Gedeelde clustervolumes definiëren

  • 7 minuten

Voor een breed scala aan scenario's met hoge beschikbaarheid moet clusteringtechnologieën ondersteuning bieden voor het bestandssysteem voor gedistribueerde toegang. Dit zorgt voor efficiënte, gecoördineerde toegang tot gedeelde opslag op meerdere clusterknooppunten die niet leiden tot beschadiging van gegevens. Windows Server implementeert dergelijke ondersteuning met behulp van CSV.

Wat zijn gedeelde clustervolumes?

CSV is een algemeen geclusterd bestandssysteem (ook wel CSVFS genoemd) waarmee clusterknooppunten gelijktijdig kunnen lezen van en schrijven naar dezelfde set NT-bestandssysteemvolumes (NTFS) of Resilient File System (REFs). CSV wijst de volumes die worden gehost op schijven die zijn verbonden met clusterknooppunten toe aan de map C:\ClusterStorage\ op elk clusterknooppunt. Deze benadering biedt één naamruimte, waarbij alle CSV-inhoud beschikbaar is via dezelfde naam en hetzelfde pad op elk knooppunt in een cluster.

The correlation between the storage pool, CSVs, and C:\ClusterStorage\ file system directories.

CSV-mogelijkheden

Gelijktijdige volumetoegang biedt meer gelijkmatige verdeling van de belasting en verhoogt de failoversnelheid door de noodzaak van wijzigingen in het eigendom van het station te elimineren of volumes te ontkoppelen en opnieuw te koppelen. Daarnaast biedt CSV de volgende mogelijkheden:

  • Ondersteuning voor de online chkdsk. De chkdsk-bewerking wordt online uitgevoerd, zonder dat dit van invloed is op workloads met open ingangen op het bestandssysteem.
  • Ondersteuning voor BitLocker-stationsversleuteling. U kunt BitLocker gebruiken om volumes te versleutelen voor zowel traditionele geclusterde schijven als CSV-volumes.
  • Integratie met SMB meerdere kanalen en SMB Direct. Hierdoor kan CSV-verkeer via meerdere netwerken in het cluster streamen en profiteren van netwerkadapters die REMOTE Direct Memory Access (RDMA) ondersteunen.
  • Integratie met Opslagruimten. Hierdoor is gevirtualiseerde opslag op clusters met basishardware mogelijk.
  • De mogelijkheid om volumes online te scannen en te herstellen. Met CSV kunt u volumes zonder downtime scannen en herstellen wanneer u hulpprogramma's zoals chkdsk, fsutil en de Repair-Volume Windows PowerShell-cmdlet gebruikt.
  • Verbeterde CSV-tolerantie. Windows Server implementeert meerdere exemplaren van de Server-service, waardoor de tolerantie en schaalbaarheid van SMB-verkeer tussen knooppunten worden verbeterd. Het standaardexemplaren van de Server-service accepteert aanvragen die toegang hebben tot reguliere bestandsshares, terwijl de extra exemplaren CSV-verkeer tussen knooppunten beheren.

CSV ondersteunt twee hoofdtypen werkbelastingen:

  • Geclusterde Microsoft Hyper-V-VM's (inclusief hun VHD-bestanden (virtuele harde schijf).
  • Scale-out bestandsshares die toepassingsgegevens hosten voor de geclusterde SOFS-rol.

Met CSV kunt u schijfbestanden van meerdere VM's opslaan op één volume en de VM's overal op elk clusterknooppunt uitvoeren. Bovendien versnelt CSV de functionaliteit voor livemigratie, waardoor het eigendom van de schijf niet meer hoeft te worden gewijzigd wanneer een virtuele machine naar een ander knooppunt wordt verplaatst, waardoor de prestaties en stabiliteit van het migratieproces worden verbeterd.

Hoewel elk knooppunt onafhankelijk van en naar afzonderlijke bestanden op het volume kan lezen en schrijven, functioneert één knooppunt als de CSV-eigenaar (of coördinator) van het volume. Dit knooppunt fungeert als host voor het koppelen van het volume. U hebt de mogelijkheid om een afzonderlijk volume toe te wijzen aan een specifieke eigenaar, maar een failovercluster distribueert automatisch csv-eigendom tussen clusterknooppunten. Het distributiemechanisme beschouwt het aantal CSV's waarvan elk knooppunt eigenaar is. De clusterservice herverdeelt het eigendom na wijzigingen, zoals het toevoegen, verwijderen of opnieuw starten van een knooppunt.

