5.4 Beheer Failover-Clustering

Nadat u een failovercluster hebt geïnstalleerd en geconfigureerd, moeten er doorlopende onderhouds- en beheertaken worden uitgevoerd met behulp van hulpprogramma’s zoals Failover Cluster Manager en Windows PowerShell-cmdlets in de FailoverClusters-module.

5.4.1 Configureer rolspecifieke instellingen, inclusief continu beschikbare shares

Elke clusterrol die u installeert in Failover Cluster Manager of met behulp van een PowerShell-cmdlet heeft zijn eigen instellingen die specifiek zijn voor de functie van de rol. Wanneer u op de pagina Rollen in Failover Cluster Manager een van uw rollen selecteert, wordt er een sectie voor weergegeven in de Acties paneel, zoals weergegeven in de volgende afbeelding. Sommige acties in het deelvenster zijn rolspecifiek en sommige zijn generieke acties die in elk rolvenster verschijnen.

5.4.1.1 Rolinstellingen voor virtuele machines

In dit voorbeeld zijn er voor de rol Virtuele machine acties zoals die in Hyper-V Manager, waarmee u de VM kunt starten, stoppen en verbinden, en het dialoogvenster Instellingen kunt openen. Met het menu Verplaatsen kunt u live migraties en snelle migraties uitvoeren en opslag van virtuele machines migreren, met behulp van de interface die wordt weergegeven in de volgende afbeelding.

5.4.1.2 Continu beschikbare instellingen voor delen

Wanneer u de clusterrol Bestandsserver installeert, hebt u de keuze tussen het maken van een bestandsserver voor algemeen gebruik of een uitschaalbare bestandsserver die is ontworpen om opslag te bieden aan toepassingen, zoals Hyper-V en SQL Server. Met beide rollen kunt u shares maken die continu beschikbaar zijn door het gebruik van het SMB 3.0-protocol.

Versie 3.0 van het SMB-protocol bevat verbeteringen die met name handig zijn in een geclusterde omgeving, waaronder de volgende:

  • SMB Transparent Failover – Hiermee kan een clientsessie zonder onderbreking van het ene clusterknooppunt naar het andere worden overgedragen. Dit wordt standaard geïmplementeerd op alle bestandsservershares van Failover Cluster. Zowel de client als de server moeten SMB 3.0 (Windows Server 2012 of Windows 8) ondersteunen.
  • SMB Scale-out – Maakt het mogelijk dat shares tegelijkertijd toegankelijk zijn voor clients vanaf alle knooppunten in het cluster. Dit verhoogt effectief de beschikbare bandbreedte van de share tot de gecombineerde bandbreedte van de knooppunten. Scale-out shares zijn alleen toegankelijk voor clients met SMB-versies 2 en 3.
  • SMB Multichannel – Stelt bestandsservers in staat om de bandbreedte van meerdere netwerkinterface-adapters te combineren, om een verbeterde door- en fouttolerantie te bereiken. SMB kan automatisch het bestaan van meerdere adapters detecteren en zichzelf configureren om maak er gebruik van.
  • SMB Direct – Gebruikt Remote Direct Memory Access (RDMA) om directe geheugen-naar-geheugen gegevensoverdrachten tussen externe systemen uit te voeren, waardoor het gebruik van de systeemprocessor wordt geminimaliseerd. Zowel de client als de server moeten SMB 3.0 gebruiken.
  • SMB Versleuteling – Biedt end-to-end AES-codering tussen servers en clients met behulp van SMB 3.0.

Wanneer u een bestandsservershare maakt of wijzigt in Failover Cluster Manager, presenteert de New Share Wizard een pagina Share Settings configureren, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Het selectievakje Doorlopende beschikbaarheid inschakelen, standaard geselecteerd, activeert de SMB-transparante failover-functie en het selectievakje Gegevenstoegang versleutelen schakelt SMB-versleuteling in.

5.4.2 Configureer VM-bewaking

Een van de voordelen van het uitvoeren van Hyper-V in een cluster is dat het cluster in staat is om specifieke services op de virtuele machines te bewaken, te rapporteren wanneer zich een probleem voordoet en actie te ondernemen die u kunt configureren. Op deze manier kunt u de service selecteren die is gekoppeld aan een kritieke toepassing op de VM en de VM configureren om deze opnieuw op te starten of een failover naar een ander knooppunt uit te voeren wanneer zich een probleem voordoet.

