Dela via

Tillhandahåll en kostnadseffektiv lagring för Hyper-V-arbetsbelastningar med hjälp av Windows Server

  • Artikel

 

Gäller för: System Center 2012 R2, Windows Server 2012 R2

Vem riktar sig den här handboken till? Tjänsteleverantörer (värdar) som erbjuder infrastruktur-som-en-tjänst (IaaS) och stora organisationer som upprättar privata moln.

Hur kan den här handboken hjälpa dig? Du kan använda den här lösningshandboken för att förstå den övergripande designen och implementeringen av en viss filserverbaserad lagringslösning för Hyper-V kluster. Andra lösningar är möjliga, men vi beskriver dem inte här.

Lösningen använder lagringsutrymmen med lagringsnivåer, ett utbyggt File Server-kluster och lätthanterade Server Message Block (SMB) filresurser för att skapa en programvarudefinierad lagringslösning som maximerar lagringsprestanda, minskar kostnaderna och skalar beräkningsresurser och lagring oberoende av varandra.

Cloud_icon

Visste du att Microsoft Azure tillhandahåller liknande funktioner i molnet? Läs mer om lösningar för Microsoft Azure-lagring och -virtualisering.

Skapa en hybridlösning i Microsoft Azure:
- Lär dig mer om kostnadseffektiv och mycket dynamisk solid state-lagring för virtuella Azure-datorer
- Flytta virtuella datorer mellan Hyper-V och Microsoft Azure

Följande diagram illustrerar det problem och scenario som den här lösningsguiden tar upp.

Lagring för virtualiserade arbetsbelastningar

Diagram som visar en allmän lagringslösning

Anteckning

Var noga med att läsa igenom avsnittet Utmaningar för den här lösningen om du vill se några av de svåra områden där vi och våra samarbetspartners har pågående projekt. En lista över ändringar som nyligen gjorts i det här avsnittet finns i Ändra historik i det här avsnittet.

I den här lösningsguiden:

  • Scenario, problembeskrivning och mål

  • Hur ska man gå tillväga vid planering och design för denna lösning?

  • Vilka övergripande åtgärder bör utföras när man implementerar denna lösning?

Scenario, problembeskrivning och mål

Det här avsnittet innehåller en beskrivning av sammanhanget, problemet och målen för den här lösningen.

Scenario

I detta fall kan vi anta att du är antingen en medelstor värdleverantör som erbjuder hanteringstjänster (inklusive infrastruktur som en tjänst) eller ett stort företag som vill skapa privata moln. Du ger företag möjligheten att flytta olika aspekter av deras arbetsbelastning till en molnlösning som använder virtuella Hyper-V-maskiner. Med dessa nya arbetsbelastningar följer en häpnadsväckande mängd data...

Problembeskrivning

Som du säkert är smärtsamt medveten om är lagring en av de största utgifterna för värdtjänster i molnet. Kraven på lagringsutrymme ökar och även om priset på hårddisken sjunker har du antagligen lagt ut en ordentlig summa på solid state-hårddiskar (SSD) i ett försök att öka prestandan. Den övergripande effekten är att lagringen fortsätter att vara dyr att förvärva och driva.

Dina befintliga lagringsmöjligheter omfattar dyra SAN-nätverk (SAN) som använder fiberkanaler, men det är möjligt att du överväger iSCSI i fall när prestandan inte är det viktigaste. Medan de här alternativen kan tillhandahålla flexibla lagringskonfigurationer, har de vissa nackdelar:

  • Fiberkanalnätverk (och även iSCSI) SAN-nätverk är ganska dyra.

  • SAN-nätverk kan vara komplicerade att ställa in och underhålla.

Därför vill du lösa följande problem:

  • Hur kan du erbjuda flexibel och högpresterande lagring för Hyper-V-värdar samtidigt som kostnaderna hålls nere?

Organisationsmål

I princip letar du efter en lagringslösning som innehåller följande:

  • Kontinuerlig tillgänglighet -Du måste garantera att fjärrlagringen ständigt är tillgänglig med minst möjliga driftstopp.

  • Skalbar lagring – Du måste kunna tillhandahålla lagring på hundratals terabyte med hög genomströmning till de tusentals virtuella datorer som du vill vara värd för (den här lösningen ger ungefär 150–600 TB kapacitet för 1 000–8 192 virtuella datorer med cirka 75 GB per virtuell dator).

