez : Vue d’ensemble du clustering de basculement - Windows Server.

Technologies AlwaysOn de SQL Server et WSFC

SQL Server AlwaysOn est une solution haute disponibilité et de récupération d’urgence qui tire parti de WSFC. Les fonctionnalités AlwaysOn offrent des solutions intégrées et souples qui augmentent la disponibilité d’application, fournissent de meilleurs retours sur les investissements en matériel, et simplifient le déploiement et la gestion haute disponibilité.

Groupes de disponibilité Always On et les instances de cluster de basculement AlwaysOn utilisent WSFC comme technologie de plateforme, en enregistrant les composants en tant que ressources de cluster WSFC. Des ressources associées sont combinées en un rôle, lequel peut être rendu dépendant d’autres ressources de cluster WSFC. Le cluster WSFC peut ensuite détecter et indiquer la nécessité de redémarrer l’instance de SQL Server ou de la basculer automatiquement vers un nœud serveur différent dans le cluster WSFC.

Important

Pour tirer pleinement parti des technologies SQL Server AlwaysOn, vous devez remplir plusieurs conditions requises en rapport avec WSFC.

Pour plus d’informations, consultez Prérequis, restrictions et suggestions pour les groupes de disponibilité Always On.

Haute disponibilité au niveau de l’instance avec des instances de cluster de basculement AlwaysOn

Une instance de cluster de basculement AlwaysOn est une instance de SQL Server installée sur des nœuds dans un cluster WSFC. Ce type d’instance dépend de ressources pour le stockage et le nom de réseau virtuel. Le stockage peut utiliser Fibre Channel, iSCSI, FCoE ou SAS pour le stockage sur disque partagé, ou encore un stockage attaché localement avec espaces de stockage direct (S2D). La ressource de nom de réseau virtuel dépend d’une ou plusieurs adresses IP virtuelles situées chacune dans un sous-réseau distinct. Le service SQL Server et le service SQL Server Agent sont également des ressources. Tous deux sont dépendants des ressources de stockage et de nom de réseau virtuel.

En cas de basculement, le service WSFC transfère la propriété des ressources de l'instance à un nœud de basculement indiqué. L'instance SQL Server est ensuite redémarrée sur le nœud de basculement, et les bases de données sont récupérées comme à l'accoutumée. À un moment donné, seul un nœud dans le cluster peut héberger l'instance FCI et les ressources sous-jacentes.

Notes

Une instance de cluster de basculement Always On exige un stockage sur disque partagé symétrique, tel qu’un réseau de zone de stockage (SAN) ou un partage de fichiers SMB. Les volumes de stockage sur disque partagé doivent être disponibles à tous les nœuds de basculement potentiels dans le cluster WSFC.

Pour en savoir plus, consultez Instances de cluster de basculement Always-on.

Haute disponibilité de niveau base de données avec les Groupes de disponibilité Always On

Un groupe de disponibilité Always On correspond à une ou plusieurs bases de données utilisateur qui basculent ensemble. Un groupe de disponibilité comprend un réplica de disponibilité principal et un à quatre réplicas secondaires qui sont conservés par le biais des déplacements de données enregistrés dans le journal SQL Server pour la protection des données sans qu’un stockage partagé soit requis. Chaque réplica est hébergé par une instance de SQL Server sur un autre nœud du cluster WSFC. Le groupe de disponibilité et un nom de réseau virtuel correspondant sont inscrits en tant que ressources dans le cluster WSFC.

Un écouteur de groupe de disponibilité sur le nœud du réplica principal répond aux requêtes client entrantes pour la connexion au nom de réseau virtuel et, selon les attributs figurant dans la chaîne de connexion, il redirige chaque requête vers l'instance appropriée de SQL Server .

