Proporcionar almacenamiento rentable para las cargas de trabajo de Hyper-V mediante el uso de Windows Server

Se aplica a: System Center 2012 R2, Windows Server 2012 R2

¿A quién está destinada esta guía? Proveedores de servicios (proveedores de servicios de hosting) que ofrecen infraestructura como servicio (IaaS) y grandes organizaciones que configuran nubes privadas.

¿Cómo puede ayudarle esta guía? Puede usar a esta guía de la solución para entender el diseño de alto nivel y la implementación de una solución de almacenamiento basada en servidor de archivos concreta para clústeres de cálculo de Hyper-V. Son posibles otras soluciones pero no se describen aquí.

La solución usa espacios de almacenamiento con capas de almacenamiento, un clúster de servidores de archivos de escalabilidad horizontal y recursos compartidos de archivos de Bloque de mensajes del servidor (SMB) para crear una solución de almacenamiento definida por software que maximiza el rendimiento del almacenamiento, reduce los costos, y escala los recursos de cálculo y de almacenamiento independientemente.

¿Sabía que Microsoft Azure proporciona una funcionalidad similar en la nube? Obtenga más información sobre soluciones de almacenamiento y virtualización de Microsoft Azure. Creación de una solución híbrida en Microsoft Azure: - Obtenga información acerca del almacenamiento de estado sólido rentable y con alta capacidad de respuesta para máquinas virtuales de Azure - Cambie las VM entre Hyper-V y Microsoft Azure

El siguiente diagrama ilustra el problema y el escenario que trata esta guía de soluciones.

Almacenamiento para cargas de trabajo virtualizadas

En esta guía de soluciones:

• Escenario, declaración del problema y objetivos

• ¿Cuál es el enfoque de diseño y planificación de esta solución?

• ¿Cuáles son los pasos de alto nivel para implementar esta solución?

Escenario, declaración del problema y objetivos

En esta sección se describen el escenario, la declaración del problema y los objetivos de esta guía de soluciones.

Escenario

En este escenario, asumimos que usted es un proveedor de host mediano que ofrece servicios administrados (incluida infraestructura como servicio) o una gran organización que busca configurar nubes privadas. Proporciona a las empresas la capacidad de mover una variedad creciente de sus cargas de trabajo a la nube, hospedada en máquinas virtuales de Hyper-V. Pero estas nuevas cargas de trabajo vienen con una asombrosa cantidad de datos…

Declaración del problema

Como sin duda sabe, el almacenamiento representa uno de los mayores gastos para hospedar los servicios en la nube. Los requisitos de datos siguen creciendo y, mientras los precios de discos duros bajan, probablemente ha estado adquiriendo un gran número de unidades de estado sólido (SSD) en un intento de aumentar el rendimiento. El efecto general es que el almacenamiento sigue siendo algo caro y difícil de usar.

Las opciones de almacenamiento existentes implican caras redes de área de almacenamiento (SAN) que usan un tejido de canal de fibra, aunque también puede considerar iSCSI en instancias cuando el rendimiento no es crítico. Mientras que estas opciones pueden proporcionar configuraciones de almacenamiento flexible, tienen algunas de las siguientes desventajas:

• Las SAN de Canal de fibra (e incluso iSCSI) son bastante caras.

• Las SAN pueden ser complicadas de configurar y mantener.

Por lo tanto, el problema general que quiere solucionar es:

• ¿Cómo puede proporcionar almacenamiento resistente y de alto rendimiento para los host de Hyper-V mientras mantiene costos reducidos?

Objetivos de la organización

Básicamente busca una solución de almacenamiento que proporcione lo siguiente:

• Disponibilidad continua: debe proporcionar un almacenamiento remoto que esté disponible de forma continua para reducir al mínimo el tiempo de inactividad.

• Almacenamiento escalable: debe proporcionar cientos de terabytes de almacenamiento con altos niveles de rendimiento a los miles de máquinas virtuales que quiere hospedar (esta solución proporciona, aproximadamente, entre 150 y 600 TB de capacidad a 1000–8192 máquinas virtuales con unos 75 GB por máquina virtual).

• Alto rendimiento: necesita un almacenamiento que pueda proporcionar un gran rendimiento a cada servicio y máquina virtual.

• Administración eficiente: necesita herramientas de administración eficaces y eficientes con las que configurar y administrar toda la solución de la plataforma en la nube, formada por cientos de discos y decenas de nodos de servidor.

• Bajo costo: tiene que evitar que el almacenamiento consuma todo su presupuesto.

