Offrire archiviazione economica per carichi di lavoro di Hyper-V con Windows Server

Si applica a: System Center 2012 R2, Windows Server 2012 R2

Destinatari della guida Provider di servizi di hosting che offrono un'infrastruttura distribuita come servizio (IaaS) e grandi organizzazioni che configurano cloud privati.

Finalità della guida. Questa guida alla soluzione fornisce informazioni generali sul progetto e sull'implementazione di una particolare soluzione di archiviazione basata su file server per i cluster di calcolo Hyper-V. Sono possibili altre soluzioni che non vengono descritte qui.

La soluzione usa Spazi di archiviazione con livelli di archiviazione, un cluster di file server di scalabilità orizzontale e condivisioni file di Server Message Block (SMB) facilmente gestite, per creare una soluzione di archiviazione definita dal software che ottimizza le prestazioni dell'archiviazione, riduce i costi e adatta le risorse di calcolo e l'archiviazione in modo indipendente.

Non tutti sanno che Microsoft Azure offre funzionalità simili nel cloud. Altre informazioni sulle soluzioni di archiviazione e virtualizzazione di Microsoft Azure. Creare una soluzione ibrida in Microsoft Azure: - Informazioni su una funzionalità di archiviazione SSD economica e ad alte prestazioni per macchine virtuali di Azure - Spostare macchine virtuali da Hyper-V a Microsoft Azure e viceversa

Il diagramma seguente illustra il problema e lo scenario affrontati in questa guida alla soluzione.

Archiviazione per carichi di lavoro virtualizzati

Contenuto della guida alla soluzione:

• Scenario, presentazione del problema e obiettivi

• Approccio di pianificazione e progettazione consigliato per questa soluzione

• Passaggi necessari per implementare la soluzione

Scenario, presentazione del problema e obiettivi

Questa sezione descrive lo scenario, il problema e gli obiettivi della guida alla soluzione.

Scenario

Questo scenario si rivolge a provider di servizi di hosting di medie dimensioni che offrono servizi gestiti (inclusa l'infrastruttura distribuita come servizio) o a grandi organizzazioni che prevedono di configurare cloud privati. Si offre alle aziende la possibilità di trasferire nel cloud una gamma crescente di carichi di lavoro, ospitati in macchine virtuali Hyper-V. Questi nuovi carichi di lavoro comportano tuttavia una considerevole quantità di dati.

Presentazione del problema

Come è purtroppo risaputo, l'archiviazione è una delle spese maggiori per l'hosting di servizi cloud. I requisiti relativi ai dati sono in costante crescita e, anche se i prezzi dei dischi rigidi stanno scendendo, è probabile che si debba acquistare un numero sempre maggiore di unità SSD (Solid State Drive) nel tentativo di migliorare le prestazioni.. Di conseguenza, l'archiviazione continua a essere costosa sia in termini di acquisto che di funzionamento.

Le opzioni di archiviazione esistenti comprendono costose reti di archiviazione (SAN) che usano un'infrastruttura Fibre Channel, ma nei casi in cui le prestazioni non sono importanti è anche possibile provare iSCSI. Queste opzioni possono fornire configurazioni di archiviazione flessibili, tuttavia presentano alcuni degli svantaggi seguenti:

• Le SAN Fibre Channel (e anche iSCSI) sono alquanto costose.

• Le operazioni di configurazione e manutenzione delle SAN possono risultare complesse.

Di conseguenza, il problema generale da risolvere è il seguente:

• Come fornire archiviazione resiliente e ad alte prestazioni per gli host Hyper-V mantenendo bassi i costi.

Obiettivi dell'organizzazione

In pratica, ciò che occorre è una soluzione di archiviazione che garantisca quanto segue:

• Disponibilità continua - È necessario fornire archiviazione remota che deve essere sempre disponibile per poter ridurre al minimo il tempo di inattività.

• Archiviazione scalabile - È necessario fornire centinaia di terabyte di archiviazione con livelli elevati di velocità effettiva alle migliaia di macchine virtuali da ospitare. Questa soluzione fornisce circa 150-600 TB di capacità per 1000-8192 macchine virtuali con circa 75 GB per macchina virtuale.

• Prestazioni elevate - È necessario un tipo di archiviazione che possa garantire prestazioni elevate per ogni servizio e macchina virtuale.

• Gestione efficiente - Sono necessari strumenti di gestione efficienti e avanzati per la configurazione e la gestione dell'intera soluzione della piattaforma cloud, costituita da centinaia di dischi e decine di nodi server.

• Basso costo - È necessario evitare che l'intero budget venga usato per l'archiviazione.

Approccio di pianificazione e progettazione consigliato per questa soluzione

Questa sezione definisce una soluzione consigliata per il problema e gli obiettivi descritti sopra. La soluzione è incentrata sulla parte archiviazione di una piattaforma cloud costituita dalle tre parti seguenti:

• Calcolo - I carichi di lavoro tenant sono ospitati in un cluster di calcolo che esegue macchine virtuali Hyper-V.