En cas de basculement, au lieu de transférer la propriété des ressources physiques partagées sur un autre nœud, WSFC est utilisé pour reconfigurer un réplica secondaire sur une autre instance SQL Server afin d'en faire le réplica principal du groupe de disponibilité. La ressource de nom de réseau virtuel du groupe de disponibilité est ensuite transférée à cette instance.

À tout moment, seule une instance SQL Server peut héberger le réplica principal des bases de données d'un groupe de disponibilité, tous les réplicas secondaires associés doivent résider sur une instance distincte et chaque instance doit résider sur des nœuds physiques distincts.

Remarque

Les groupes de disponibilité Always On ne nécessitent pas le déploiement d’une instance de cluster de basculement ni l’utilisation d’un stockage partagé symétrique (SAN ou SMB).

Une instance de cluster de basculement (FCI) peut être utilisée avec un groupe de disponibilité afin d'améliorer la disponibilité d'un réplica de disponibilité. Toutefois, pour empêcher des conditions de concurrence potentielles dans le cluster WSFC, le basculement automatique du groupe de disponibilité n'est pas pris en charge dans ou à partir d'un réplica de disponibilité qui réside sur une instance FCI.

Pour plus d’informations, consultez Vue d’ensemble des groupes de disponibilité Always On.

Contrôle d'intégrité de WSFC et basculement

La haute disponibilité d’une solution Always On tient au monitoring proactif de l’intégrité des ressources de cluster WSFC physiques et logiques, ainsi qu’au basculement automatique et à la reconfiguration du matériel redondant. Un administrateur système peut également initier un basculement manuel d'un groupe de disponibilité ou d'une instance SQL Server d'un nœud vers un autre.

Stratégies de basculement pour les nœuds, les instances de cluster de basculement et les groupes de disponibilité

Une stratégie de basculement est configurée au niveau du nœud de cluster WSFC, de l’instance de cluster de basculement de SQL Server et des niveaux des groupes de disponibilité. Ces stratégies, selon la gravité, la durée et la fréquence d'un état de ressource de cluster défectueux et la réactivité de nœud, peuvent déclencher le redémarrage d'un service ou le basculement automatique de ressources de cluster d'un nœud vers un autre, ou elles peuvent déclencher le déplacement d'un réplica principal de groupe de disponibilité d'une instance SQL Server vers une autre.

Le basculement d'un réplica de groupe de disponibilité n'affecte pas l'instance SQL Server sous-jacente. Le basculement d'une instance FCI déplace les réplicas de groupe de disponibilité hébergés avec l'instance.

Pour plus d'informations, consultez Stratégie de basculement pour les instances de cluster de basculement.

Détection d'intégrité des ressources WSFC

Chaque ressource dans un cluster WSFC peut signaler son état et son intégrité, de manière régulière ou à la demande. Diverses circonstances peuvent indiquer une défaillance des ressources, par exemple une panne de courant, des erreurs de disque ou de mémoire, des erreurs de communication réseau ou des services non réactifs.

Les ressources WSFC telles que les réseaux, le stockage ou les services peuvent être rendues dépendantes les unes des autres. L'intégrité cumulative d'une ressource est déterminée en regroupant successivement son intégrité avec l'intégrité de chacune de ses dépendances de ressource.

Détection d'intégrité entre les nœuds WSFC et vote du quorum

Chaque nœud d’un cluster WSFC participe à la communication périodique de pulsation pour partager l’état d’intégrité du nœud avec les autres nœuds. Les nœuds qui ne répondent pas sont considérés comme étant en état d'échec.

Un quorum est un mécanisme qui permet de s’assurer que le cluster WSFC est opérationnel en garantissant qu’un nombre suffisant de ressources sont en ligne dans le cluster WSFC. Si le cluster WSFC a suffisamment de votes, il est sain et en mesure d’assurer la tolérance de panne au niveau du nœud.

Un mode de quorum est configuré dans le cluster WSFC et dicte la méthodologie utilisée pour le vote du quorum, ainsi que le moment choisi pour effectuer un basculement automatique ou mettre le cluster hors connexion.