¿Cuál es el enfoque de diseño y planificación de esta solución?

En esta sección se define una solución que recomendamos para el problema y los objetivos descritos anteriormente. Esta sección se centra en la parte de almacenamiento de una plataforma de nube que conste de las siguientes tres partes:

• Ejecución: las cargas de trabajo de los inquilinos se hospedan en un clúster de ejecución que ejecuta máquinas virtuales de Hyper-V.

• Almacenamiento: las máquinas virtuales se almacenan en un clúster de servidores de archivos de alto rendimiento.

• Administración: un clúster de administración administra los clústeres de ejecución y servidores de archivos.

El siguiente diagrama muestra la parte de almacenamiento de esta solución:

Almacenamiento basado en Windows Server para arquitectura de solución de máquinas virtuales

La siguiente tabla muestra los elementos que forman parte de este diseño de la solución y describe el motivo de la elección del diseño.

Para diseñar la configuración de hardware y software para cada clúster de la solución, consulte Proporcionar almacenamiento rentable para las cargas de trabajo de Hyper-V mediante Windows Server: guía de planeación y diseño.

Desafíos de esta solución

aquí encontrará algunos de los retos relacionados con esta solución, así como algunas estrategias para solucionarlos.

• Problemas de controladores y firmware

  Para reducir los problemas de controladores y firmware, especialmente a escala, recomendamos adquirir todo el hardware de producción de un proveedor que realice la prueba y admita el hardware, como una solución integrada con Espacios de almacenamiento.Plataforma en la nube Microsoft (CPS) con tecnología de Dell es un ejemplo de esta solución. También es importante seguir las recomendaciones de cada proveedor sobre las últimas versiones recomendadas de controladores y firmware que usar.

  Ejecute también el asistente para validar una configuración y resuelva todos los problemas antes de configurar cada clúster. Para más información, consulte Validación del hardware de un clúster de conmutación por error.

• Dificultad al borrar completamente información anterior de espacios de almacenamiento y clústeres de conmutación por error de JBOD y discos físicos

  Esto no suele ser un problema con el hardware nuevo pero, si usa hardware existente para probar la configuración, use los cmdlets del módulo de almacenamiento de Windows PowerShell para borrar completamente todos los datos de los espacios de almacenamiento y clústeres de conmutación por error de los discos físicos y JBOD antes de configurar la solución. En algunos casos activar el ciclo de energía de los JBOD puede ayudar a quitar la información de reserva persistente de los dispositivos.

  Sugerencia

  Consulte el tema sobre cómo limpiar por completo una configuración existente de Espacios de almacenamiento para ver un script con el que resulta más fácil borrar por completo toda una configuración de Espacios de almacenamiento.

• Escala de la solución grande

  Esta solución necesita una inversión en hardware significativa para la configuración para las pruebas. Una solución alternativa es empezar con una solución más pequeña para las pruebas. Por ejemplo, podría usar un clúster de servidores de archivos con dos nodos y dos JBOD, un clúster de administración más sencillo y menos nodos de cálculo. Cuando se sienta cómodo con la solución en el laboratorio, puede agregar nodos y JBOD al clúster de servidores de archivos, aunque tendrá que recrear los espacios de almacenamiento para garantizar que los datos se almacenan en todos los revestimientos con compatibilidad de reconocimiento de revestimientos.

¿Cuáles son los pasos de alto nivel para implementar esta solución?

Puede usar los pasos de esta sección para implementar la solución. Asegúrese de comprobar la implementación correcta de cada paso antes de continuar con el paso siguiente.

1. Diseñar la solución y adquirir hardware certificado

   Use la Guía de consideraciones de diseño de almacenamiento definidas mediante software para planificar y diseñar su solución de almacenamiento. También puede usar Proporcionar almacenamiento rentable para las cargas de trabajo de Hyper-V mediante Windows Server: guía de planeación y diseño para obtener una visión general de un diseño a gran escala para clústeres de administración, proceso y almacenamiento.

2. Acoplar y conectar por cable todo el hardware

   Conecte el clúster de servidores de archivos, el clúster de administración, el clúster de cálculo y los conectores de red a los que se conectan. No conecte todavía el hardware a redes externas.

3. Actualizar todo el firmware

   Actualice el firmware de los JBOD, los discos, los servidores, los conmutadores de red y los HBA a las versiones certificadas mientras conecta el hardware.

