故障转移群集中的新增功能

  • 项目

适用于：Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016，Azure Stack HCI 版本 21H2 和 20H2

本文介绍 Azure Stack HCI、Windows Server 2019 和 Windows Server 2016 的故障转移群集中的新功能和更改的功能。

Windows Server 2019 和 Azure Stack HCI 中的新增功能

  • 群集集

    （仅适用于 Windows Server 2019）群集集使你能够将单个软件定义的数据中心 (SDDC) 解决方案中的服务器数增加到群集的当前限制之外。 此操作可通过将多个群集分组到一个群集集中来完成，该群集集是多个故障转移群集（计算、存储和超聚合）的松散耦合分组。 使用群集集，可以在群集集中的群集之间移动联机虚拟机（实时迁移）。

    有关详细信息，请参阅群集集。

  • Azure 感知群集

    故障转移群集现在会自动检测是否在 Azure IaaS 虚拟机中运行并优化配置，以提供 Azure 计划内维护事件的主动故障转移和日志记录来实现最高级别的可用性。 此外，无需使用分布式网络名称作为群集名称来配置负载均衡器，从而简化了配置。

  • 跨域群集迁移

    故障转移群集现在可以从一个 Active Directory 域动态移动到另一个 Active Directory 域，简化了域整合，允许硬件合作伙伴创建群集并在以后加入客户的域。

  • USB 见证

    现在，用户可以使用连接到网络交换机的 USB 驱动器作为见证服务器来确定群集的仲裁。 这就扩展了文件共享见证，以支持所有符合 SMB2 标准的设备。

  • 群集基础结构改进

    现在默认情况下启用 CSV 缓存，从而大幅提升了虚拟机性能。 MSDTC 现在支持群集共享卷，以允许在存储空间直通上部署 MSDTC 工作负载，例如 SQL Server。 增强型逻辑可利用自我修复检测分区节点，以恢复节点的群集成员身份。 增强型群集网络路由检测和自我修复。

  • 群集感知更新支持存储空间直通

    现在集成了群集感知更新 (CAU)，并可感知存储空间直通，验证并确保了每个节点上数据重新同步完成。 群集感知更新仅在必要时检查更新以智能重启。 这样就可以协调群集中所有服务器的重启，以便进行计划内维护。

  • 文件共享见证增强

    在以下情况下，我们会启用文件共享见证：

    • 由于远程位置导致 Internet 访问缺失或极差，从而阻止使用云见证。

    • 磁盘见证缺少共享驱动器。 这可以是存储空间直通超融合配置、SQL Server Always On 可用性组 (AG)，或 *Exchange 数据库可用性组 (DAG)，它们均不使用共享磁盘。

    • 由于群集位于 DMZ 后面，缺少域控制器连接。

    • 没有 Active Directory 群集名称对象 (CNO) 的工作组或跨域群集。 有关这些增强功能的详细信息，请参阅以下“服务器和管理博客”文章：故障转移群集文件共享见证和 DFS。

      现在，我们还会显式阻止使用 DFS 命名空间共享作为位置。 将文件共享见证添加到 DFS 共享可能会导致群集不稳定，因此我们从不支持此配置。 我们添加了用来检测共享是否使用 DFS 命名空间以及是否检测到 DFS 命名空间的逻辑，故障转移群集管理器会阻止创建见证服务器，并显示有关不受支持的错误消息。

  • 群集强化

    通过群集共享卷和存储空间直通的服务器消息块 (SMB) 进行群集内通信现在可利用证书来提供最安全的平台。 这样，故障转移群集就可以不依赖于 NTLM 而运行，并实现了安全基线。

  • 故障转移群集不再使用 NTLM 身份验证

    故障转移群集不再使用 NTLM 身份验证。 而是专门使用 Kerberos 和基于证书的身份验证。 用户或部署工具无需更改即可利用此安全增强功能。 还可在禁用 NTLM 的环境中部署故障转移群集。

Windows Server 2016 中的新增功能

群集操作系统滚动升级

群集操作系统滚动升级允许管理员将群集节点的操作系统从 Windows Server 2012 R2 升级到较新版本，且无需中断 Hyper-V 或横向扩展文件服务器工作负载。 使用此功能可以避免服务级别协议 (SLA) 的停机时间损失。