Om VM-bewaking in Failover Clustering te gebruiken, moet de virtuele machine aan de volgende vereisten voldoen:

  • De VM moet zich in hetzelfde domein bevinden als de Hyper-V-host.
  • Voor Windows Firewall op de VM moeten de inkomende regels in de Virtual Machine Monitoring-groep zijn ingeschakeld.
  • De Hyper-V-clusterbeheerder moet lid zijn van de lokale groep Administrators op de virtuele machine.

Gebruik de volgende procedure om bewaking voor een specifieke virtuele machine te configureren.

  1. Open Failover Cluster Manager en klik op Rollen om de pagina Rollen weer te geven.
  2. Selecteer de rol van de virtuele machine die u wilt bewaken en selecteer in het deelvenster Acties Meer acties, Controle configureren.
  3. In het dialoogvenster Services selecteren verschijnt, zoals weergegeven in de volgende afbeelding, schakelt u het selectievakje in voor de service die u wilt controleren en klikt u op OK.

U kunt bewaking ook configureren met behulp van de cmdlet Add-ClusterVMMonitoredItem in een Windows PowerShell-venster, zoals in het volgende voorbeeld:

Add-ClusterVMMonitorEditItem –VirtualMachine clustervm3 -Service spooler

Wanneer een service die u hebt geselecteerd problemen ondervindt, worden deze eerst afgehandeld door de Service Control Manager op de VM, die de eigenschappen van de individuele service gebruikt om zijn acties te regelen, zoals weergegeven in de volgende afbeelding. U kunt deze eigenschappen wijzigen om te specificeren welke acties de Service Control Manager moet ondernemen en hoe vaak.

Als de inspanningen van de Service Control Manager mislukken en de service nog steeds niet goed werkt, neemt het cluster het over en voert het zijn eigen herstelacties uit, als volgt:

  • Het cluster maakt een vermelding in het systeemlogboek van de host met de gebeurtenis-ID 1250.
  • Het cluster wijzigt de status van de virtuele machine in toepassing in VM Critical.
  • Het cluster start de virtuele machine opnieuw op hetzelfde knooppunt. Als de service blijft mislukken, geeft het cluster de rol over aan een ander knoop punt.

U kunt deze standaard herstartactiviteiten wijzigen door het blad Virtual Machine Cluster WMI Properties te openen, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Deze bevindt zich op de hoofdpagina van het cluster, in het vak Cluster Core Resources.

5.4.3 Configureer failover- en voorkeursinstellingen

Een failover is wanneer een rol die op een clusterknooppunt wordt uitgevoerd, niet langer kan worden uitgevoerd en het cluster deze naar een ander knooppunt verplaatst. Er zijn een aantal redenen waarom een failover kan optreden: er kan een stroomstoring zijn, de software kan niet goed werken of een beheerder moet het knooppunt mogelijk afsluiten voor onderhoud. Een failback is wanneer het cluster de rol terugzet naar het oorspronkelijke knooppunt, nadat het probleem dat de failover heeft veroorzaakt, is verholpen.

Beheerders kunnen het gedrag van het cluster met betrekking tot knooppuntselecties en failover-gedrag voor een specifieke rol bepalen door de eigenschappen ervan te wijzigen. In failovercluster Manager, op de pagina Rollen, selecteert u een rol en klikt u op Eigenschappen in het deelvenster Acties om het eigenschappenvenster van de rol weer te geven, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.

Op het tabblad Algemeen kunt u het knooppunt opgeven waarvan u de rol wilt uitvoeren. Het zou niet uit moeten maken, aangezien de knooppunten functioneel identiek zijn, maar u kunt dit doen door het selectievakje voor een van de knooppunten te selecteren en de knoppen Omhoog en Omlaag te gebruiken om de volgorde van voorkeur te wijzigen.

In de vervolgkeuzelijst Prioriteit kunt u de waarden Hoog, Gemiddeld of Laag opgeven om aan te geven wanneer de rol moet beginnen, in verhouding tot de andere rollen in het cluster. De waarden zijn alleen relatief ten opzichte van die van de andere rollen en er is ook een No Auto Start-instelling om te voorkomen dat het knooppunt met het cluster begint. U moet het dan handmatig starten, als u wilt dat het wordt uitgevoerd.

