Es ist wichtig, dass die Netzwerke für die Client- und Clusterkommunikation ordnungsgemäß konfiguriert sind. In diesem Abschnitt werden Links zu den Verfahrensweisen bereitgestellt, die notwendig sind, um sicherzustellen, dass die privaten und öffentlichen Netzwerkeinstellungen ordnungsgemäß konfiguriert sind. Zusätzlich müssen Sie sicherstellen, dass die Netzwerkverbindungen für den Cluster in der richtigen Reihenfolge konfiguriert sind. Ziehen Sie folgende Punkte in Betracht, wenn Sie die Netzwerkinfrastruktur für Ihre CCR-Umgebung entwerfen:
Wenn Sie eine fortlaufende Clusterreplikation in Windows Server 2003 installieren, müssen Sie beim Erstellen von Postfachclusterservern in einer CCR-Konfiguration mit zwei Knoten über eine ausreichende Anzahl statischer IP-Adressen verfügen. Es wird eine IP-Adresse für den Cluster und eine für den Postfachclusterserver benötigt. Ferner werden IP-Adressen sowohl für die öffentlichen als auch für die privaten Netzwerke auf jedem Knoten benötigt:
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Private Adressen Für jeden Knoten wird eine statische IP-Adresse pro Netzwerkkarte benötigt, die für das private Clusternetzwerk verwendet wird. Es müssen statische IP-Adressen verwendet werden, die nicht in einem derselben Subnetze oder Netzwerke liegen wie die öffentlichen Netzwerke. Es wird empfohlen, für die zwei Knoten als private IP-Adressen 10.10.10.10 und 10.10.10.11 mit einer Subnetzmaske von 255.255.255.0 zu verwenden. Wenn Ihr öffentliches Netzwerk ein 10.x.x.x-Netzwerk und die Subnetzmaske 255.255.255.0 verwendet, wird empfohlen, alternative IP-Adressen und eine andere Subnetzmaske für das private Netzwerk zu verwenden. Wenn Sie mehrere private Netzwerke konfigurieren, sind für jede private Netzwerkkarte und jedes Netzwerk eindeutige Adressen und Subnetze erforderlich.
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Öffentliche Adressen Für jeden Knoten wird eine statische IP-Adresse pro Netzwerkkarte benötigt, die für das öffentliche Clusternetzwerk verwendet wird. Darüber hinaus werden für den Servercluster und den Postfachclusterserver statische IP-Adressen benötigt, damit Clients und Administratoren darauf zugreifen können. Es müssen statische IP-Adressen verwendet werden, die nicht in einem derselben Subnetze oder Netzwerke liegen wie die privaten Netzwerke.
Das private Netzwerk für alle Knoten in einem Cluster muss im selben Subnetz liegen. Sie können aber VLAN-Switches (virtuelles LAN) an den Anschlussstellen zwischen zwei Knoten verwenden. Wenn Sie ein VLAN verwenden, muss die Point-to-Point-Roundtrip-Wartezeit unter einer halben Sekunde liegen. Darüber hinaus muss der Link zwischen zwei Knoten für das Windows Server 2003-Betriebssystem, das auf den Knoten ausgeführt wird, als einzelne Point-to-Point-Verbindung angezeigt werden. Damit einzelne Fehlerquellen (Single Point of Failure, SPoF) vermieden werden, sollte unabhängige VLAN-Hardware für die verschiedenen Pfade zwischen den Knoten verwendet werden. Für Failovercluster, die unter Windows Server 2008 ausgeführt werden, gilt nicht dieselbe Subnetzeinschränkung.
Die öffentlichen Netzwerke für alle Knoten in einem Cluster müssen sich im selben Subnetz befinden. Alle Netzwerke müssen ein Subnetz verwenden, das sich von dem unterscheidet, das für die privaten Netzwerke verwendet wird. Für Failovercluster, die unter Windows Server 2008 ausgeführt werden, gilt nicht dieselbe Subnetzeinschränkung.
Die Verbindungsreihenfolge im Clusternetzwerk muss in Windows so konfiguriert werden, dass sich die öffentlichen Netzwerke an oberster Stelle der Liste der Verbindungsreihenfolge befinden, und die Netzwerkpriorität im Cluster muss mit den privaten Netzwerken an oberster Stelle in der Prioritätsreihenfolge konfiguriert werden.
