Windows Server 2022 超融合部署(图文教程)

 更新时间:2022年06月21日 10:56:46   作者:lx3leon  
本文主要介绍了Windows Server 2022 超融合部署,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

Windows Server 2022 超融合部署

超融合基础设施(HCI, Hyper-Converged Infrastructure)的概念简单说就是将<计算>和<存储>资源通过网络,以软件定义的形式打通,合二为一,从而能够实现关键应用的负载均衡、高可用、统一管理以及横向扩展等功能。

架构

思路

  • 计算资源的高可用依靠【故障转移群集】功能
  • 存储资源的高可用依靠【存储空间直通】功能
  • 应用的高可用依靠【Hyper-V虚拟机】

1台域控加2台节点构成的群集,将2台群集节点各自的存储磁盘融合为一个逻辑存储池,在池中创建出一个双向镜像的存储卷,就像RAID1那样。最后,将虚拟机放在这个存储卷中,这样,虚拟机和其中所承载的应用,就实现了高可用性。

此架构最多能够承受任意1台节点故障,当发生故障时,虚拟机会在短时间(35秒)内切换到正常的备用节点上重新启动,从而保证了虚拟机中应用的持续服务。

硬件

3台节点分别命名为S1/S2/S3,硬件配置均基本相同,双1G网卡,S1只需1块系统硬盘,S2和S3均安装了4块256GB的SSD,其中1块用于安装系统,各自另外3块用于做存储空间直通。

配置双网卡的目的是在最终的高可用虚拟机中做NIC组合,从而使网络也有冗余,任意一个网络出现故障,都不会影响虚拟机中的应用,并且最好使用10G网卡。

节点IP地址设置

节点网卡地址
S1网卡110.3.10.1
S1网卡210.3.20.1
S2网卡110.3.10.2
S2网卡210.3.20.2
S3网卡110.3.10.3
S3网卡210.3.20.3

步骤大纲

  • S1安装【DNS】和【Active Directory域】,并配置为域控制器。
  • 3台节点都要安装【故障转移群集】功能,但只需在任意1台节点上配置群集功能。
  • 在S2或S3任意1台节点上配置【存储空间直通(S2D,Storage Spaces Direct)】功能。
  • 3台节点都要安装【Hyper-V】,但只需在S2或S3任意1台节点上配置高可用【虚拟机】。

详细部署

为了便于理解,笔者将各个功能分开,按步骤部署。

一、Active Directory域

目的:实现统一管理,及后续虚拟机实时迁移功能的前置条件。后续大部分操作都可以只在S1上完成。

在S1节点上添加角色:Active Directory域。(DNS会自动添加)

添加新林,根域名d3.area。

设置还原密码,其他及后续的路径均保持默认。

在S2和S3两台节点上,将两个网卡的首选DNS设为S1的两个IP,否则无法解析d3.area域名,会导致无法加入域。

在S2和S3两台节点上的计算机改名处,加入d3.area域,提示输入S1账户密码,成功加入域后重启S2和S3。

S2和S3重启完成后,在S1上添加要管理的其他服务器,将S2和S3加进来。

添加完成后,就能在所有服务器目录里看到S2和S3。

AD域配置完成。

二,故障转移群集

目的:实现<计算>资源的高可用性。3台节点都需要安装【故障转移群集】功能,但只需在任意1台节点上进行群集配置。S1安装的目的是方便管理。

在S1的服务器管理器 – 所有服务器中为3台节点都添加【故障转移群集】功能。

安装完成后,在S1或任意1台节点上打开服务器管理器 – 工具 –
故障转移群集管理器。

将S2和S3这2台节点创建为群集。(S1是域控,无法加入群集。)

验证配置最好做一遍,如果某些条件不满足,可以根据报告做相应调整。

设置群集的访问点。

群集创建完成后,在节点菜单中就可以看到S2和S3均处于在线状态。

只有2台节点组成群集,还需要配置一个外部见证,以保证在任意节点故障时,也能够选举出1台多数得票的节点。在故障转移群集管理器中,选择群集,更多操作
– 配置群集仲裁设置。

选择仲裁见证。

配置文件共享见证。

在S1上创建一个见证文件夹,选择所有用户都具有读写权限,确定完成。

故障转移群集配置完成!此时,我们通过远程桌面访问群集地址10.3.30.1时,群集系统会自动选举出1台主节点来提供服务,而另外1台作为备用节点。当主节点突发故障时,备用节点会快速顶替主节点,继续提供服务,中断时间约30~60秒。但这一步仅仅是完成了<计算>资源的高可用性,并非我们想要的最终结果。接下来,配置<存储>资源的高可用。

三,存储空间直通(S2D,Storage Spaces Direct)

目的:实现<存储>资源的高可用性。简单说,就是将S2和S3上的除系统盘外,另外共计6块磁盘做成“RAID1”。

在开启S2D之前,先来检查一下当前是否满足创建S2D的条件。在S2或S3节点的故障转移群集管理器中,选择验证群集,然后选择<仅运行选择的测试>。

只选择<存储空间直通>测试。验证完成后可以查看报告是否满足创建S2D的条件,如果不满足,可以对照报告要求去做相应调整。需注意,S2D无法使用Intel
RSTe RAID,具体的硬件需求,可以到微软网站查看。

