Replicação de armazenamento de cluster para cluster

Artigo
03/09/2023

A Réplica de armazenamento pode replicar volumes entre clusters, incluindo a replicação de clusters usando Espaços de Armazenamento Diretos. O gerenciamento e a configuração são semelhantes aos da replicação de servidor para servidor.

Você configurará esses computadores e o armazenamento em uma configuração de cluster para cluster, em que um cluster replica seu próprio conjunto de armazenamento com outro cluster e seu conjunto de armazenamento. Esses nós e seu armazenamento devem estar localizados em locais físicos separados, embora isso não seja obrigatório.

Importante

No teste, os quatro servidores são um exemplo. Use qualquer quantidade de servidores com suporte pela Microsoft em cada cluster, que atualmente é 8 para um cluster de Espaços de Armazenamento Diretos e 64 para um cluster de armazenamento compartilhado.

Este guia não abrange a configuração de Espaços de Armazenamento Diretos. Para saber mais sobre como configurar Espaços de Armazenamento Diretos, confira Visão geral dos Espaços de Armazenamento Diretos.

Este passo a passo usa o seguinte ambiente como exemplo:

Dois servidores membros, denominados SR-SRV01 e SR-SRV02 que posteriormente são transformados em um cluster denominado SR-SRVCLUSA.
Dois servidores membros, denominados SR-SRV03 e SR-SRV04 que posteriormente são transformados em um cluster denominado SR-SRVCLUSB.
Um par de "locais" lógicos que representam dois data centers diferentes, com um chamado Redmond e um chamado Bellevue.

Diagrama que mostra um ambiente de exemplo com um cluster no site de Redmond replicando com um cluster no site Bellevue

FIGURA 1: replicação de cluster para cluster

Pré-requisitos

Floresta dos Active Directory Domain Services (não precisa ser executada no Windows Server 2016).
4 a 128 servidores (dois clusters de 2 a 64 servidores) executando o Windows Server 2019 ou Windows Server 2016, Datacenter Edition. Se estiver executando o Windows Server 2019, poderá usar a Standard Edition se você estiver OK ao replicar apenas um único volume de até 2 TB de tamanho.
Dois conjuntos de armazenamento, usando JBODs SAS, SAN fibre channel, Shared VHDX, Storage Spaces Direct ou iSCSI target. O armazenamento deve conter uma mistura de mídias HDD e SSD. Você disponibilizará cada conjunto de armazenamento apenas para cada um dos clusters, sem acesso compartilhado entre clusters.
Cada conjunto de armazenamento deve permitir a criação de pelo menos dois discos virtuais, um para dados replicados e outro para logs. O armazenamento físico deve ter os mesmos tamanhos de setor em todos os discos de dados. O armazenamento físico deve ter os mesmos tamanhos de setor em todos os discos de logs.
Pelo menos uma conexão de Ethernet/TCP em cada servidor para replicação síncrona, mas, preferencialmente, RDMA.
Regras de firewall e roteador apropriadas para permitir ICMP, SMB (porta 445, além de 5445 para SMB Direct) e tráfego bidirecional de WS-MAN (porta 5985) entre todos os nós.
Uma rede entre servidores com largura de banda suficiente para conter a carga de trabalho de gravação de E/S e uma média de =5 ms de latência de viagem de ida e volta, para replicação síncrona. A replicação assíncrona não tem uma recomendação de latência.
O armazenamento replicado não pode ser localizado na unidade que contém a pasta do sistema operacional Windows.
Há importantes considerações e limitações para a replicação de Espaços de Armazenamento Diretos – examine as informações detalhadas abaixo.

Muitos desses requisitos podem ser determinados usando o cmdlet Test-SRTopology. Você obtém acesso a essa ferramenta se instalar os recursos Ferramentas de Gerenciamento de Réplica de Armazenamento ou Réplica de Armazenamento em pelo menos um servidor. Não é necessário configurar a Réplica de Armazenamento para usar essa ferramenta, apenas para instalar o cmdlet. Mais informações estão incluídas nas etapas abaixo.