Op het tabblad Failover, weergegeven in de volgende afbeelding, kunt u het maximum aantal keren opgeven dat het cluster moet proberen een rol opnieuw te starten of een failover naar een ander knooppunt te laten uitvoeren gedurende het tijdsinterval dat is opgegeven door de instelling Periode. U kunt ook opgeven of de rol moet terugkeren naar het voorkeursknooppunt en of dit moet gebeuren zodra het voorkeursknooppunt weer online komt, of dat er een interval moet worden gewacht dat u opgeeft.

5.4.4 Implementeer stretch- en sitebewuste failoverclusters

Fouttolerantie heeft te maken met het plannen voor elke eventualiteit, en failoverclusters zijn een manier om te anticiperen op hardware- en softwarefouten. Soms treden storingen echter op grotere schaal op, waarbij niet de harde schijven en servers worden getroffen, maar gebouwen en steden. Om deze reden kunnen organisaties die hun applicaties in alle gevallen draaiende willen houden, uitgerekte (of uitgerekte) clusters maken.

Een stretchcluster is een cluster waarvan de knooppunten zijn verdeeld over verschillende locaties, vaak in verschillende steden. Op deze manier kan het cluster, als zich een ramp voordoet, zoals een orkaan of aardbeving, zijn rollen overdragen aan knooppunten die zich ver van het probleem bevinden.

Stretch-clustering stelt beheerders echter voor lastige problemen, zoals hoe ervoor te zorgen dat clusterknooppunten in verschillende steden met dezelfde gegevens werken en hoe het failover-gedrag te controleren in een situatie waarin de knooppunten niet uitwisselbaar zijn.

Omdat het meestal niet praktisch is om een gedeelde opslagoplossing te maken die alle knooppunten in een stretchcluster kan verbinden met dezelfde schijfstations, gebruiken veel stretchclusters asymmetrische opslag, waarbij elke site zijn eigen gedeelde opslag-oplossing heeft. Beheerders kunnen vervolgens de functie Opslagreplica in Windows Server 2016 gebruiken om de gegevens tussen sites te synchroniseren, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.

Zelfs als het probleem met de gedeelde gegevens is opgelost, zijn er echter nog andere problemen bij stretch-clustering. Hoe moet het cluster bijvoorbeeld in een failover-situatie onderscheid maken tussen de knooppunten in New York en de knooppunten in San Francisco? Windows Server 2016 Failover Clustering lost dit probleem op door de mogelijkheid te bieden om site-aware failover-clusters te maken.

Een site-aware failovercluster is een cluster dat foutdomeinen bevat op basis van de waarden van een site-eigenschap die voor elk knooppunt is geconfigureerd. Het cluster gebruikt deze foutdomeinen om het gedrag ervan te bepalen tijdens failovers en andere roloverdrachten. Als u een sitebewust cluster wilt maken, gebruikt u eerst de New-ClusterFaultDomain PowerShell-cmdlet om de sites te definiëren. Vervolgens gebruikt u de cmdlet Set-ClusterFaultDomain om de clusterknooppunten toe te wijzen aan de sites die u hebt gemaakt.

Als u bijvoorbeeld sites wilt maken voor kantoren in New York en San Francisco, kunt u opdrachten als de volgende gebruiken:

New-ClusterFaultDomain -Name ny -Type site -Description "primary" -Location "new york ny"
New-ClusterFaultDomain -Name sf -Type site -Description "secondary" -Location "san francisco ca"

Vervolgens wijst u voor een cluster met vier knooppunten met twee knooppunten op elke site de knooppunten toe aan de sites met behulp van opdrachten als de volgende:

Set-ClusterFaultDomain Name node1 -Parent ny
Set-ClusterFaultDomain Name node2 -Parent ny
Set-ClusterFaultDomain Name node3 -Parent sf
Set-ClusterFaultDomain Name node4 -Parent sf

Zodra deze eigenschappen zijn geconfigureerd, gebruikt het cluster de site-informatie om activiteiten te beheren met bronoverdrachten tussen knooppunten. Wanneer een knooppunt uitvalt, bijvoorbeeld de cluster probeert eerst een failover naar een ander knooppunt op dezelfde site uit te voeren. Alleen wanneer wordt vastgesteld dat alle knooppunten op die site niet beschikbaar zijn, wordt er een failover uitgevoerd naar een knooppunt op een andere site. Dit staat bekend als failover-affiniteit.