万事俱备,接下来在S2或S3其中1台节点上,用管理员身份打开PowerShell,执行如下命令开启S2D功能:Enable-ClusterS2D

创建过程需要几十秒到几分钟不等,如果中途长时间卡在27%,可以先关闭PowerShell窗口,更新驱动,重启所有节点后再尝试创建。如若还不行,很可能就是硬件不支持了。

创建完成。因为使用的都是SSD,所以系统没有设置缓存磁盘,不必理会这个警告。如果是HDD+SSD/NVME的组合,S2D系统会把速度较快的SSD/NVME用于缓存。后期也可以手动设置缓存。

创建完成后,在S1存储池中就会出现S2D on
Cluster1的存储池,选中它新建虚拟磁盘。

设置虚拟磁盘名称为VD1,存储数据布局为Mirror,复原类型为双向镜像,容量设置了500GB。如果对存储复原有要求的话,可以参照微软文档,预留一定的容量。

虚拟磁盘创建完成后,接着会创建卷。服务器选择Cluster1,磁盘选择VD1,容量同样设为了500GB,驱动器号设置为D,文件系统ReFS。

卷创建完成后,打开故障转移群集管理器 – 存储 – 磁盘:可以看到群集虚拟磁盘VD1现在就承载于S3上。

接下来再创建一个容量为100GB的群集虚拟磁盘VD2,过程和创建VD1一样,但不用选驱动器号。这个虚拟磁盘是用于群集共享卷,放置虚拟机的页面文件。这么做能够让虚拟机在故障转移时,速度更快。

添加为群集共享卷后,S2和S3的C盘ClusterStorage文件夹下就出现了VD2。

存储空间直通(S2D)配置完成!注意:虚拟磁盘VD1是500GB的高可用D盘,它只出现在承载它的节点上,另一个节点是看不到的。这个盘用于存放虚拟机磁盘文件。虚拟磁盘VD2是100GB的群集共享卷,群集的所有节点中C:\ClusterStorage路径下都能看到,它只用于存放虚拟机的页面文件。

四,Hyper-V虚拟机

目的:让系统环境和应用都实现高可用。

在3台节点上均添加Hyper-V角色。

两个网卡都选上,其他默认。注意:笔者的S3网卡与另外2台不一样,在这一步没有影响,但后面的虚拟交换机要改成一致的名称才行,否则虚拟机迁移会出问题。

3台节点的Hyper-V角色添加完成后,都要重启。重启后,3台节点都会多出2个虚拟网卡,而物理网卡的IP也会消失。第一时间将这两个虚拟网卡的IP给设置为一开始配置的那些IP,另外2个物理网卡不用动,3台节点都要设置。S1的DNS要指向自己。S2和S3的DNS还是指向S1。

S2和S3的IP也和之前的一样,DNS还是要指向S1。

在S1上打开Hyper-V管理器,将S2和S3这两台节点的虚拟交换机名称都设置为VS1和VS2,从而避免因虚拟交换机名称不一致,而造成虚拟机无法转移的问题。

接下来打开故障转移群集管理器,如果没有显示群集的话,手动连接到群集。

在群集的角色菜单,新建虚拟机。

选择当前承载VD1磁盘的那个节点,S3。并且提前准备好要用的系统ISO镜像文件,放入S3的D盘。

将虚拟机的磁盘文件位置放在D:\路径下,取名VM1,【代数】根据需要选择,【网络】选择VS1,存储空间和要安装的系统根据需要设置即可,这里笔者在虚拟机中安装的还是Windows
Server 2022。

虚拟机创建完成后,先不启动。打开虚拟机设置 - 添加硬件 –
网络适配器,将VS2加上。CPU也按需求更改。

然后在2个网络适配器的【高级功能】里,将受【保护的网络】和【NIC组合】选中。

将智能分页文件放入群集共享卷

开启虚拟机,安装系统。

虚拟机系统安装完成后,进入虚拟机里的系统,服务器管理器 – 本地服务器 -
启用NIC组合,将2个网卡添加到1个组中,组名设为NG1。

然后将NG1的IP设置为所需地址即可。

AD域、故障转移群集、存储空间直通、高可用虚拟机,全部配置完成。

最终效果

使用远程桌面和ping两项检查,先看结果:

模拟故障ping中断时间故障转移虚拟机状态远程桌面
正常重启/关机5秒实时迁移保持未断
强制关机35秒重新启动断开自动重连
断网1根保持未断
断网2根35秒重新启动断开自动重连
断网8秒后恢复8秒保持未断
域控失联保持未断

如果虚拟机能够在任何故障下,转移时依旧保持开机状态,不重启的话就更完美了,但暂时我还没找到能够实现的方法。

测试步骤

在S1打开故障转移群集管理器,连接到Cluster1.d3.area群集,查看角色,此时虚拟机VM1正在S2节点上运行。

开启VM1的远程桌面并关闭防火墙,然后远程桌面登录,并持续ping它的IP地址。

此时将S2的两个网口都关闭,模拟S2故障。

虚拟机的远程桌面连接和ping都显示断开。

35秒左右,VM1转移到了S3上,并重新启动。

Ping通了,远程桌面也自动连上。

测试完成!

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