这一更改增添了什么价值？

将 Hyper-V 或横向扩展文件服务器群集从 Windows Server 2012 R2 升级到 Windows Server 2016 不再需要停机。 群集将继续在 Windows Server 2012 R2 级别运行，直到群集中的所有节点都运行 Windows Server 2016。 使用 Windows PowerShell cmdlet Update-ClusterFunctionalLevel 将群集功能级别升级到 Windows Server 2016。

警告

  • 更新群集功能级别后，无法回退到Windows Server 2012 R2 群集功能级别。

  • 在运行 Update-ClusterFunctionalLevel cmdlet 之前，该过程是可逆的，可以添加 Windows Server 2012 R2 节点并删除 Windows Server 2016 节点。

工作原理的不同之处是什么？

Hyper-V 或横向扩展文件服务器故障转移群集现在可以方便地进行升级而无需停机，也无需构建包含运行 Windows Server 2016 操作系统的节点的新群集。 将群集迁移到 Windows Server 2012 R2 涉及以下步骤：使现有群集脱机并为每个节点重新安装新操作系统，然后使群集重新联机。 旧过程很繁琐，并需要停机。 但在 Windows Server 2016 中，任何时候群集都无需脱机。

对于群集中的每个节点，分阶段升级的群集操作系统如下所示：

  • 暂停节点并清空在该节点上运行的所有虚拟机。
  • 将所有虚拟机（或其他群集工作负载）迁移到群集中的另一个节点。
  • 删除现有操作系统，并在节点上执行 Windows Server 2016 操作系统的全新安装。
  • 将运行 Windows Server 2016 操作系统的节点添加回群集。
  • 此时，群集在混合模式下运行，因为群集节点正在运行 Windows Server 2012 R2 或 Windows Server 2016 运行。
  • 群集功能级别保持在 Windows Server 2012 R2。 在此功能级别，Windows Server 2016 中影响与旧版操作系统的兼容性的新功能将不可用。
  • 最终，所有节点都会升级到 Windows Server 2016。
  • 然后，使用 Windows PowerShell cmdlet Update-ClusterFunctionalLevel 将群集功能级别更改为 Windows Server 2016。 这时就可利用 Windows Server 2016 功能了。

有关详细信息，请参阅群集操作系统滚动升级。

存储副本

存储副本是一项新功能，可在各个服务器或群集之间实现存储不可知的块级同步复制，以便在站点间进行灾难恢复及故障转移群集扩展。 同步复制支持物理站点中的镜像数据和在崩溃时保持一致的卷，以确保文件系统级别的数据损失为零。 异步复制允许超出都市范围、可能存在数据损失的站点扩展。

这一更改增添了什么价值？

可使用存储副本执行下列操作：

  • 为关键任务工作负荷的计划内和计划外中断提供单一供应商灾难恢复解决方案。

  • 使用具有广为赞誉的可靠性、可伸缩性和高性能的 SMB3 传输。

  • 将 Windows 故障转移群集扩展到都市距离。

  • 将端到端的 Microsoft 软件用于存储和群集（例如 Hyper-V、存储副本、存储空间、群集、横向扩展文件服务器、SMB3、重复数据删除和 ReFS/NTFS）。

  • 可帮助降低成本和复杂性，如下所示：

    • 与硬件无关，对特定存储配置（例如 DAS 或 SAN）没有要求。

    • 允许使用商品存储和网络技术。

    • 通过故障转移群集管理器轻松对单独的节点和群集进行图形管理的功能。

    • 包括通过 Windows PowerShell 的全面、大型的脚本选项。

  • 有助于减少停机时间，提高可靠性和 Windows 内部的工作效率。

  • 提供支持能力、性能度量标准和诊断功能。

有关详细信息，请参阅 Windows Server 2016 中的存储副本。

云见证

云见证是 Windows Server 2016 中一种新型的故障转移群集仲裁见证，它将 Microsoft Azure 作为仲裁点。 与其他仲裁见证一样，云见证获取投票，并可以参与仲裁计算。 可以使用“配置群集仲裁向导”将云见证配置为仲裁见证。