Op dezelfde manier, wanneer een beheerder een knooppunt van zijn rollen leegmaakt voordat het wordt uitgeschakeld voor onderhoud, verplaatst het cluster de rollen naar een knooppunt op dezelfde site. Gedeelde cluster volumes distribueren waar mogelijk ook verbindingen tussen knooppunten op dezelfde site.

Het is ook mogelijk om de hartslaginstellingen te configureren die een cluster gebruikt om te bepalen of knooppunten functioneel zijn. In een stretch-cluster zijn er ongetwijfeld langere latentievertragingen in communicatie tussen sites dan tussen subnetten, dus kunt u de volgende instellingen wijzigen om te voorkomen dat knooppunten ten onrechte worden aangemerkt als mislukt:

  • CrossSiteDelay – Specificeert de hoeveelheid tijd (in milliseconden) tussen hartslagen die naar knooppunten op verschillende sites worden verzonden. De standaardinstelling is 1000.
  • CrossSiteThreshold – Specificeert het aantal gemiste hartslagen dat moet plaatsvinden voordat een knooppunt op een andere locatie als mislukt wordt beschouwd. De standaardinstelling is 20.

Om deze instellingen te configureren, gebruikt u PowerShell-opdrachten zoals de volgende:

(Get-Cluster).CrossSiteDelay = 2000
(Get-Cluster).CrossSiteThreshold = 30

U kunt ook een van de sites die u hebt gemaakt, configureren als voorkeurssite voor het cluster, met behulp van een opdracht als de volgende:

(Get-Cluster).PreferredSite = ny

Wanneer u dit doet, beginnen de rollen op de voorkeurssite tijdens een koude start van het cluster, en de voorkeurssite krijgt voorrang tijdens quorumonderhandelingen, waardoor de voorkeurssite, indien nodig, in leven blijft ten koste van de andere sites.

5.4.5 Schakel de everedigheid van knooppunten in en configureer deze

Onderhoud, failovers en andere activiteiten kunnen ertoe leiden dat virtuele machines op een Hyper-V-cluster zodanig worden gemigreerd dat sommige knooppunten overbelast raken, terwijl andere nauwelijks worden gebruikt. Windows Server 2016 bevat een functie genaamd node fairness, die de verdeling tussen de knooppunten in evenwicht probeert te brengen.

Eerlijkheid van knooppunten werkt door de geheugen- en CPU-belastingen op elk knooppunt in de loop van de tijd te evalueren, in een poging de overbelaste knooppunten te identificeren. Wanneer het cluster een overbelast knooppunt detecteert, wordt de belasting in evenwicht gehouden door VM’s live naar andere knooppunten te migreren die inactief zijn, terwijl er gelet wordt op  foutdomeinen en voorkeurseigenaren.

Eerlijkheid van knooppunten is standaard ingeschakeld, maar u kunt configureren of het wordt uitgevoerd en wanneer taakverdeling plaatsvindt. U kunt ook de agressiviteit configureren van de taakverdeling die optreedt. U doet dit in het eigenschappenblad van het cluster, op het tabblad Balancer, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.

U kunt deze instellingen ook configureren met Windows PowerShell, met behulp van de volgende opdrachten:

De volgende opdracht specificeert of node fairness moet worden uitgevoerd en hoe vaak de belasting moet worden verdeeld, met behulp van de volgende waarden:

(Get-Cluster).AutoBalancerMode
  • 0 – Knooppunt eerlijkheid is uitgeschakeld
  • 1 – Load balancing vindt plaats wanneer een knooppunt lid wordt van het cluster
  • 2 – Taakverdeling vindt plaats wanneer een knooppunt zich bij het cluster voegt en daarna elke 30 minuten. Dit is de standaardinstelling.

De volgende opdracht geeft de agressiviteit op waarmee de eerlijkheid van het knooppunt de belasting op elk knooppunt moet evalueren, met behulp van de volgende waarden:

(Get-Cluster).AutoBalancerLevel
  • 1 – Laag. Migreert VM’s wanneer de host voor meer dan 80 procent is geladen. Dit is de standaardinstelling.
  • 2 – Gemiddeld. Migreert VM’s wanneer de host voor meer dan 70 procent is geladen.
  • 3 – Hoog. Migreert VM’s wanneer de host voor meer dan 60 procent is geladen.