Beim Installieren von CCR in Windows Server 2003 in einer Konfiguration mit mehreren Datenzentren:
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Alle für den Clientzugriff verwendeten Netzwerke müssen ausreichend Bandbreite sowie hinreichend niedrige Wartezeiten bereitstellen, um Clients in allen Datacentern den Zugriff auf den Postfachclusterserver zu ermöglichen.
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Alle zum Replizieren von Transaktionsprotokollen verwendeten Netzwerke müssen ausreichend Bandbreite sowie hinreichend niedrige Wartezeiten bereitstellen, damit die Protokolldateien zügig kopiert werden können, sodass es so selten wie möglich zu Rückständen bei den Protokolldateien kommt.
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Die für den Clustertakt verwendeten Netzwerke müssen in der Lage sein, ein Taktpaket innerhalb der erforderlichen Anzahl konfigurierter Wiederholungen zu senden und zu empfangen. Wenn Sie CCR unter SP2 für Windows Server 2003 oder unter SP1 für Windows Server 2003 und bei installiertem Hotfix aus Knowledge Base-Artikel 921181 Eine Aktualisierung ist verfügbar, die ein Dateifreigabezeugen-Feature und ein konfigurierbares Clustertaktfeature zu Windows Server 2003 SP1-basierten Serverclustern hinzufügt, installieren, werden die verlorenen Taktwiederholungen der Schnittstelle und des Knotens als Clusterkonfigurationseigenschaften offen gelegt. Wenn Sie CCR unter Windows Server 2008 installieren, ist diese Aktualisierung nicht erforderlich. In beiden Fällen werden die Takte weiterhin alle 1,2 Sekunden gesendet, aber der Cluster kann so konfiguriert werden, dass mehre Verluste auftreten müssen (entweder aufgrund verworfener Pakete, übermäßiger Wartezeit, Schnittstellenfehlern oder Knotenfehlern), bevor Wiederherstellungsmaßnahmen eingeleitet werden. Die Eigenschaftswerte werden in Einheiten von verpassten Takten und nicht von vergangener Zeit angegeben. Deshalb kann der Cluster nicht so konfiguriert werden, dass er nach fünf Sekunden einen Schnittstellenfehler annimmt. Er kann so konfiguriert werden, dass er nach fünf Verlusten von einem Schnittstellenfehler ausgeht, und in Abhängigkeit davon, wann tatsächlich der Fehler in der Taktdauer auftritt, dauern fünf Verluste ungefähr fünf bis sechs Sekunden. Beide Einstellungen weisen ein zulässigen Mindestwert von 2 Sekunden und einen maximalen Wert von 20 Sekunden auf.
Bei der Verwendung von CCR unter Windows Server 2003 wird empfohlen, die TCP/IP-Einstellungen von Windows Server hinsichtlich der spezifischen Geschwindigkeits- und Latenzwerte Ihrer Netzwerkverbindung zu optimieren. Insbesondere kann es erforderlich sein, die TCP-Empfangsfenstergröße (Transmission Control Protocol) sowie die RFC 1323-Fensterskalierungsoptionen (Request for Comments) auf dem aktiven und passiven Knoten anzupassen. Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, Ablaufeinstellungen für den ARP-Cache (Address Resolution Protocol, Adressauflösungsprotokoll) zu konfigurieren und die erweiterten TCP/IP-Optionen für das Windows Server 2003 Scalable Networking Pack (SNP) in der Windows-Registrierung zu deaktivieren.
Über diese Empfehlungen hinaus ist es ratsam, wenn Ihre Umgebung das IPsec-Protokoll (IP Security) verwendet, IPsec konsistent in der gesamten CCR-Umgebung zu konfigurieren. Entweder sollten beide Knoten IPsec verwenden oder keiner. Wenn nur ein Knoten für die Verwendung von IPsec konfiguriert ist, kann der IPsec-Sicherheitszuordnungsprozess zu Paketverzögerungen oder sogar zu Paketverlusten führen.
TCP-Empfangsfenster und RFC 1323-Skalierungsoptionen
Das TCP-Empfangsfenster ist die maximale Datenmenge (in Bytes), die gleichzeitig über eine Verbindung empfangen werden kann. Der sendende Computer kann nur diese Höchstmenge von Daten senden und muss danach auf eine Bestätigung und eine TCP-Fensteraktualisierung vom empfangenden Computer warten. Es kann von Vorteil sein, diese Einstellung anzupassen, damit der Durchsatz während des Protokollversands erhöht wird.