  • Högpresterande -Du behöver en lagringslösning som ger utmärkt prestanda för varje virtuell dator och tjänst.

  • Effektiv hantering - Du behöver effektiva och kraftfulla verktyg som hjälper dig att konfigurera och hantera hela molnlösningen, som består av hundratals diskar och dussintals servernoder.

  • Låg kostnad -Du måste förhindra att lagringen använder hela din budget.

Hur ska man gå tillväga vid planering och design för denna lösning?

Det här avsnittet beskriver en lösning som vi rekommenderar för ovanstående problem och mål. Den här lösningen fokuserar på lagringsdelen av en molnplattform som består av följande tre delar:

  • Beräkna - Klienternas arbetsbelastningar befinner sig på ett beräkningskluster som kör virtuella Hyper-V maskiner.

  • Lagring -Virtuella datorer lagras på ett filserverkluster med hög prestanda.

  • Hantering - beräknings- och filserverkluster som hanteras av ett hanteringskluster.

I följande diagram illustreras lagringdelen av den här lösningen:

Arkitektur för Windows Server-baserad lagring för virtuella maskiner

Lagringslösning med hjälp av Microsoft-programvara

I följande tabell visas de element som ingår i den här lösningsdesignen och anges de skäl som ligger till grund för att designen valdes.

Designlösningselement

Hur det stöder denna lösning

Flera lagringsenheter

Flera JBOD-höljen rymmer prisvärda seriellt anslutna SCSI (SAS)-enheter, hårddiskar och transistoriserade diskar (SSD) av högsta klass, så att du slipper dyra SAN-enheter.

Filservrar som kör Windows Server 2012 R2

JBOD-inneslutningar är anslutna till standardfilserverkluster med fyra noder som kör Windows Server 2012 R2 med hjälp av prisvärda SAS-enheter (icke-RAID).

Klustrade lagringspooler

Alla diskar i höljena läggs till i klustrade lagringspooler med lagringsutrymmen, vilket gör att du slipper hantera individuella diskar.

Lagringsutrymmen

Virtuella diskar så kallade lagringsutrymmen, skapas från ledigt utrymme i lagringspooler. Dessa lagringsutrymmen tilldelas programdefinierade flexibilitetsnivåer – i den här lösningen använder vi trevägsspeglar som ger hög prestanda samtidigt som informationen är skyddad om två diskar upphör att fungera.

Lagringsnivåer

Lagringsutrymmen skapas med lagringsnivåer som automatiskt flyttar data som används ofta till SSD-lagring medan data som sällan används flyttas till hårddisken (HDD), vilket kombinerar prestandan hos SSD med kapaciteten hos hårddiskarna.

Redundanskluster

Redundansklustring har ställts in på Windows Server-filservrar så filservrarna kan växla till andra noder i klustret i händelse av att den går sönder. Kluster- och datornoder också använda redundanskluster så att de virtuella datorerna kan växlas över till andra noder.

Enhetligt CSV-namnområde och skalbar filserver

Genom att använda delade klustervolymer (CSV) och skapa rollen som klustrad filserver som kan byggas ut kan alla noder skriva till klustret samtidigt, vilket ökar prestandan och tillgängligheten.

Ständigt tillgängliga filresurser

Den skalbara filservern ser till att filerna ständigt är tillgängliga så att du kan lagra konfigurationsfiler för den virtuella Hyper-V maskinen och virtuella hårddiskar som är lätta att hantera, utan att förlora prestanda eller tillgänglighet.

Hyper-V

Med Hyper-V kan du skapa och hantera en virtualiserad beräknings- och hanteringsmiljö med hjälp av virtualiseringsteknik som är inbyggd i Windows Server.

System Center Virtual Machine Manager

Du kan hantera alla virtuella maskiner med System Center Virtual Machine Manager. som körs i hanteringsklustret .

Windows Server Update Services

Du kan använda Windows Server Update Services som körs i hanteringsklustret i samband med uppdatering av kluster, Virtual Machine Manager och eventuellt konfigurationshanteraren för System Center för att distribuera programvaruuppdateringar till alla noder och virtuella datorer i hanterings- och beräkningsklustren.

