Изучение архитектуры и компонентов общих томов кластера
При реализации и работе с CSV важно понимать его архитектуру и компоненты.
Архитектура CSV
CSV состоит из общих томов, которые сопоставляются с подкаталогами в каталоге C:\ClusterStorage\directory на каждом узле кластера. Этот подход предоставляет единое пространство имен, где все содержимое CSV можно найти по одному имени и пути на любом узле в кластере.
Примечание.
Диспетчер томов CSV — это программный компонент в стеке файловой системы CSV, ответственный за предоставление томов CSV в качестве подкаталогов в каталоге C:\ClusterStorage\ directory.
Одним из ключевых модулей стека файловой системы CSV является диспетчер томов CSV. Это драйвер, который гарантирует, что CSV будут представлены как локальные тома. На следующей схеме каждый том в пуле носителей имеет собственный каталог файловой системы. Например, папка C:\ClusterStorage\Volume 1 сопоставляется с Volume1.
Хотя каждый узел может независимо считывать данные из отдельных файлов на заданном томе и записывать их в него, один из узлов выполняет функцию владельца CSV (или координатора) этого тома. На этом узле размещается подключение тома. Вы можете назначить отдельный том конкретному владельцу, однако отказоустойчивый кластер автоматически распределяет владение CSV между узлами кластера. Механизм распределения учитывает количество CSV, которыми владеет каждый узел. Служба кластеров перераспределяет владение после внесения таких изменений, как добавление, удаление или перезапуск узла.
Примечание.
Диспетчер отказоустойчивости кластеров помечает узел-координатор тома CSV в качестве узла владельца на панели дисков. Это обозначение также отображается в выходных данных командлета Windows PowerShell Get-ClusterSharedVolume.
Когда на томе CSV происходят изменения в метаданных файловой системы, владелец отвечает за их внедрение, управление их оркестрацией и синхронизацию на всех узлах кластера с доступом к этому тому. К таким изменениям относятся, например, запуск, создание, миграция или удаление файлов виртуальной машины, которые находятся на томе. Владелец использует свой стек NTFS или ReFS для применения изменений и SMB 3.x для репликации их на другие узлы кластера с подключением к базовому хранилищу. Изменения метаданных не подразумевают прямой связи между узлами кластера, не являющимися владельцами, и общим хранилищем, в котором размещен том, как показано на следующем рисунке.
С другой стороны, стандартные операции записи и чтения для открытия файлов на томе CSV не влияют на метаданные. Фактически каждый узел кластера с подключением к базовому хранилищу может выполнять их независимо от других, не полагаясь на владельца тома CSV. Такие операции, в отличие от обновлений метаданных, составляют подавляющее большинство действий в хранилище. Прямые операции ввода-вывода обходят стек тома, который включает компоненты NTFS или ReFS, и напрямую взаимодействуют с базовым хранилищем. В результате архитектура CSV оптимизирует производительность операций ввода-вывода, сохраняя при этом целостность файловой системы.
Узел-владелец также минимизирует негативное влияние сбоев подключения к хранилищу и операций с хранилищем, которые препятствуют обмену данными напрямую между данным узлом и хранилищем. В такой ситуации узел, который должен обмениваться данными с базовым хранилищем, перенаправляет дисковый ввод-вывод через сеть кластера в узел-владельца соответствующего тома. Если на текущем узле-координаторе происходит сбой подключения к хранилищу, все операции дискового ввода-вывода временно помещаются в очередь, а кластер автоматически назначает роль координатора новому узлу.
CSV поддерживает два режима перенаправления операций ввода-вывода в зависимости от типа события, которое инициировало переключение с прямого режима:
Перенаправление файловой системы. Это может произойти, когда стороннее приложение резервного копирования создает моментальный снимок тома CSV. В этом случае перенаправление выполняется на уровне файловой системы. Операции ввода-вывода обходят CSVFS на исходном узле и проходят через SMB к узлу-владельцу. После этого они достигают целевого диска с помощью стека файловой системы NTFS или ReFS. Это напоминает путь обновления метаданных. Этот сценарий показан на следующем рисунке. Узел 1 представляет узел кластера, который работает в режиме перенаправления файловой системы. Узел 2 выступает в роли владельца узла.
Перенаправление блоков. Это происходит, когда узел теряет подключение к тому, но том остается в сети. Перенаправление происходит на уровне блоков. В этом случае операции ввода-вывода также обходят CSVFS на исходном узле и проходят через SMB к узлу-владельцу. Однако они обходят стек NTFS или ReFS на узле-владельце аналогично прямому вводу-выводу, что значительно повышает производительность. Этот сценарий показан на следующем рисунке. Как и раньше, узел 1 представляет узел кластера, который работает в режиме перенаправления файловой системы. Узел 2 выступает в роли владельца узла.
Примечание.
Можно указать состояние тома CSV на узле, включая режим перенаправления ввода-вывода и его причину, с помощью командлета Windows PowerShell Get-ClusterSharedVolumeState.
Перенаправленный трафик ввода-вывода может перемещаться между несколькими сетями кластера, чтобы использовать преимущества интеграции CSV с такими функциями SMB 3.x, как SMB Multichannel и SMB Direct.