Zur Optimierung des TCP-Durchsatzes sollte der sendende Computer genügend Pakete übermitteln, um die Leitung zwischen dem Sender und Empfänger zu füllen. Die Kapazität der Netzwerkleitung basiert auf ihrer Bandbreite und Latenz (Roundtrip-Wartezeit). Je größer die Latenz, desto höher ist die Kapazität der Netzwerkleitung, weil zwischen den einzelnen Bestätigungen mehr Zeit verbleibt, um Daten zu senden. Durch ein Vergrößern des TCP-Fensters kann das System die Zeiträume zwischen den Bestätigungen ausnutzen, indem mehr Daten gesendet werden.
Der TCP/IP-Standard erlaubt ein Empfangsfenster mit einer Größe von bis zu 65.535 Oktetten, wobei es sich um den Höchstwert handelt, der im 16-Bit-Feld für die TCP-Fenstergröße angegeben werden kann. Zur Verbesserung der Leistung bei Netzwerken mit hoher Bandbreite und großer Verzögerung unterstützt Windows Server-TCP/IP die Möglichkeit, Empfangsfenstergrößen von mehr als 65.535 Oktetten anzukündigen, indem skalierbare Fenster gemäß der Beschreibung in RFC 1323, TCP-Erweiterungen für hohe Leistung (nur in Englisch), verwendet werden. Bei Verwendung von Fensterskalierung können Hosts während einer Kommunikation eine Fenstergröße aushandeln, die es zulässt, dass mehrere große Pakete, wie sie zum Beispiel häufig von Dateiübertragungsprotokollen (File Transfer Protocol, FTP) verwendet werden, in den Puffern des Empfängers ausstehend sind. In RFC 1323 wird eine Methode zur Unterstützung größerer Empfangsfenster dargelegt, bei der TCP berechtigt ist, zum Zeitpunkt der Herstellung der Verbindung einen Skalierungsfaktor für die Fenstergröße auszuhandeln.
Sie können die TCP-Empfangsfenstergröße und die RFC 1323-Fensterskalierungsoptionen auf einem Computer, der Windows Server 2003 ausführt, optimieren, indem Sie zwei Registrierungseinträge ändern: TCPWindowSize und TCP1323Opts. Weitere Informationen zu diesen Features finden Sie im Microsoft Knowledge Base-Artikel 224829 Beschreibung von TCP-Eigenschaften in Windows 2000 und Windows Server 2003.
Empfohlen wird die Verwendung von Version 13 oder höher des Speicheranforderungsrechners für die Exchange 2007-Serverfunktion Mailbox, um die optimalen Einstellungen für diese Registrierungseinträge auf Grundlage Ihrer Netzwerkverbindung und -latenz zu ermitteln. Der Rechner steht im Exchange-Teamblog zum Download bereit. Der Speicherrechner enthält außerdem schrittweise Anleitungen zum Eingeben der Registrierungswerte auf Ihren Servern.
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ARP-Cacheablauf
Der ARP-Cache ist eine arbeitsspeicherinterne Tabelle, in der IP-Adressen zu MAC-Adressen (Media Access Control) zugeordnet werden. Auf Einträge im ARP-Cache wird immer referenziert, wenn ein ausgehendes Paket an die IP-Adresse in dem jeweiligen Eintrag gesendet wird. Windows Server 2003 passt die Größe des ARP-Caches standardmäßig automatisch an die Anforderungen des Systems an. Wenn ein Eintrag zwei Minuten lang von keinem ausgehenden Datagramm verwendet wird, wird dieser Eintrag aus dem ARP-Cache entfernt. Einträge, auf die referenziert wird, werden nach zehn Minuten aus dem ARP-Cache entfernt. Manuell hinzugefügte Einträge werden nicht automatisch aus dem Cache entfernt.
Interne Tests der internen IT-Abteilung von Microsoft haben gezeigt, dass es mit Standardablaufeinstellungen für den ARP-Cache in CCR- und SCR-Umgebungen zu Paketverlusten kam. Bei auftretenden Paketverlusten muss der sendende Server die verlorenen Daten erneut übermitteln. In einer Umgebung mit fortlaufender Replikation ist es wichtig, dass die Protokolldateien so schnell wie möglich auf den passiven Knoten kopiert werden. Daher kann es sich negativ auf den Durchsatz des Protokollversands auswirken, wenn Daten wegen verlorener Pakete wiederholt übermittelt werden müssen.