4. Implementación de Windows Server 2012 R2 en el clúster de administración

   Instale Windows Server 2012 R2 con la opción de instalación de Server Core del clúster de administración para reducir la cantidad de actualizaciones de software que se aplican al servidor (suponiendo que no usa un clúster de administración existente). Use un equipo portátil conectado a la red de administración para configurar de forma remota todos los nodos o instale Windows Server con la opción de instalación de GUI.

5. Instalar Hyper-V y crear máquinas virtuales para AD DS, DNS y DHCP en el clúster de administración

   Instale el rol de servidor de Hyper-V, y use el Administrador de Hyper-V o Windows PowerShell para crear una máquina virtual en un nodo del clúster de administración de AD DS, DNS y DHCP. Esta máquina virtual no es de alta disponibilidad (estos servicios se replican y equilibran la carga sin clústeres) y debe almacenar el archivo de disco duro virtual (.vhdx) del sistema operativo en el disco duro local de uno de los nodos. Repítalo dos veces más en otros dos nodos para que disponga de tres máquinas virtuales en tres nodos independientes. Creará más máquinas virtuales después de configurar los clústeres de conmutación por error en el clúster de administración más adelante en el procedimiento de instalación.

   Para obtener más información, vea Instalación de Hyper-V y creación de una máquina virtual.

   Nota

   Después de configurar esta solución, podrá crear opcionalmente máquinas virtuales de alta disponibilidad que ejecuten AD DS, DNS y DHCP, y retirar las máquinas virtuales independientes creadas en este paso. Esto puede hacer que la administración sea más lógica ya que todas las máquinas virtuales serán de alta disponibilidad y se almacenarán en el clúster de servidores de archivos.

6. Implementar AD DS, DNS y DHCP

   Si instala un clúster de administración nuevo, instale AD DS en cada una de las máquinas virtuales (tres controladores de dominio) y cree un nuevo bosque para los clústeres de servidores, con zonas DNS integradas en Active Directory y ámbitos de DHCP para la red de almacenamiento y la red de administración.

   Para más información, vea Instalación de los Servicios de dominio de Active Directory (nivel 100) y Paso a paso: configuración de DHCP para conmutación por error.

7. Configurar el clúster de servidores de archivos

   Use los siguientes pasos para configurar el clúster de servidores de archivos:

   Nota

   Virtual Machine Manager puede crear rápidamente un servidor de archivos de escalabilidad horizontal desde los cuatro nodos de reconstrucción completa del clúster de servidores de archivos. El único problema es que, probablemente, querrá almacenar los archivos de disco duro virtual de Virtual Machine Manager en el clúster de servidores de archivos que aún no está configurado. El problema se muerde la cola, pero puede solucionarlo de la siguiente forma: instale Virtual Machine Manager en una configuración del clúster de administración que no sea de alta disponibilidad, úselo para configurar el clúster de servidores de archivos y, después, vuelva a configurar Virtual Machine Manager en una configuración de alta disponibilidad (almacenada en el clúster de servidores de archivos).

   1. Instalación de Windows Server 2012 R2

      Instale Windows Server con la opción de instalación Server Core en los nodos del clúster de servidores de archivos, con el sistema operativo instalado en el disco duro local de cada nodo.

   2. (Opcional) Borrar los datos de configuración existentes de Espacios de almacenamiento y los clústeres de conmutación por error

      Si anteriormente se usaban los JBOD y los servidores para otra cosa, borre completamente todos los datos de los espacios de almacenamiento y de los clústeres de conmutación por error de los discos físicos y los JBOD. Para obtener un script que puede ayudarle a borrarlo todo completamente (y nos referimos a todo, por lo que tenga cuidado) de una configuración de espacios de almacenamiento, consulte Borrado completo de una configuración de espacios de almacenamiento existente.

   3. Validar discos físicos y revestimientos

      Compruebe todos los discos físicos para asegurarse de que son correctos, que muestran los tipos de medios correctos y que se muestran como aptos para la agrupación. Confirme también que los JBOD muestran la información del revestimiento correctamente.

      Para obtener un script que pueda validar los discos físicos y los revestimientos, pueda realizar algunas comprobaciones de estado y de rendimiento, consulte Script de validación del disco físico de espacios de almacenamiento.

   4. Crear grupos de almacenamiento en clúster

      Valide y optimice la configuración de red en clúster, etiquetando cada red (por ejemplo, red de almacenamiento y red de administración) y cree tres grupos de almacenamiento en clúster con cuatro SSD y 16 HDD de cada uno de los cuatro JBOD, para un total de 80 discos por grupo.

