威聯通科技股份有限公司(QNAP Systems, Inc.) - 網路儲存設備(NAS)

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如何使用 QNAP 虛擬機工作站中的虛擬機(server node)及 NAS iSCSI Target(shared storage)建立 Windows Server 2012 R2 叢集容錯(failover cluster)?

此份文件描述如何將安裝 Windows Server 2012 R2 之虛擬機作為 Windows 叢集容錯之節點(node)。透過 QNAP 虛擬機工作站,您可輕鬆地建立叢集容錯之節點,透過叢集 (Cluster)保護運行在 Windows Server 2012 R2 之關鍵性應用程式。 舉例來說,若您 IT 設備中有 AD伺服器,QNAP NAS 讓您可建立虛擬機做為其備援伺服器(backup server)。當 AD 伺服器故障時,此虛擬機可透過 Windows 叢集容錯,接手原本 AD 伺服器運作中的服務。

註:建立 Windows Server 2012 叢集容錯前,須先建立共用儲存(shared storage)。此份文件也將說明如何使用 NAS iSCSI 目標伺服器(iSCSI target)。

 

什麼是叢集容錯(failover cluster)?
叢集容錯使用數台伺服器(實體或虛擬)來確保應用服務之高可用性(High Availability)。伺服器在此視為叢集之節點。若其中一台伺服器故障,此叢集中之另一台伺服器(節點)將接手原伺服器之工作負載,確保關鍵的應用服務不間斷運作以及將系統停機時間(downtime)縮至最短。

開始之前:

  • 安裝於QNAP 虛擬機工作站的 Windows Server 2012 R2 虛擬機設定需與您既有的伺服器相似(需啟用或安裝對等的應用服務)。另外,如下所示,橘色框區塊是安裝於 QNAP NAS 中之 Windows Server 虛擬機,使用虛擬交換器(Virtual Switch)連接至網路介面。 (更多資訊關於虛擬交換器)
  • 需有額外的網路將兩台 Windows Server 連接於叢集之共享儲存(shared Storage)中。黃色連接的部分用於叢集中節點彼此溝通;藍色的部分則是說明所有節點連接至同樣的共享儲存空間中。

NAS 設定

  1. 建立 iSCSI 儲存空間
    我們將使用 NAS iSCSI 儲存空間作為叢集容錯之共享儲存。有兩項iSCSI儲存空間需加入,一是 “Quorum” ,另一是 “Data”。當節點數量低於叢集可運行最低數量時 “Quorom” 將確認此叢集是否需停止運行。此外,“Quorom” 也會通知叢集哪一個節點應於何時啟動,若該節點溝通失敗時,Quorum也會通知叢集進行介入的調整動作(Microsoft 2011)。而 “Data” 則用於節點間的共享儲存。

    Quorum的最低空間需求是512MB(此文件使用1GB),但實際上檔案儲存磁碟區(Data volume)並無限制,空間大小差異將取決於使用者需求。若需要更詳細的說明,請參考「 如何掛載 iSCSI Target 到 Virtualization Station 中的虛擬機」。

虛擬機工作站設定

  1. 安裝 Windows Server 2012 R2:
    上傳 Windows Server 2012 R2 光碟映像檔(ISO)至 NAS。在虛擬機工作站中選擇 “Create VM” > “Create Custom VM”。在此步驟中可以選擇虛擬機分配資源,包括處理器核心數、記憶體以及儲存空間之大小。 更多關於建立虛擬機之資訊
  2. 虛擬機網路設定:
    因為共享儲存之需求,必須另有虛擬交換機(Virtual Switch)連接至一個 NAS 乙太網路介面,透過此乙太網路介面則可連接至共享儲存空間。先至 “Network Setting” > “Add Virtual Switch”,共有三種網路模式可供虛擬交換器選擇,請選擇 “Set up as Bridged Networking”。選擇可連接到共享儲存的乙太網路介面,然後按下「建立」。舉例來說,上述圖示顯示之乙太網路介面為172.17.100.101,而共享儲存也是存在相同的子網域172.17.100.XXX,則可透過該虛擬交換器連接到共享儲存空間。 更多關於網路模式之資訊
  3. 新增虛擬機網路卡來連接至共享儲存空間
    虛擬機的虛擬網路卡應與虛擬交換機連接,使其網路可存取共享儲存。進入虛擬機資訊頁面 > “Virtual Machine Settings > “Add Device” ,選擇上一個步驟加入之虛擬交換機2。

