2012 Hyper-V群集技术深度解析

2012 hyper v 群集

时间:2025-01-03 21:43


探索2012 Hyper-V 群集的强大功能 在信息技术飞速发展的今天,企业对业务持续可用的需求愈发迫切,传统的硬件故障或网络故障发生后,需要人为参与排障,这显然无法满足企业对高可用性的追求

    为了应对这一挑战,系统、网络、存储各大厂商引入了“群集”的概念,而Windows Server 2012 Hyper-V群集技术的出现,无疑为这一需求提供了强有力的支持

     一、Hyper-V群集技术概述 “群集”的概念是通过多台硬件同时运行来实现的,当故障发生时,通过快速且自动化的切换故障服务器,从而实现业务的持续运行

    与传统的硬件故障或网络故障发生后需要人为参与排障不同的是,群集技术不需要人为参与,可以做到全自动运行

    Windows Server 2012 R2作为新一代的Cloud OS,其Hyper-V角色自然也拥有“群集”的能力

    Windows下的群集技术被称之为“故障转移群集”(Failover Cluster),Hyper-V角色的故障转移群集目的明确:当群集内某一台Hyper-V主机出现故障无法提供服务时,可由群集内的其他主机快速接管任务,继续为用户提供持续可用的服务

     故障转移群集(Failover Cluster)是Windows Server下的群集技术的全称,指的是一组协同工作的独立服务器,通过物理链路和软件进行连接,以相应的技术手段来实现更好的服务可用性

    当群集内某一台物理服务器出现故障时,另一台服务器开始接管故障服务器的服务(此转移的过程被称为故障转移过程)

    群集角色会主动监测群集内的主机工作是否正常,通过故障转移,最终用户所能感知到的停机时间将会非常短暂

     二、Hyper-V群集技术的核心优势 故障转移群集在Windows Server下是一项覆盖面很广的技术,其不仅可以提升Hyper-V的服务可用性,还可以将以下几个重要角色添加到故障转移群集中: 1.DFS命名空间服务器:命名空间是一个组织中文件共享的虚拟视图

    当用户查看命名空间时,共享看似驻留于单个硬盘中

    用户无需了解承载数据的服务器名称或文件共享,即可导航命名空间

     2.DHCP服务器:DHCP服务器自动提供客户端计算机和其他基于TCP/IP并具有有效IP地址的网络设备

     3.虚拟机:虚拟机是在物理计算机上运行的虚拟化的计算机系统,多个虚拟机可运行在同一台计算机上

    关于虚拟机的故障转移群集也是关键之一

     4.Hyper-V副本代理:故障转移群集可以使用Hyper-V副本代理加入具有Hyper-V副本的虚拟机复制

    每个故障转移群集上只能配置一个Hyper-V副本代理

    通过Hyper-V副本代理,使得Hyper-V副本可以在故障转移群集中使用

     5.文件服务器:文件服务器的群集可以为用户提供基于文件共享的高可用实例

     6.通用服务、脚本、应用程序:可以将本不是用于在故障转移群集中运行的服务、脚本、应用程序配置高可用性

     7.Exchange服务器:在早期的Exchange中,如Exchange 2007,即采用的故障转移群集技术,最新的Exchange 2010和2013所采用的DAG技术则采用了故障转移群集组件提供的有限的一部分群集功能

    DAG使用群集数据库、群集心跳(Cluster heartbeat)及文件共享见证(File Share Witness, FSW)功能

     8.SQL Server:SQL Server是一套数据库系统,通过故障转移群集,可为SQL Server带来高可用性,使用户免遭服务中断的影响

     故障转移群集的优点正如其名称一样,通过转移故障,为最终用户带来自动化的、中断时间相对较短的高可用性

    具体表现为: 1.适应计划内的停机维护:通过故障转移群集,可以在设定的时间范围内对群集内的一部分服务器进行停机维护,同时保障业务的连贯性

    使用故障转移群集,可以在白天进行一些维护工作,而无需等到夜深人静时加班去做这些操作

     2.减少计划外的停机时间:故障转移群集通过自有的算法机制,自动接管意外停机服务器上的服务,减少由于硬件或软件的故障造成的停机,对业务连贯性的影响,维护整套系统的高可用性