Conseil

C’est une bonne pratique que de toujours avoir un nombre impair de votes de quorum dans un cluster WSFC. Pour les besoins du vote du quorum, il n'est pas nécessaire que SQL Server soit installé sur tous les nœuds du cluster. Un serveur supplémentaire peut jouer le rôle de membre de quorum, ou le modèle de quorum WSFC peut être configuré pour utiliser un partage de fichiers distant comme ressource de contrôle décisive.

Pour plus d’informations, consultez Modes de quorum WSFC et configuration de vote.

Récupération d’urgence par le quorum forcé

En fonction des pratiques opérationnelles et de la configuration de cluster WSFC, vous pouvez procéder à des basculements automatiques et manuels, tout en conservant une solution AlwaysOn SQL Server fiable et à tolérance de panne. Cependant, si un quorum des nœuds de vote éligibles dans le cluster WSFC ne peut pas communiquer avec un autre, ou si le cluster WSFC échoue lors de la validation d’intégrité, le cluster WSFC peut être mis hors connexion.

Si le cluster WSFC est mis hors connexion en raison d’un problème grave non planifié, ou en raison d’un problème de matériel ou de communication persistant, une intervention administrative manuelle est nécessaire pour forcer un quorum et remettre les nœuds de cluster survivants en ligne dans une configuration sans tolérance de panne.

Ensuite, une série de mesures doit également être prise pour reconfigurer le cluster WSFC, récupérer les réplicas de base de données affectés et rétablir un nouveau quorum.

Pour plus d’informations, consultez Reprise d’activité de WSFC via le quorum forcé.

Relation des composants Always On de SQL Server avec WSFC

Plusieurs couches de relations existent entre les fonctionnalités et les composants WSFC et AlwaysOn SQL Server .

Les groupes de disponibilité AlwaysOn sont hébergés sur des instances SQL Server .
La requête d’un client qui spécifie un nom de réseau d’écouteur de groupe de disponibilité logique pour se connecter à une base de données principale ou secondaire est redirigée vers le nom de réseau d’instance approprié de l’instance de SQL Server sous-jacente ou de l’instance de cluster de basculement de SQL Server.

Les instances SQL Server sont hébergées activement sur un nœud unique.
Si elle est présente, une instance SQL Server autonome réside toujours sur un nœud unique avec un nom réseau d'instance statique. Si elle est présente, une instance de cluster de basculement SQL Server est active sur l'un des deux nœuds ou plus de basculement possibles avec un nom réseau d'instance virtuel unique.

Les nœuds sont membres d'un cluster WSFC.
Les métadonnées et l'état de la configuration WSFC pour tous les nœuds sont stockés sur chaque nœud. Chaque serveur peut fournir des volumes de stockage ou de stockage partagé asymétriques (SAN) pour les bases de données utilisateur ou système. Chaque serveur possède au moins une interface réseau physique sur un ou plusieurs sous-réseaux IP.

Le cluster WSFC surveille l’intégrité et gère la configuration d’un groupe de serveurs.
Les mécanismes WSFC propagent les modifications apportées aux métadonnées et à l’état de la configuration WSFC à tous les nœuds du cluster. Si un témoin de disque est utilisé, les métadonnées y sont également stockées. Par défaut, chaque nœud du WSFC obtient un vote pour constituer un quorum ; un témoin est utilisé si nécessaire, et s’il est configuré.

Groupes de disponibilité Always On sont des sous-clés du cluster WSFC.

Si vous supprimez et recréez un cluster WSFC, vous devez désactiver et réactiver la fonctionnalité Groupes de disponibilité Always On sur chaque instance de serveur activée pour Groupes de disponibilité Always On sur le cluster WSFC d’origine. Pour plus d’informations, consultez Activer et désactiver les groupes de disponibilité Always On.

Capture d’écran du cluster de basculement Windows Server.

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