Konfigurationshanteraren för System Center

Du kan övervaka den här lösningen med hjälp av konfigurationshanteraren för System Center som körs i hanteringsklustret.

Om du vill hantera maskin- och programvarukonfigurationen för varje kluster i den här lösningen kan du läsa Tillhandahålla kostnadseffektiv lagring för Hyper-V-nätverksbelastningar med Windows Server: planerings- och designguide.

Utmaningar för den här lösningen

Här följer några av lösningens utmaningar samt strategier för att lösa dem.

  • Problem med inbyggd programvara och drivrutiner

    Om du vill minska problem med inbyggd programvara och drivrutiner, speciellt vid skalning, rekommenderar vi att du köper all produktionsmaskinvara från en leverantör som testar och stöder maskinvaran som en integrerad lösning med Lagringsutrymmen.Microsoft Cloud Platform (CPS), som tillhandahålls av Dell, är ett exempel på en sådan lösning. Det är också viktigt att du följer varje leverantörs rekommendationer om de senaste versionerna av drivrutiner och inbyggd programvara som ska användas.

    Kör även guiden Validera en konfiguration och lös alla problem för varje kluster innan du installerar dem. Mer information finns i Validera maskinvara för ett redundanskluster.

  • Svårt att helt radera tidigare lagringsutrymmen och redundansklustringsinformation från JBOD och fysiska diskar

    Detta är vanligtvis inte ett problem med ny maskinvara, men om du använder befintlig maskinvara för att testa konfigurationen bör du använda cmdlets i lagringsmodulen Windows PowerShell för att helt radera alla lagringsutrymmen och redundansklustringsdata från fysiska diskar och JBOD innan du installerar lösningen. I vissa fall kan det hjälpa att stänga av och slå på JBODs för att ta bort svårraderad information från enheterna.

    Tips

    I Completely Clearing an Existing Storage Spaces Configuration kan du läsa om ett skript med vars hjälp du kan radera allt från en konfiguration av Lagringsutrymmen.

  • Storskalig lösning

    Denna lösning kräver en betydande maskinvaruinvestering för att kunna testas ordentligt. Du kan undvika detta genom att starta med en mindre lösning för testning. Du kan exempelvis använda ett fil serverkluster med två noder och två JBOD, en enklare hantering av kluster och färre beräkningsnoder. När du är nöjd med lösningen i labbet, du kan lägga till noder och JBOD till filserverklustret, men du måste återskapa lagringsutrymmena för att säkerställa att data lagras i alla höljen me stöd för höljesmedvetenhet.

Vilka övergripande åtgärder bör utföras när man implementerar denna lösning?

Du kan använda instruktionerna i det här avsnittet för att implementera lösningen. Se till att kontrollera rätt distributionen av varje steg innan du fortsätter till nästa steg.

  1. Utforma din lösning och köp certifierade maskinvara

    Använd guiden för programvarudefinierad lagringsdesign när du ska planera och utforma din lagringslösning. Du kan också använda Tillhandahålla kostnadseffektiv lagring för Hyper-V-nätverksbelastningar med Windows Server: planerings- och designguide för att få översikt över storskaligt utformade lagrings-, beräknings- och hanteringskluster.

  2. Rack och kabel all maskinvara

    Koppla samman filserverklustret, hanteringskluster, beräkningskluster och nätverksväxlarna som de ansluter till. Anslut inte maskinvaran till alla externa nätverk ännu.

  3. Uppdatera all firmware

    Uppdatera inbyggd firmware för JBOD, diskar, servrar, nätverksväxlar och HBA-certifierade versioner efterhand som du registrerar maskinvaran online.

  4. Distribuera Windows Server 2012 R2 i hanteringsklustret

    Installera Windows Server 2012 R2 med installationsalternativet Server Core i hanteringsklustret så att antalet programuppdateringar minskas för servern (förutsatt att du inte använder ett befintligt hanteringskluster). Använd en bärbar dator ansluten till hanteringsnätverket för att konfigurera alla noder från en annan dator eller installera Windows Server med installationsalternativet GUI.