这一更改增添了什么价值？

使用云见证作为故障转移群集仲裁见证具有以下优势：

  • 利用 Microsoft Azure，而无需使用第三个独立数据中心。

  • 使用公开提供的标准 Microsoft Azure Blob 存储消除了托管在公有云中的 VM 的额外维护开销。

  • 多个群集可以使用同一个 Microsoft Azure 存储帐户（每个群集一个 Blob 文件；群集唯一 ID 用作 blob 文件名）。

  • 为存储帐户提供持续的低成本（每个 blob 文件写入的数据非常少，当群集节点的状态发生变化时，blob 文件仅更新一次）。

有关详细信息，请参阅部署故障转移群集的云见证。

工作原理的不同之处是什么？

此功能是 Windows Server 2016 的新增功能。

虚拟机复原

计算复原 Windows Server 2016 包括增强的虚拟机计算复原，有助于减少计算群集中的群集内通信问题，如下所示：

  • 可用于虚拟机的复原选项：现在可以配置虚拟机复原选项，用于定义虚拟机在暂时性故障期间的行为：

    • 复原级别：有助于定义如何处理暂时性故障。

    • 复原期：有助于定义允许所有虚拟机独立运行的时长。

  • 隔离不正常节点：不正常的节点将被隔离，并且不再允许加入群集。 这可以防止松动节点对其他节点和整个群集产生负面影响。

有关控制节点隔离或隔离方式的虚拟机计算复原工作流和节点隔离设置的详细信息，请参阅 Windows Server 2016 中的虚拟机计算复原。

存储复原 在 Windows Server 2016 中，虚拟机对暂时性存储故障具有更强的复原能力。 改进的虚拟机复原有助于在发生存储中断时保留租户虚拟机会话状态。 这是通过虚拟机对存储基础结构问题的智能快速响应来实现的。

当虚拟机与其基础存储断开连接时，它会暂停并等待存储恢复。 暂停时，虚拟机会保留在其中运行的应用程序的上下文。 还原虚拟机与其存储的连接后，虚拟机将返回到其运行状态。 因此，租户计算机的会话状态在恢复时会保留。

在 Windows Server 2016 中，虚拟机存储复原能力对于来宾群集也是可以感知和优化的。

故障转移群集中的诊断改进

为了帮助诊断故障转移群集的问题，Windows Server 2016 包括以下改进：

站点感知故障转移群集

Windows Server 2016 包括站点感知故障转移群集，这些群集根据其物理位置（站点）启用拉伸群集中的组节点。 群集站点感知改进了群集生命周期内的重要操作，例如故障转移行为、位置策略、节点间的信号检测和仲裁行为等。 有关详细信息，请参阅 Windows Server 2016 中的站点感知故障转移群集。

工作组和多域群集

在 Windows Server 2012 R2 及以前的版本中，仅可以在已加入相同域的成员节点间创建群集。 Windows Server 2016 打破了这些障碍，并引入了创建故障转移群集的功能，且无需 Active Directory 依赖项。 现在可以使用以下配置创建故障转移群集：

  • 单域群集。 所有节点都加入到同一域的群集。

  • 多域群集。 包含节点的群集，这些节点是不同域的成员。

  • 工作组群集。 包含节点的群集，这些节点是服务器/工作组的成员（未加入域）。

有关详细信息，请参阅 Windows Server 2016 中的工作组和多域群集

虚拟机负载均衡

虚拟机负载均衡是故障转移群集中的一项新功能，可促进跨群集节点对虚拟机进行无缝负载均衡。 过度提交的节点根据节点上的虚拟机内存和 CPU 使用率进行标识。 然后，虚拟机从过度提交的节点移动（实时迁移）到具有可用带宽的节点（如适用）。 可以优化均衡的主动性，以确保最佳的群集性能和利用率。 默认情况下，负载均衡在 Windows Server 2016 技术预览版中处于启用状态。 但是，启用 SCVMM 动态优化时，会禁用负载均衡。

虚拟机启动顺序

虚拟机启动顺序是故障转移群集中的一项新功能，它为群集中的虚拟机（和所有组）引入了启动顺序业务流程。 现在可以将虚拟机分组到层级中，并且可以在不同的层级之间创建启动顺序依赖项。 这可确保首先启动最重要的虚拟机（例如域控制器或实用工具虚拟机）。 除非也启动具有依赖项的虚拟机，否则不会启动虚拟机。

简化的 SMB 多通道和多 NIC 群集网络

故障转移群集网络不再限制为每个子网/网络一个 NIC。 使用简化的 SMB 多通道和多 NIC 群集网络，网络配置是自动的，并且子网上的每个 NIC 都可用于群集和工作负载流量。 此增强功能使客户可以最大化 Hyper-V、SQL Server 故障转移群集实例和其他 SMB 工作负载的网络吞吐量。

有关详细信息，请参阅简化的 SMB 多通道和多 NIC 群集网络。

另请参阅