Um den ARP-Cacheablauf zu steuern, können Sie den TCP/IP-Parameter ArpCacheMinReferencedLife in der Windows-Registrierung ändern. Dieser Parameter bestimmt, wie lange referenzierte Einträge in der ARP-Cachetabelle verbleiben müssen, bevor sie gelöscht werden können. Intern hat Microsoft herausgefunden, dass sich als optimale Einstellung für den Registrierungswert ArpCacheMinReferencedLife derselbe Wert eignet, wie er von den im Netzwerk befindlichen Routern für den ARP-Cacheablauf verwendet wird; dieser betrug im Test 4 Stunden.
Bevor Sie aber den Wert von ArpCacheMinReferencedLife in Ihrer eigenen Umgebung ändern, empfiehlt es sich, mithilfe von Microsoft Netzwerkmonitor oder einem ähnlichen Erfassungstool den Netzwerkverkehr an der Netzwerkschnittstelle, über die Protokolle vom aktiven auf den passiven Knoten kopiert werden, zu erfassen und zu analysieren. Ausführliche Anleitungen zum Ändern des Registrierungswerts ArpCacheMinReferencedLife finden Sie unter Appendix A: TCP/IP Configuration Parameters (englischsprachig).
Erweiterte TCP/IP-Features für SNP (Scalable Networking Pack)
Das Windows Server 2003 Scalable Networking Pack (SNP) ist ein gesondertes Update für Windows Server 2003, das zustandsbehaftete und zustandslose Abladungen enthält, um den Windows-Netzwerkstack zu beschleunigen. Das Update umfasst TCP Chimney-Abladung, RSS (Receive Side Scaling) und NetDMA (Network Direct Memory Access).
"TCP Chimney" ist eine zustandsbehaftete Abladung. TCP Chimney-Abladung ermöglicht das Abladen der TCP/IP-Verarbeitung auf Netzwerkadapter, die die TCP/IP-Verarbeitung hardwareseitig durchführen können.
RSS und NetDMA sind zustandslose Abladungen. Bei einem einzelnen Computer mit mehreren Prozessoren (CPUs) begrenzt der Windows-Netzwerkstack die eingehende Protokollverarbeitung auf einen einzigen Prozessor. RSS löst dieses Problem dadurch, dass die von einem Netzwerkadapter empfangenen Pakete ausgleichend über mehrere Prozessoren verteilt werden können. NetDMA ermöglicht ein DMA-Modul (Direct Memory Access) auf dem PCI-Bus (Peripheral Component Interconnect). Der TCP/IP-Stack kann dann mithilfe des DMA-Moduls Daten kopieren, statt den Prozessor unterbrechen zu müssen, um den Kopiervorgang verarbeiten zu können. Eine verwandte Komponente, TCPA, ist eine weitere Abladungsfunktion, bei der ein DMA-Hardwaremodul auf dem PCI-Bus eingesetzt werden kann, um die Verarbeitung eingehender Pakete zu unterstützen.
In einigen Umgebungen können diese Features zwar Vorteile bei der Netzwerkleistung bewirken, doch gibt es Szenarien, in denen sie nicht einsetzbar sind, weil andere Technologien zur Anwendung kommen. Beispielsweise können TCP Chimney-Abladung und NetDMA nicht verwendet werden, wenn eine der folgenden Technologien eingesetzt wird:
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Windows-Firewall
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IPsec (Internet Protocol Security)
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Internet Protocol Network Address Translation (IPNAT)
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Firewalls von Drittanbietern
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NDIS 5.1-Zwischentreiber
Darüber hinaus gibt es in einigen Umgebungen bekannte Probleme, einschließlich Umgebungen mit Microsoft Exchange, aufgrund derer die Netzwerkleistung abnehmen kann, wenn diese Features eingesetzt werden. Ausführliche Informationen zu einigen dieser Probleme finden Sie im Exchange-Teamblogbeitrag Windows 2003 Scalable Networking Pack (SNP) und mögliche Auswirkungen auf Exchange (in englischer Sprache).
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Es wird empfohlen, in CCR-Umgebungen, die unter dem Betriebssystem Windows Server 2003 ausgeführt werden, sämtliche dieser Features sowohl für das Betriebssystem als auch für alle Netzwerkschnittstellenkarten im System zu deaktivieren. Die Features lassen sich wie folgt deaktivieren:
Weitere Informationen zum SNP finden Sie im Knowledge Base-Artikel 912222 Die Microsoft Windows Server 2003 Scalable Networking Pack Version, sowie auf der Website Skalierbare Netzwerke (in englischer Sprache).