  5. Installera Hyper-V och skapa virtuella datorer för AD DS, DNS och DHCP i hanteringsklustret

    Installera rollen Hyper-V server och använd därefter Hyper-V Manager eller Windows PowerShell för att skapa en virtuell dator på en nod i hanteringsklustret för AD DS, DNS och DHCP. Den virtuella datorn inte är särskilt tillgänglig (tjänsterna replikerar och belastningsutjämnar utan kluster), och du bör lagra operativsystemets virtuella hårddisk (.vhdx) på den lokala hårddisken på en av noderna. Upprepa detta två gånger på två noder så att du har tre virtuella maskiner på tre separata noder. När du har installerat redundansklustring på hanteringsklustret kan du skapa fler virtuella datorer.

    Mer information finns i Installera Hyper-V och skapa en virtuell dator.

    Anteckning

    När du har installerat den här lösningen, kan du välja att skapa högtillgängliga virtuella maskiner som kör AD DS, DNS och DHCP och utrangera fristående virtuella maskiner som skapats i det här steget. Hanteringen blir mer logisk när alla virtuella maskiner är högtillgängliga och lagras i filserverkluster.

  6. Distribuera AD DS, DNS och DHCP

    Om du installerar ett nytt hanteringskluster bör du installera AD DS på var och en av de virtuella datorerna (tre domänkontrollanter) och skapa en ny skog för dina serverkluster med Active Directory-integrerade DNS-zoner och DHCP-omfång för nätverkslagring och -hantering.

    Mer information finns i Installera Active Directory Domain Services (nivå 100) och Steg för steg: Konfigurera DHCP för växling vid fel.

  7. Ställ in filserverkluster

    Använd följande steg för att ställa in filserverkluster:

    Anteckning

    Virtual Machine Manager kan snabbt skapa en skalbar filserver från filserverklustrets fyra Bare Metal-noder. Det enda problemet är att du förmodligen vill lagra virtuella hårddiskfiler för Virtual Machine Manager på det filserverkluster som ännu inte har ställts in. Du kan undvika detta moment 22-läge genom att installera Virtual Machine Manager i en icke-högtillgänglighetskonfiguration för hanteringsklustret, använda den för att ställa in filserverklustret och sedan åter ställa in Virtual Machine Manager i en lättillgänglig konfiguration (som lagras i filserverklustret).

    1. Installera Windows Server 2012 R2

      Installera Windows Server med installationsalternativet Server Core på noderna i fil serverklustret med operativsystemet installerat på den lokala hårddisken på varje nod.

    2. (Valfritt) Rensa befintliga lagringsutrymmen och konfigurationsdata för redundanskluster

      Om dina JBOD och servrar tidigare har använts för något annat raderas alla lagringsutrymmen och redundansklustringsdata från fysiska diskar och JBOD. Om du vill ha ett skript som hjälper dig att radera allt (och vi menar allt, så var försiktig!) från en konfiguration av Lagringsutrymmen går du till Completely Clearing an Existing Storage Spaces Configuration.

    3. Validera fysiska diskar och bilagor

      Kontrollera alla fysiska diskar för att kontrollera att de fungerar, visar rätt medietyp och visas som kompatibla med anslutningspoolen. Kontrollera också att JBOD visar korrekt information om Systemomslutning.

      Mer information om ett skript som kan verifiera dina fysiska diskar och bilagor och utföra vissa prestanda- och statuskontroller finns i Storage Spaces Physical Disk Validation Script.

    4. Skapa klustrade lagringspooler

      Validera och optimera klusternätverkskonfigurationen, namnge varje nätverk (till exempel lagringsnätverk och hanteringsnätverk) och skapa därefter tre klustrade lagringspooler med fyra SSD och 16 hårddiskar från varje JBOD, vilket sammanlagt ger 80 diskar per pool.

      För detaljerade anvisningar om hur du installerar redundanskluster och skapa lagringspooler, se Deploy Clustered Storage Spaces.

    5. Skapa en skalbar filserver

      Skapa därefter en klustrad filserverroll med alternativet skalbar filserver.

      Mer information finns i Distribuera skalbar filserver.

    6. Skapa en vittnesdisk för filserverklustret

      Använd Serverhanteraren eller cmdleten New-VirtualDisk om du vill skapa ett utrymme på 3 GB med dubbelriktad spegling utan lagringsnivåer som ska användas som vittnesdisk för filserverklustret och sedan konfigurera klustrets kvorumdisk.