Etapa 1: Provisionar o sistema operacional, os recursos, as funções, o armazenamento e a rede

Instale o Windows Server em todos os quatro nós do servidor com um tipo de instalação do Windows Server (Experiência Desktop).
Adicione as informações de rede e vincule-as ao domínio, depois reinicie-as.

Importante

Desse ponto em diante, sempre faça logon como um usuário de domínio que é membro do grupo de administradores internos em todos os servidores. Lembre-se sempre de elevar seus prompts de CMD e do Windows PowerShell ao executar em uma instalação de servidor gráfico ou em um computador com Windows 10.
Conecte o primeiro conjunto de compartimento de armazenamento JBOD, destino iSCSI, SAN FC ou armazenamento em disco fixo local (DAS) ao servidor no local Redmond.
Conecte o segundo conjunto de armazenamento ao servidor no local Bellevue.
Conforme for apropriado, instale o firmware e os drivers mais recentes de fornecedor de armazenamento e compartimento, os drivers mais recentes de fornecedor de HBA, o firmware mais recente do fornecedor de UEFI/BIOS, os drivers mais recentes de fornecedor de rede e os drivers mais recentes de chipsets da placa-mãe em todos os quatro nós. Reinicie os nós conforme necessário.

Observação

confira a documentação do fornecedor de hardware para configurar o armazenamento compartilhado e o hardware de rede.
Verifique se as configurações de BIOS/UEFI para servidores permitem o alto desempenho, como desabilitar C-State, definir a velocidade de QPI, habilitar NUMA e definir a frequência de memória mais alta. Verifique se o gerenciamento de energia no Windows Server está definido como alto desempenho. Reinicie conforme necessário.
Configure as funções da seguinte maneira:
- Método gráfico
  1. Execute ServerManager.exe e crie um grupo de servidores, adicionando todos os nós de servidor.
  2. Instale as funções e os recursos de Servidor de Arquivos e Réplica de Armazenamento em cada um dos nós e reinicie-os.
- Método do Windows PowerShell
  
  No SR-SRV04 ou em um computador de gerenciamento remoto, execute o seguinte comando em um console do Windows PowerShell para instalar os recursos e as funções necessárias para um cluster estendido nos quatro nós e reinicie-os:
```
$Servers = 'SR-SRV01','SR-SRV02','SR-SRV03','SR-SRV04'

$Servers | ForEach { Install-WindowsFeature -ComputerName $_ -Name Storage-Replica,Failover-Clustering,FS-FileServer -IncludeManagementTools -restart }
```
  Para saber mais sobre essas etapas, confira Instalar ou desinstalar funções, serviços de função ou recursos
Configure o armazenamento da seguinte maneira:
Importante
- Você deve criar dois volumes em cada compartimento: um para dados e outro para logs.
- Os discos de dados e log devem ser inicializados como GPT, não MBR.
- Os dois volumes de dados devem ser de tamanho idêntico.
- Os dois volumes de log devem ser de tamanho idêntico.
- Todos os discos de dados replicados devem ter os mesmos tamanhos de setor.
- Todos os discos de log devem ter os mesmos tamanhos de setor.
- Os volumes de log devem usar armazenamento baseado em flash, como SSD. A Microsoft recomenda que o armazenamento de log seja mais rápido do que o armazenamento de dados. Volumes de log nunca devem ser usados para outras cargas de trabalho.
- Os discos de dados podem usar HDD, SSD ou uma combinação em camadas e podem usar os espaços espelhados ou de paridade, ou RAID 1 ou 10, RAID 5 ou RAID 50.
- O volume do log deve ter pelo menos 8 GB por padrão e talvez precise ser maior ou menor, dependendo dos requisitos de log.
- Ao usar os Espaços de Armazenamento Diretos com um cache NVME ou SSD, você visualizará um aumento maior do que o esperado na latência ao configurar a replicação da Réplica de Armazenamento entre clusters de Espaços de Armazenamento Diretos. A alteração na latência é proporcionalmente muito maior do que você visualiza ao usar NVME e SSD em uma configuração de desempenho + configuração de capacidade e nenhum nível de HDD nem nível de capacidade.
Esse problema ocorre devido a limitações de arquitetura no mecanismo de log da SR combinadas com a latência extremamente baixa do NVME em comparação com a mídia mais lenta. Ao usar o cache de Espaços de Armazenamento Diretos, todos os logs de E/S de SR, juntamente a todas as E/S de leitura/gravação recentes de aplicativos, ocorrerão no cache e nunca nas camadas de desempenho ou capacidade. Isso significa que todas as atividades de SR ocorrem na mesma mídia de velocidade. Essa configuração não tem suporte recomendado (consulte https://aka.ms/srfaq para obter recomendações de log).