     三、Windows Server 2012 Hyper-V群集的新特性 Windows Server 2012 Hyper-V群集在原有基础上进行了多项改进和增强,具体表现在以下几个方面: 1.新的VHDX(Virtual Hard Disk X)格式: - 打破VHD最大存储能力2TB的限制,VHDX最大可使用64TB虚拟磁盘空间

     - VHD扇区大小被限制为512Byte,但VHDX已经改变为支持更加优秀的4KByte

     - VHDX虚拟磁盘格式可以在线调整其大小,而VHD做不到

     2.共享VHDX:在2012 Server中,使用VHDX格式,可以通过共享虚拟磁盘来为Hyper-V客户群集提供商品化的共享存储

     3.Gen2虚拟机: - 打破硬件体系结构和能力限制

     - 不再对模拟设备的需求

     - 第一代虚拟机只能从IDE硬盘启动,第二代虚拟机允许从虚拟iSCSI适配器启动并在BIOS中可选择启动顺序

     4.增强的动态迁移: - 在线迁移,以前的版本中叫快速迁移,在线迁移基本没有业务中断时间,而快速迁移可能会产生1-15分钟的业务中断

     - 在线迁移时,允许选择迁移的数量

     - 迁移之前可以对迁移数据进行压缩,迁移速度可以提高两倍

     5.在线检查点:早期要删除检查点时需要关闭虚拟机

     6.增强的Linux VM支持: - 动态内存支持

     - 改善了鼠标和视频性能

     7.扩展的Hyper-V Replica:灾难恢复解决方案,实质上就是站点间虚拟机的复制

     8.Hyper-V可伸缩性: - 主机最大物理内存:4TB

     - 主机最大逻辑处理器数量:320

     - 每个主机可运行的最多VM数量:1024

     - 每个主机可运行的最多虚拟处理器数量:2048

     - 最大VM内存:每个VM 1TB

     - 最大VM虚拟处理器数量:每个VM 64个

     - 单群集中最大主机数量:64

     - 单群集中最多VM数量:8000

     - 最大动态迁移数量:无限制

     四、Hyper-V群集的虚拟机放置优化 Windows Server故障转移群集为Hyper-V基础架构提供了一个至关重要的技术,不仅可以提供可用性,而且可以提供可移植性

    虚拟化和私有云环境的一个重要概念在于破除负载与底层物理资源之间的捆绑关系,而故障转移群集通过使用实时迁移技术在不同物理宿主机之间不停机移动和放置虚拟机,真正实现了这一点

    以下是一些有关放置的最佳实践,可以帮助对群集上使用的不同Hyper-V场景进行优化: 1.虚拟机优先级:在Windows Server 2012中,群集中运行的每个虚拟机都可以分配优先级:高、中、或低

    这样即可确保在群集运行中,高优先级的虚拟机可以得到最妥善的放置

    同时,通过这种方式可以确保组织最重要的服务或最关键的基础架构角色可比其他不那么重要的负载更快速地上线

     2.故障转移节点顺序首选项:针对每个虚拟机配置故障转移节点顺序首选项,可以确保某些重要的虚拟机必须留在某些节点上

    例如,通常虚拟机都需要尽量留在主要数据中心(首选所有者)内运行,只有在主要站点不可用时,虚拟机才在备份数据中心内运行,实现灾难恢复

     3.避免“引导风暴”:如果同时启动大量虚拟机,就容易遇到“引导风暴”问题

    虚拟机的启动要比标准的正常运行状态需要更多宿主机资源,因此启动大量虚拟机有时可能会使宿主机过载,影响宿主机的性能,甚至导致宿主机崩溃

    作为一项安全措施,在故障转移或节点重启动过程中,并发启动的虚拟机数量会受到限制(高优先级的首先启动),其他虚拟机会在队列中等待启动

     4.虚拟机的隔离:使用群集属性AntiAffinityClassName(AACN)可以对虚拟机添加自定义的标签,这样不同虚拟机就可以共享或使用不同的AACN

    共享同一个AACN的虚拟机可以自动将其分散到不同的