• Archiviazione - Le macchine virtuali vengono archiviate in un cluster di file server con prestazioni elevate.

• Gestione - I cluster di calcolo e di file server vengono gestiti da un cluster di gestione.

Il diagramma seguente illustra la parte archiviazione di questa soluzione:

Archiviazione basata su Windows Server per l'architettura della soluzione di macchine virtuali

La tabella seguente elenca gli elementi che fanno parte della progettazione della soluzione e descrive il motivo della scelta.

Per progettare la configurazione hardware e software per ogni cluster in questa soluzione, vedere Offrire archiviazione conveniente per carichi di lavoro Hyper-V mediante Windows Server: guida alla pianificazione e alla progettazione.

Problematiche della soluzione

Ecco alcune delle problematiche relative a questa soluzione e alcune strategie per risolverle.

• Problemi relativi a firmware e driver

  Per ridurre i problemi relativi a firmware e driver è consigliabile acquistare tutti i componenti hardware di produzione da un fornitore che verifica e supporta l'hardware come soluzione integrata con Spazi di archiviazione. La piattaforma cloud Microsoft (CPS) basata su Dell è un esempio di questo tipo di soluzione. È inoltre importante seguire le indicazioni di ciascun produttore sulle versioni di firmware e driver più recenti da usare.

  Eseguire anche la Convalida guidata configurazione e risolvere ogni problema prima di configurare ogni cluster. Per altre informazioni, vedere Convalidare l'hardware per un cluster di failover.

• Difficoltà a cancellare completamente le precedenti informazioni di Spazi di archiviazione e Clustering di failover da JBOD e dischi fisici

  Questo non è in genere un problema con il nuovo hardware. Tuttavia, se si usa hardware esistente per testare la configurazione, usare i cmdlet nel modulo di archiviazione di Windows PowerShell per cancellare completamente tutti i dati di Spazi di archiviazione e Clustering di failover da dischi fisici e JBOD prima di configurare la soluzione. In alcuni casi può essere utile spegnere e riaccendere i JBOD per rimuovere dai dispositivi le informazioni di prenotazione permanente.

  Suggerimento

  Vedere la pagina relativa alla cancellazione completa di una configurazione esistente di Spazi di archiviazione per ottenere uno script che consente di cancellare completamente tutti i dati da una configurazione di Spazi di archiviazione.

• Soluzioni su larga scala

  Per il test di questa soluzione è necessario un considerevole investimento in termini di hardware. È possibile ovviare a questo problema iniziando con una soluzione più piccola per i test. Ad esempio, è possibile usare un cluster di file server con due nodi e due JBOD, un cluster di gestione più semplice e meno nodi di calcolo. Quando si è in grado di gestire la soluzione nell'ambiente lab, è possibile aggiungere nodi e JBOD al cluster di file server, anche se sarà necessario ricreare gli spazi di archiviazione per accertarsi che i dati vengano archiviati in tutte le enclosure con supporto per il riconoscimento di enclosure.

Passaggi necessari per implementare la soluzione

Per implementare la soluzione è possibile eseguire i passaggi descritti in questa sezione. Verificare la corretta implementazione di ogni passaggio prima di procedere al successivo.

1. Progettare la soluzione e acquistare hardware certificato

   Usare la Guida alle considerazioni di progettazione dell'archiviazione definita dal software per pianificare e progettare la soluzione di archiviazione. È inoltre possibile usare Offrire archiviazione conveniente per carichi di lavoro Hyper-V mediante Windows Server: guida alla pianificazione e alla progettazione per ottenere una panoramica di una progettazione su larga scala per i cluster di archiviazione, calcolo e gestione.

2. Montare su rack e cablare tutti i componenti

   Collegare il cluster di file server, il cluster di gestione, il cluster di calcolo e i commutatori di rete a cui si connettono.. Non connettere ancora l'hardware a una rete esterna.

3. Aggiornare tutto il firmware

   Aggiornare il firmware per JBOD, dischi, server, commutatori di rete e HBA alle versioni certificate quando si porta l'hardware online.

4. Distribuire Windows Server 2012 R2 nel cluster di gestione

   Installare Windows Server 2012 R2 con l'opzione di installazione Server Core nel cluster di gestione per ridurre la quantità di aggiornamenti software da applicare al server (supponendo che non si usi un cluster di gestione esistente). Usare un portatile collegato alla rete di gestione per configurare in remoto tutti i nodi o installare Windows Server con l'opzione di installazione GUI.

5. Installare Hyper-V e creare macchine virtuali per Servizi di dominio Active Directory, DNS e DHCP nel cluster di gestione

   Installare il ruolo del server Hyper-V e quindi usare Hyper-V Manager o Windows PowerShell per creare una macchina virtuale in un nodo del cluster di gestione per Servizi di dominio Active Directory, DNS e DHCP. Poiché la disponibilità di questa macchina virtuale non è elevata (questi servizi replicano e bilanciano il carico senza clustering), è consigliabile archiviare il file del disco rigido virtuale (con estensione vhdx) del sistema operativo nel disco rigido locale di uno dei nodi. Ripetere questa operazione altre due volte in altri due nodi per avere tre macchine virtuali in tre nodi separati. Altre macchine virtuali verranno create dopo aver configurato Clustering di failover nel cluster di gestione più avanti nella procedura di configurazione.