Ao usar Espaços de Armazenamento Diretos com HDDs, não é possível desabilitar ou evitar o cache. Como solução alternativa, se estiver usando apenas SSD e NVME, você poderá configurar somente os níveis de desempenho e capacidade. Se estiver usando essa configuração e colocando os logs de SR no nível do desempenho apenas com os volumes de dados que eles atendem estando somente no nível da capacidade, você evitará o problema de alta latência descrito acima. O mesmo pode ser feito com uma combinação de SSDs mais rápidos e mais lentos e sem NVME.

Essa solução alternativa, naturalmente, não é ideal e alguns clientes podem não ser capazes de usá-la. A equipe do SR está trabalhando em otimizações e no mecanismo de log atualizado para no futuro reduzir esses gargalos artificiais que ocorrem. Não há nenhum ETA para isso, mas quando disponível para os clientes do TAP para teste, essas perguntas frequentes serão atualizadas.

Para compartimentos JBOD:

Verifique se cada cluster pode ver apenas os compartimentos de armazenamento do local e se as conexões SAS estão configuradas corretamente.
Provisione o armazenamento usando Espaços de Armazenamento seguindo as etapas 1 a 3 fornecidas em Implantar espaços de armazenamento em um servidor autônomo usando o Windows PowerShell ou Gerenciador do Servidor.

Para armazenamento de destino iSCSI:

Verifique se cada cluster pode ver apenas compartimentos de armazenamento do site. Você deverá usar mais de um único adaptador de rede se usar iSCSI.
Provisione o armazenamento usando a documentação do fornecedor. Se estiver usando o destino iSCSI baseado em Windows, confira Armazenamento em bloco de destino iSCSI, Como.

Para o armazenamento SAN FC:

Verifique se cada cluster pode ver apenas os compartimentos de armazenamento desse local e se você definiu corretamente as zonas dos hosts.
Provisione o armazenamento usando a documentação do fornecedor.

Para Espaços de Armazenamento Diretos:

Verifique se cada cluster pode visualizar apenas os compartimentos de armazenamento do local implantando Espaços de Armazenamento Diretos.
Certifique-se de que os volumes de log SR sempre estará no armazenamento flash mais rápido e os volumes de dados no armazenamento de mais lenta alta capacidade.
Inicie o Windows PowerShell e use o cmdlet Test-SRTopology para determinar se você atende a todos os requisitos de Réplica de Armazenamento. Você pode usar o cmdlet em um modo somente de requisitos para um teste rápido, assim como um modo de avaliação de desempenho de execução longa. Por exemplo,
```
MD c:\temp

Test-SRTopology -SourceComputerName SR-SRV01 -SourceVolumeName f: -SourceLogVolumeName g: -DestinationComputerName SR-SRV03 -DestinationVolumeName f: -DestinationLogVolumeName g: -DurationInMinutes 30 -ResultPath c:\temp
```
Importante

Ao usar um servidor de teste com nenhuma carga de gravação de E/S no volume de origem especificado durante o período de avaliação, adicione uma carga de trabalho ou o servidor não gerará um relatório útil. Você deve testar com cargas de trabalho de produção para ver os números reais e os tamanhos de log recomendados. Como alternativa, basta copiar alguns arquivos no volume de origem durante o teste ou baixar e executar DISKSPD para gerar a E/S de gravação. Por exemplo, uma amostra com uma carga de trabalho de E/S de gravação baixa por cinco minutos para o volume D: Diskspd.exe -c1g -d300 -W5 -C5 -b8k -t2 -o2 -r -w5 -h d:\test.dat
Examine o relatório TestSrTopologyReport.html para garantir que você atende aos requisitos da Réplica de Armazenamento.