      Si quiere ver los pasos detallados que debe seguir para configurar el clúster de conmutación por error y crear los grupos de almacenamiento, consulte Implementación de Espacios de almacenamiento en clúster.

   5. Crear un servidor de archivos de escalabilidad horizontal

      A continuación, cree un rol de servidor de archivos en clúster con la opción de servidor de archivos de escalabilidad horizontal.

      Para obtener más información, vea Implementación del servidor de archivos de escalabilidad horizontal.

   6. Crear el disco testigo para el clúster de servidores de archivos

      Utilice el Administrador del servidor o el cmdlet New-VirtualDisk para crear un espacio de reflejo doble de 3 GB sin capas de almacenamiento y poder usarlo como disco testigo para el clúster de servidores de archivos. Después, configure el cuórum de clúster.

      Para más información, consulte Configuración del cuórum de clúster.

   7. Crear capas de almacenamiento, espacios de almacenamiento, particiones, volúmenes y CSV

      Cree los espacios de almacenamiento según su diseño y cree una partición, un volumen y un CSV por espacio de almacenamiento.

   8. Crear recursos compartidos de archivos disponibles continuamente para las máquinas virtuales del clúster de administración

      Cree un recurso compartido de archivos SMB disponible continuamente por CSV usado por las máquinas virtuales en el clúster de administración y otorgue permisos de control completo a las cuentas de equipo de cada nodo del clúster administración, de la cuenta SYSTEM y del grupo Administradores de dominio.

      Para obtener más información, vea Paso 3: Creación de un recurso compartido de archivos SMB

8. Configurar el clúster de administración y el resto de las máquinas virtuales de administración

   Use los siguientes pasos para configurar los clústeres de conmutación por error en el clúster de administración y crear máquinas virtuales de alta disponibilidad para el resto de los servicios de infraestructura y de administración (ya ha configurado AD DS, DNS y DHCP en máquinas virtuales independientes). La mayoría de las máquinas virtuales son máquinas virtuales de alta disponibilidad, pero para algunos servicios es posible que quiera usar los clústeres invitados para crear un clúster entre máquinas virtuales.

   1. Instalar clústeres de conmutación por error y configurar el clúster de Hyper-V

      Siga este tema para crear el clúster de administración y configurar Hyper-V de modo que admita las máquinas virtuales de alta disponibilidad: Implementación de un clúster de Hyper-V.

   2. Configurar la Actualización compatible con clústeres

      Configure la Actualización compatible con clústeres para facilitar la actualización del clúster, y minimizar o eliminar el tiempo de inactividad. Para obtener más información, vea Información general de la Actualización compatible con clústeres.

   3. Implementar SQL Server

      Implemente SQL Server para admitir Virtual Machine Manager. Para obtener más información, vea los temas siguientes:

      • Instancias del clúster de conmutación por error AlwaysOn (SQL Server)

      • Instalar SQL Server con recurso compartido de archivos SMB como una opción de almacenamiento

      • Crear un nuevo clúster de conmutación por error de SQL Server (configuración)

   4. Implementación de Virtual Machine Manager

      Implemente Virtual Machine Manager en un clúster invitado.Virtual Machine Manager se usa para implementar y administrar los nodos de cálculo y otros componentes de red para esta solución.

      Para obtener más información, consulte los siguientes temas:

      • Instalación de un servidor de administración VMM de alta disponibilidad

      • Implementar un clúster invitado con un disco duro virtual compartido

   5. Implementar Windows Server Update Services

      Use Virtual Machine Manager junto con Windows Server Update Services para actualizar todas las máquinas virtuales en esta solución.

      Para más información, consulte Administración de actualizaciones de tejido en VMM (o Implementación de Windows Server Update Services en la organización, si no usa Virtual Machine Manager).

9. Implementar los nodos y clústeres de cálculo

   Una vez configurada la infraestructura, utilice Virtual Machine Manager o Windows PowerShell para implementar los nodos de ejecución sin configurar y configurarlos en un clúster de conmutación por error, con Virtual Machine Manager y Windows Server Update Services para proporcionar actualizaciones a los nodos de clúster.

   Para obtener más información, vea Administración de System Center 2012 - Virtual Machine Manager.

10. Configurar las redes de inquilinos

    Para configurar las redes de inquilinos, vea Implementar la infraestructura de red de inquilinos escalable y de proveedores de host.

11. Implementar las máquinas virtuales de inquilinos

    Después de configurar las redes de inquilinos, use Virtual Machine Manager o Windows PowerShell para implementar las máquinas virtuales de los inquilinos.

Vea también

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