      Mer information finns i Configure the cluster quorum.

    7. Skapa lagringsnivåer, lagringsutrymmen, partitioner, volymer och CSVs

      Skapa dina lagringsutrymmen enligt dina önskemål och skapa sedan en partition, en volym och en CSV-fil per lagringsutrymme.

    8. Skapa alltid tillgängliga filresurser för hanteringsklustrets virtuella datorer

      Skapa en ständigt tillgänglig SMB-resurs per CSV-fil som används av de virtuella datorerna i hanteringsklustret och ge fullständig behörighet till datorkonton för varje nod i hanteringsklustret, SYSTEM-kontot och gruppen domänadministratörer.

      Mer information finns i Steg 3: Skapa en SMB-fildelning

  8. Ställa in hanteringsklustret och övriga virtuella hanteringsenheter

    Gör följande om du vill ställa in redundanskluster på hanteringsklustret och skapa hög tillgänglighet virtuella datorer för resten av dina hanterings- och infrastrukturtjänster (du har redan installerat AD DS, DNS och DHCP i fristående virtuella maskiner). Merparten av virtuella maskiner har hög tillgänglighet men för vissa tjänster vill du eventuellt använda gästkluster för att skapa kluster mellan virtella maskiner.

    1. Installera redundanskluster och konfigurera Hyper-V-kluster

      Använd följande avsnitt för att skapa hanteringskluster och konfigurera Hyper-V, så att de stödjer virtuella datorer med hög tillgänglighet Distribuera ett Hyper-V-kluster.

    2. Ställ in klustermedveten uppdatering

      Ställ in klustermedveten uppdatering för att underlätta klusteruppdateringar med minsta möjliga driftstropp. Mer information finns i Översikt över klustermedveten uppdatering.

    3. Distribuera SQL-Server

      Distribuera SQL Server som stöd för Virtual Machine Manager. Mer information finns i följande avsnitt:

    4. Distribuera Virtual Machine Manager

      Distribuera Virtual Machine Manager på ett gästkluster.Virtual Machine Manager används för att distribuera och hantera datornoder och andra nätverkskomponenter för denna lösning.

      Mer information finns i följande avsnitt:

    5. Distribuera Windows Server Update Services

      Använd Virtual Machine Manager tillsammans med Windows Server Update Services när du vill uppdatera alla virtuella datorer i den här lösningen.

      Mer information finns i Hantera uppdatering av infrastrukturresurser i VMM (eller Distribuera Windows Server Update Services i din organisation om du inte använder Virtual Machine Manager).

  9. Distribuera datornoder och kluster

    Använd Virtual Machine Manager eller Windows PowerShell när infrastrukturen har ställts in och du vill distribuera datornoderna innan programinstallationen görs och lägga upp dem i ett redundanskluster med Virtual Machine Manager och Windows Server Update Services som tillhandahåller uppdateringar till klusternoderna.

    Mer information finns i Administrera System Center 2012 – Virtual Machine Manager.

  10. Ställ in ditt klientnätverk

    Information om hur du konfigurerar ditt klientnätverk finns i Distribuera skalbara innehavare av nätverksinfrastruktur för leverantörer.

  11. Distribuera virtuella datorer för klienter

    När ditt klientnätverk har konfigurerats, kan du använda Virtual Machine Manager eller Windows PowerShell för att distribuera virtuella datorer.

Se även

Innehållstyp

Referenser

Produkt utvärdering/komma igång

Planering

Distribution

Gruppresurser

Relaterade lösningar

Närliggande tekniker

Ändra historik

Datum

Beskrivning

15 juli 2015

Den 7 februari 2014

  • Ett tips lades till i avsnittet Utmaningar för den här lösningen som länkar till ett skript med vilket du kan ta bort befintliga lagringsutrymmen och konfigurationsdata för redundanskluster.

  • I avsnitt Vilka övergripande åtgärder bör utföras när man implementerar denna lösning? har det tillkommit steg som beskriver hur du vid behov kan ta bort befintliga konfigurationsdata för lagringsutrymmen och redundanskluster och verifiera fysiska diskar innan du lägger till dem i lagringspoolerna.

  • Uppdaterade bilder

Den 22 januari 2014

  • Preliminär publikation