Etapa 2: Configurar dois clusters de failover do Servidor de Arquivos de Escalabilidade Horizontal

Agora você criará dois clusters de failover normais. Após a configuração, a validação e o teste, você os replicará usando a Réplica de Armazenamento. Execute todas as etapas abaixo diretamente nos nós de cluster ou a partir de um computador de gerenciamento remoto que contenha as Ferramentas de Administração de Servidor Remoto do Windows Server.

Método gráfico

Execute cluadmin.msc em relação a um nó em cada site.
Valide o cluster proposto e analise os resultados para garantir que você possa continuar. O exemplo usado abaixo é SR-SRVCLUSA e SR-SRVCLUSB.
Crie os dois clusters. Verifique se os nomes dos clusters têm no máximo 15 caracteres.
Configure uma testemunha de compartilhamento de arquivo ou testemunha de nuvem.

Observação

Agora o Windows Server inclui uma opção para Testemunha baseada na nuvem (Azure). Você pode escolher essa opção de quorum em vez da testemunha de compartilhamento de arquivos.

Aviso

Para saber mais sobre a configuração de quorum, confira a seção Configuração de testemunha em Configurar e gerenciar o Quorum. Para saber mais sobre o cmdlet Set-ClusterQuorum, confira Set-ClusterQuorum.
Adicione um disco no local de Redmond ao CSV de cluster. Para fazer isso, clique com botão direito em um disco de origem no nó Discos da seção Armazenamento e, em seguida, clique em Adicionar aos Volumes Compartilhados Clusterizados.
Crie o Servidor de Arquivos de Escalabilidade Horizontal clusterizado nos dois clusters usando as instruções em Configurar Servidor de Arquivos de Escalabilidade Horizontal

Método do Windows PowerShell

Teste o cluster proposto e analise os resultados para garantir que você possa continuar:
```
Test-Cluster SR-SRV01,SR-SRV02
Test-Cluster SR-SRV03,SR-SRV04
```

Crie os clusters (você deve especificar seus próprios endereços IP estáticos para os clusters). Verifique se cada nome do cluster tem no máximo 15 caracteres:

New-Cluster -Name SR-SRVCLUSA -Node SR-SRV01,SR-SRV02 -StaticAddress <your IP here>
New-Cluster -Name SR-SRVCLUSB -Node SR-SRV03,SR-SRV04 -StaticAddress <your IP here>

Configure uma Testemunha de compartilhamento de arquivos ou Testemunha de nuvem (Azure) em cada cluster que aponta para um compartilhamento hospedado no controlador de domínio ou em outro servidor independente. Por exemplo:
```
Set-ClusterQuorum -FileShareWitness \\someserver\someshare
```
Observação

Agora o Windows Server inclui uma opção para Testemunha baseada na nuvem (Azure). Você pode escolher essa opção de quorum em vez da testemunha de compartilhamento de arquivos.

Aviso

Para saber mais sobre a configuração de quorum, confira a seção Configuração de testemunha em Configurar e gerenciar o Quorum. Para saber mais sobre o cmdlet Set-ClusterQuorum, confira Set-ClusterQuorum.
Crie o Servidor de Arquivos de Escalabilidade Horizontal clusterizado nos dois clusters usando as instruções em Configurar Servidor de Arquivos de Escalabilidade Horizontal

Etapa 3: Configurar a replicação de cluster para cluster usando o Windows PowerShell

Agora você configurará a replicação de cluster para cluster usando o Windows PowerShell. Execute todas as etapas abaixo diretamente nos nós ou a partir de um computador de gerenciamento remoto que contenha as Ferramentas de Administração de Servidor Remoto do Windows Server