Wanneer wijzigingen in metagegevens van het bestandssysteem plaatsvinden op een CSV-volume, is de eigenaar verantwoordelijk voor het implementeren en beheren van hun indeling, waarbij deze worden gesynchroniseerd op alle clusterknooppunten met toegang tot dat volume. Dergelijke wijzigingen omvatten bijvoorbeeld het starten, maken, migreren of verwijderen van VM-schijfbestanden die zich op het volume bevinden. Metagegevensupdates omvatten geen directe communicatie van niet-eigenaarclusterknooppunten naar de gedeelde opslag die als host fungeert voor het volume.

Standaardbewerkingen voor schrijven en lezen om bestanden op een CSV-volume te openen, hebben daarentegen geen invloed op metagegevens. In feite kan elk clusterknooppunt met directe connectiviteit met de onderliggende opslag, deze afzonderlijk uitvoeren, zonder dat dit afhankelijk is van de CSV-eigenaar van het volume. Dergelijke bewerkingen vormen, in tegenstelling tot updates van metagegevens, het grootste deel van de opslagactiviteit.

Het eigenaarknooppunt minimaliseert ook negatieve gevolgen van storingen in de opslagconnectiviteit en opslagbewerkingen die verhinderen dat een bepaald knooppunt rechtstreeks communiceert met de opslag. In het geval van dergelijke gebeurtenissen leidt een knooppunt dat moet communiceren met de onderliggende opslag de schijf-I/O via een clusternetwerk om naar het eigenaarknooppunt van het bijbehorende volume. Als het huidige coördinatorknooppunt te maken krijgt met een verbindingsfout in de opslag, worden alle I/O-bewerkingen van de schijf tijdelijk in de wachtrij geplaatst terwijl de coördinatorrol automatisch wordt toegewezen aan een nieuw knooppunt.

Plannen voor CSV

Als u CSV wilt gebruiken, moeten uw opslag en schijven voldoen aan de volgende vereisten:

  • Bestandssysteemindeling en schijfconfiguratie. Een schijf of opslagruimte voor een CSV-volume moet een standaardschijf gebruiken in ntfs-indeling van ReFs. Wanneer u opslagruimten gebruikt, kunt u een eenvoudige ruimte, een gespiegelde ruimte of een pariteitsruimte configureren.
  • Fysieke schijfclusterbronnen. CSV-volume is afhankelijk van het resourcetype fysieke schijf. Als u een resourcetype fysieke schijf wilt maken, moet u een schijf of opslagruimte toevoegen aan clusteropslag.

Aanvullende planningsoverwegingen zijn onder andere:

  • Het aantal en de grootte van logische eenheidsnummers (LUN's) en volumes. Neem contact op met de leverancier van uw opslag voor hulp.
  • Het aantal en de grootte van VM's (voor VM-implementaties). Hoewel er geen beperkingen gelden voor het aantal VM's per volume, moet u overwegen om bij het bepalen van het optimale aantal I/O-vereisten rekening te houden.
  • Clusternetwerken. Clusternetwerken moeten de potentiële toename van het netwerkverkeer naar het coördinatorknooppunt mogelijk maken tijdens de I/O-omleiding.

CSV implementeren

De CSV-functie is standaard ingeschakeld in failoverclustering. Als u een schijf wilt toevoegen aan CSV, moet u deze eerst opnemen in de groep Beschikbare opslag van het cluster. Voordat u opslag aan het CSV-bestand kunt toevoegen, moet de bijbehorende schijf beschikbaar zijn als gedeelde opslag aan het cluster. Wanneer u een failovercluster maakt, worden alle bestaande gedeelde schijven automatisch toegevoegd aan het cluster. Op dat moment kunt u ze toevoegen aan CSV. Als u later meer schijven aan de gedeelde opslag toevoegt, moet u eerst de opslag toevoegen aan het cluster en vervolgens de opslag toevoegen aan het CSV-bestand. U kunt al deze taken uitvoeren met failoverclusterbeheer of Windows PowerShell-cmdlets.