  4. 將虛擬機加入網域(Domain)
    建立叢集容錯需要使用網域伺服器,作為節點的虛擬機或您原本的伺服器則需加入網域中。
    點選 “Start”,於 “This PC” 中按右鍵,進入 “Properties” > “Change settings” > “Change”,然後選擇 “Domain”,並輸入網域名稱。



    註:在某些情況下,在虛擬機加入網域前,使用者須手動設定 DNS。點選 “Start” > “Control Panel” > “Network and Internet” > “Network and Sharing Center”。



    點擊 “Ethernet” > “Properties” > “Internet Protocol Version 4 (TCP/IPv4)”,然後選擇 “Use the following DNS server addresses:”,輸入 DNS 伺服器的 IP 位址。
  5. 安裝叢集容錯
    您的伺服器和虛擬機皆需先安裝叢集容錯功能才能做為叢集之節點。請點選 “Add roles and features” 後點擊下一步。

    選擇 “Role-based or feature-based installation”,再點擊 “Next”。

    點擊 “Next”。

    點擊 “Next”。

    選擇 “Failover Clustering”,再點擊 “Add Features”。

    點擊 “Next”。

    點擊 “Install”。當完成安裝時,點擊 “Close”。

  6. 連接至NAS iSCSI儲存空間
    共享儲存空間 “Quorum” 和 “Data” 都需要被加入到您的伺服器與虛擬機中。
    點擊 “Tools” 並選擇 “iSCSI Initiator”。

    選擇 “Discovery”,點擊 “Discover Portal”,輸入NAS IP位址(如172.17.100.101)後再點擊 “OK”。回到 “Targets” 後,兩個iSCSI Target會是未啟動狀態。選擇這兩個 Target 後,點擊 “Connect”。當連接完成後,請點擊 “OK”。
      
    點擊右鍵於 “Start” 上,並選擇 “Disk Management”,即可發現 “Quorum” 及 “Data” 的共享儲存空間列在清單上。


    右鍵點擊磁碟,選擇 “Online”,再點擊 “OK”。


    再次右鍵點擊磁碟,並選擇 “New Simple Volume…”。接著設定磁碟容量。 更多詳細步驟說明


    請於虛擬機中的 Windows Server 2012 R2重複步驟6。請勿格式化磁碟(Quorum 和Data),僅將磁碟設定成online狀態即可。

叢集容錯設定

  1. 安裝 Failover Cluster Manager
    運行於 NAS 上的虛擬機設定完畢後,在網域下將會有兩個 Windows Server 使用 NAS做為共享儲存空間。此時,我們需要另外一台 Windows Server 安裝 Failover Clustering Manager 來管理叢集。安裝 Failover Clustering Manager 之前,亦需先安裝叢集容錯。請參考 NAS 設定步驟 5:安裝叢集容錯。

    在 Server Manager 管理平台上,點擊 “Tools” 並選擇 “Failover Cluster Manager”。
  2. 驗證叢集容錯
    點擊 “Validate Configuration”,再點擊 “Next”。


    輸入您原本的伺服器名稱與虛擬機的伺服器名稱。

    選擇 “Run all tests (recommended)”,點擊 “Next”。

    勾選兩個叢集所使用的磁碟(Quorum 和 Data),再點擊 “Next”。


    當驗證完叢集後,系統將會自動產生所有環境參數的驗證報告。

    在 “Nodes” 的類別下,您可確認目前兩台 Windows Server 的狀態。

參考文獻
Rouse, M. (2012). failover cluster definition. Available:
http://searchwindowsserver.techtarget.com/definition/failover-cluster. Last accessed 21st Sept 2015.
Microsoft. (2011). Understanding Quorum Configurations in a Failover Cluster. Available:
https://technet.microsoft.com/en-us/library/cc731739.aspx. Last accessed 23rd Sept 2015.

發佈日期: 2015-11-23
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