Conceda ao primeiro cluster acesso total ao outro cluster executando o cmdlet Grant-SRAccess em qualquer nó no primeiro cluster ou remotamente. Ferramentas de Administração de Servidor Remoto do Windows Server
```
Grant-SRAccess -ComputerName SR-SRV01 -Cluster SR-SRVCLUSB
```
Conceda ao segundo cluster acesso total ao outro cluster executando o cmdlet Grant-SRAccess em qualquer nó no segundo cluster ou remotamente.
```
Grant-SRAccess -ComputerName SR-SRV03 -Cluster SR-SRVCLUSA
```
Configure a replicação de cluster para cluster, especificando os discos de origem e destino, os logs de origem e destino, os nomes de cluster de origem e destino e o tamanho do log. Você pode executar esse comando localmente no servidor ou usando um computador de gerenciamento remoto.
```
New-SRPartnership -SourceComputerName SR-SRVCLUSA -SourceRGName rg01 -SourceVolumeName c:\ClusterStorage\Volume2 -SourceLogVolumeName f: -DestinationComputerName SR-SRVCLUSB -DestinationRGName rg02 -DestinationVolumeName c:\ClusterStorage\Volume2 -DestinationLogVolumeName f: -LogType Raw
```
Aviso

O tamanho do log padrão é 8 GB. Dependendo dos resultados do cmdlet Test-SRTopology, você pode optar por usar -LogSizeInBytes com um valor maior ou menor.
Para obter o estado de origem e de destino de replicação, use Get-SRGroup e Get-SRPartnership da seguinte maneira:
```
Get-SRGroup
Get-SRPartnership
(Get-SRGroup).replicas
```

Determine o andamento da replicação da seguinte maneira:

No servidor de origem, execute o comando a seguir e examine os eventos 5015, 5002, 5004, 1237, 5001 e 2200:
```
Get-WinEvent -ProviderName Microsoft-Windows-StorageReplica -max 20
```

No servidor de destino, execute o seguinte comando para ver os eventos de Réplica de Armazenamento que mostram a criação da parceria. Esse evento indica o número de bytes copiados e o tempo gasto. Exemplo:

Get-WinEvent -ProviderName Microsoft-Windows-StorageReplica | Where-Object {$_.ID -eq "1215"} | Format-List

Veja um exemplo da saída:

TimeCreated  : 4/8/2016 4:12:37 PM
ProviderName : Microsoft-Windows-StorageReplica
Id           : 1215
Message      : Block copy completed for replica.
    ReplicationGroupName: rg02
    ReplicationGroupId:
    {616F1E00-5A68-4447-830F-B0B0EFBD359C}
    ReplicaName: f:\
    ReplicaId: {00000000-0000-0000-0000-000000000000}
    End LSN in bitmap:
    LogGeneration: {00000000-0000-0000-0000-000000000000}
    LogFileId: 0
    CLSFLsn: 0xFFFFFFFF
    Number of Bytes Recovered: 68583161856
    Elapsed Time (seconds): 117

Como alternativa, o grupo de servidores de destino para a réplica informa o número de bytes restantes para copiar todo o tempo e pode ser consultado por meio do PowerShell. Por exemplo:

(Get-SRGroup).Replicas | Select-Object numofbytesremaining

Como um exemplo de andamento (que não será encerrado):

  while($true) {
  $v = (Get-SRGroup -Name "Replication 2").replicas | Select-Object numofbytesremaining
  [System.Console]::Write("Number of bytes remaining: {0}`n", $v.numofbytesremaining)
  Start-Sleep -s 5
 }

No servidor de destino no cluster de destino, execute o comando a seguir e examine os eventos 5009, 1237, 5001, 5015, 5005 e 2200 para compreender o andamento do processamento. Não deve haver nenhum aviso de erro nessa sequência. Haverá muitos eventos 1237; eles indicam o progresso.
```
Get-WinEvent -ProviderName Microsoft-Windows-StorageReplica | FL
```
Observação

O disco de cluster de destino sempre aparece como Online (Sem acesso) quando replicado.

Etapa 4: Gerenciar a replicação

Agora você irá gerenciar e operar a replicação de cluster para cluster. Execute todas as etapas abaixo diretamente nos nós de cluster ou a partir de um computador de gerenciamento remoto que contenha as Ferramentas de Administração de Servidor Remoto do Windows Server.

