定义群集共享卷

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为了适应各种高可用性方案，群集技术应包括对分布式访问文件系统的支持。 这允许跨多个群集节点高效、协调地访问共享存储，而不会导致数据损坏。 Windows Server 通过使用 CSV 实现此类支持。

什么是群集共享卷？

CSV 是一种通用的群集文件系统（称为 CSVFS），它使群集节点能够同时读取和写入同一组 NT 文件系统 (NTFS) 或复原文件系统 (ReFS) 卷。 CSV 将连接到群集节点的磁盘上托管的卷映射到每个群集节点上的 C:\ClusterStorage\ 目录。 此方法提供一个命名空间，所有 CSV 内容都可以通过群集中任何节点上的相同名称和路径使用。

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

CSV 功能

允许并发卷访问可提供更均衡的负载分配，并通过消除驱动器所有权更改或卸载和重新装载卷的需求，提高了故障转移速度。 此外，CSV 提供以下功能：

  • 支持联机 chkdsk。 chkdsk 操作联机运行，不会影响文件系统上打开的句柄的工作负载。
  • 支持 BitLocker 驱动器加密。 你可以使用 BitLocker 加密传统群集磁盘和基于 CSV 的卷的卷。
  • 与 SMB 多通道和 SMB 直通集成。 这使 CSV 流量可以在群集内的多个网络间传输，并可以利用支持远程直接内存访问 (RDMA) 的网络适配器。
  • 与存储空间集成。 这样即可在具有商用硬件的群集上使用虚拟化存储。
  • 联机扫描和修复卷的功能。 借助 CSV，你可以在不停机的情况下使用 chkdsk、fsutil 和 Repair-Volume Windows PowerShell cmdlet 等工具扫描和修复卷。
  • 增强了 CSV 复原能力。 Windows Server 实现了 Server 服务的多个实例，从而提高了节点间 SMB 流量的复原能力和可伸缩性。 Server 服务的默认实例接受访问常规文件共享的请求，而其他实例则管理节点间 CSV 流量。

CSV 支持两种主要的工作负载类型：

  • Clustered Microsoft Hyper-V VM（包括其虚拟硬盘 (VHD) 文件）。
  • 横向扩展文件共享 SOFS 群集角色的托管应用程序数据。

使用 CSV 可将多个 VM 的磁盘文件存储在单个卷上，并且可在任何群集节点上的任何位置运行 VM。 此外，CSV 可促进实时迁移功能，使你无需在 VM 移动到另一个节点时更改磁盘所有权，从而优化迁移过程的性能和稳定性。

虽然每个节点都可以独立读取和写入卷上的各个文件，但单个节点充当该卷的 CSV 所有者（或协调器）。 该节点托管卷的装载。 你可以选择将单个卷分配给特定的所有者，但是，故障转移群集会自动在群集节点之间分发 CSV 所有权。 分发机制考虑每个节点拥有的 CSV 数。 群集服务会在添加、删除或重启节点等更改后重新均衡所有权。

在 CSV 卷上对文件系统元数据进行更改时，所有者负责实施这些更改、管理业务流程，并在有权访问该卷的所有群集节点中同步它们。 这些更改包括启动、创建、迁移或删除卷上驻留的 VM 磁盘文件等。 元数据更新不涉及从非所有者群集节点到托管卷的共享存储的直接通信。

相反，打开 CSV 卷上的文件的标准写入和读取操作不会影响元数据。 实际上，与基础存储建立直接连接的每个群集节点都可以独立执行它们，而无需依赖该卷的 CSV 所有者。 与元数据更新不同，此类操作构成了大多数存储活动。

所有者节点还将存储连接失败和阻止给定节点直接与存储通信的存储操作的负面影响降到最低。 在发生此类事件时，需要与基础存储通信的节点通过群集网络将磁盘 I/O 重定向到对应卷的所有者节点。 如果当前协调器节点遇到存储连接故障，所有磁盘 I/O 操作都会暂时排队，而群集会自动将协调器角色分配给新节点。

规划 CSV

若要使用 CSV，你的存储和磁盘必须满足以下要求：

  • 文件系统格式和磁盘配置。 CSV 卷的磁盘或存储空间必须使用 NTFS 或 ReFS 格式的基本磁盘。 使用存储空间时，可以使用配置简单空间、镜像空间或奇偶校验空间。
  • 物理磁盘群集资源。 CSV 卷依赖于物理磁盘资源类型。 若要创建物理磁盘资源类型，需要向群集存储中添加磁盘或存储空间。

其他规划注意事项包括：

  • 逻辑单元号 (LUN) 和卷的数量和大小。 你应咨询存储供应商以获得指导。
  • VM 的数量和大小（用于 VM 部署）。 虽然每个卷的 VM 数量没有限制，但在确定最佳数量时，应考虑聚合 I/O 要求。
  • 群集网络。 群集网络应允许在 I/O 重定向期间潜在增加协调器节点的网络通信。

实现 CSV

默认情况下，CSV 功能在故障转移群集中处于启用状态。 若要将磁盘添加到 CSV，必须首先将其包含在群集的“可用存储”组中。 在将存储添加到 CSV 之前，需要将相应磁盘作为共享存储提供给群集使用。 创建故障转移群集时，所有现有的共享磁盘都将自动添加到群集中。 此时，你可以将它们添加到 CSV。 如果之后将更多磁盘添加到共享存储，则必须首先将存储添加到群集，然后再将存储添加到 CSV。 可以通过使用故障转移群集管理器或 Windows PowerShell cmdlet 来执行所有这些任务。