Use Get-ClusterGroup ou Gerenciador de Cluster de Failover para determinar a origem e o destino atuais da replicação e seus status. Ferramentas de Administração de Servidor Remoto do Windows Server
Para medir o desempenho da replicação, use o cmdlet Get-Counter nos nós de origem e de destino. Os nomes de contador são:
- \Estatísticas de E/S da Partição de Réplica de Armazenamento(*)\Número de vezes que a liberação pausou
- \Estatísticas de E/S da Partição de Réplica de Armazenamento(*)\Número de E/S com liberação pendente
- \Estatísticas de E/S da Partição de Réplica de Armazenamento(*)\Número de solicitações da última gravação de log
- \Estatísticas de E/S da Partição de Réplica de Armazenamento(*)\Tamanho da Fila de Liberação Méd
- \Estatísticas de E/S da Partição de Réplica de Armazenamento(*)\Tamanho da Fila de Liberação Atual
- \Estatísticas de E/S da Partição de Réplica de Armazenamento(*)\Número de Solicitações de Gravação de Aplicativo
- \Estatísticas de E/S da Partição de Réplica de Armazenamento(*)\Número de solicitações por gravação de log Méd
- \Estatísticas de E/S da Partição de Réplica de Armazenamento(*)\Média de Gravação de Aplicativo
- \Estatísticas de E/S da Partição de Réplica de Armazenamento(*)\Média de Leitura de Aplicativo
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\RPO de Destino
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\RPO Atual
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Comprimento da Fila de Log Méd
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Comprimento da Fila de Log Atual
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Total de Bytes Recebidos
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Total de Bytes Enviados
- \Estatísticas de réplica de armazenamento (*)\Latência enviada de rede méd
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Estado da Replicação
- \Estatísticas de réplica de armazenamento(*)\Média de Viagem de Ida e Volta da Mensagem
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Tempo Decorrido da Última Recuperação
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Número de Transações de Recuperação Liberadas
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Número de Transações de Recuperação
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Número de Transações de Replicação Liberadas
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Número de Transações de Replicação
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Número Máximo de Sequência de Log
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Número de Mensagens Recebidas
- \Estatísticas de Réplica de Armazenamento(*)\Número de Mensagens Enviadas
Para saber mais sobre contadores de desempenho no Windows PowerShell, confira Get-Counter.
Para mover a direção da replicação de um site, use o cmdlet Set-SRPartnership.
```
Set-SRPartnership -NewSourceComputerName SR-SRVCLUSB -SourceRGName rg02 -DestinationComputerName SR-SRVCLUSA -DestinationRGName rg01
```
Observação

O Windows Server impede a troca de função quando a sincronização inicial está em andamento, o que pode levar à perda de dados se você tentar alternar antes de permitir que a replicação inicial seja concluída. Não force a alternação de direções até que a sincronização inicial seja concluída.

Verifique os logs de evento para ver a mudança da direção de replicação e a ocorrência do modo de recuperação e reconcilie. A gravação de E/Ss pode gravar no armazenamento pertencente ao novo servidor de origem. Alterar a direção da replicação bloqueará a gravação de E/Ss no computador de origem anterior.

Observação

O disco de cluster de destino sempre aparece como Online (Sem acesso) quando replicado.
Para alterar o tamanho do log do padrão de 8 GB, use Set-SRGroup nos Grupos de Réplica de Armazenamento de origem e destino.

Importante

O tamanho do log padrão é 8 GB. Dependendo dos resultados do cmdlet Test-SRTopology, você pode optar por usar -LogSizeInBytes com um valor maior ou menor.
Para remover a replicação, use Get-SRGroup, Get-SRPartnership, Remove-SRGroup e Remove-SRPartnership em cada cluster.
```
Get-SRPartnership | Remove-SRPartnership
Get-SRGroup | Remove-SRGroup
```
Observação

Armazenamento réplica desmonta os volumes de destino. Isso ocorre por design.

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