   Per altre informazioni, vedere Installare Hyper-V e creare una macchina virtuale.

   Nota

   Dopo aver configurato questa soluzione, è anche possibile creare macchine virtuali a disponibilità elevata che eseguono Servizi di dominio Active Directory, DNS e DHCP e ritirano le macchine virtuali autonome create in questo passaggio. La gestione risulta in questo modo più logica perché tutte le macchine virtuali sono a disponibilità elevata e archiviate nel cluster di file server.

6. Distribuire Servizi di dominio Active Directory, DNS e DHCP

   Se si deve installare un nuovo cluster di gestione, installare Servizi di dominio Active Directory in ogni macchina virtuale (tre controller di dominio) e creare una nuova foresta per i cluster di server, con zone DNS integrate in Active Directory e ambiti DHCP per la rete di archiviazione e la rete di gestione.

   Per altre informazioni, vedere Installazione di Servizi di dominio Active Directory (Livello 100) e Guida dettagliata - Configurare DHCP per il failover.

7. Configurare il cluster di file server

   Per impostare il cluster di file server, eseguire la procedura seguente:

   Nota

   Virtual Machine Manager è in grado di creare rapidamente un file server di scalabilità orizzontale dai quattro nodi bare metal del cluster di file server. Il solo problema è che non è possibile archiviare i file del disco rigido virtuale per Virtual Machine Manager nel cluster di file server perché non è più configurato. Per evitare questo circolo vizioso, è possibile installare Virtual Machine Manager con una configurazione a disponibilità non elevata nel cluster di gestione, usarlo per configurare il cluster di file server e quindi installare nuovamente Virtual Machine Manager con una configurazione a disponibilità elevata (archiviata nel cluster di server).

   1. Installare Windows Server 2012 R2

      Installare Windows Server con l'opzione di installazione Server Core nei nodi del cluster di file server, con il sistema operativo installato nel disco rigido locale di ogni nodo.

   2. (Facoltativo) Cancellare i dati di configurazione di Spazi di archiviazione e Clustering di failover esistenti

      Se in precedenza JBOD e server sono stati usati per altro, cancellare completamente tutti i dati di Spazi di archiviazione e Clustering di failover da dischi fisici e JBOD. Per ottenere uno script che permette di cancellare completamente tutti i dati (prestare attenzione perché tutti i dati verranno effettivamente cancellati) da una configurazione di Spazi di archiviazione, vedere la pagina relativa alla cancellazione completa di una configurazione esistente di Spazi di archiviazione.

   3. Convalidare dischi fisici ed enclosure

      Controllare tutti i dischi fisici per verificare che siano integri, che il MediaType sia corretto e che siano idonei per l'aggiunta a un pool. Verificare anche che nei JBOD le informazioni sulle enclosure siano visualizzate correttamente.

      Per ottenere uno script che consente di convalidare i dischi fisici e le enclosure e di eseguire alcuni controlli su prestazioni e integrità, vedere la pagina relativa allo script di convalida dei dischi fisici di Spazi di archiviazione.

   4. Creare pool di archiviazione in cluster

      Convalidare e ottimizzare la configurazione della rete di cluster, applicando a ogni rete un'etichetta (ad esempio, rete di archiviazione e rete di gestione), e quindi creare tre pool di archiviazione in cluster con quattro unità SSD e 16 HDD da ciascuno dei quattro JBOD, per un totale di 80 dischi per pool.

      Per i passaggi dettagliati per configurare il cluster di failover e creare i pool di archiviazione, vedere Distribuire Spazi di archiviazione in cluster.

   5. Creare un file server di scalabilità orizzontale

      Creare quindi un ruolo del file server in cluster con l'opzione File server di scalabilità orizzontale.

      Per altre informazioni, vedere Distribuire un file server di scalabilità orizzontale.

   6. Creare il disco di controllo per il cluster di file server

      Usare Server Manager o il cmdlet New-VirtualDisk per creare uno spazio mirror a due vie da 3 GB senza livelli di archiviazione da usare come disco di controllo per il cluster di file server e quindi configurare il quorum del cluster.

      Per altre informazioni, vedere Configurare il quorum del cluster.

   7. Creare livelli di archiviazione, spazi di archiviazione, partizioni, volumi e CSV

      Creare gli spazi di archiviazione in base alla progettazione e quindi creare una partizione, un volume e un CSV per spazio di archiviazione.

   8. Creare condivisioni file sempre disponibili per le macchine virtuali del cluster di gestione

      Creare una condivisione file SMB sempre disponibile per ogni CSV usato dalle macchine virtuali nel cluster di gestione e concedere autorizzazioni di controllo completo agli account computer di ogni nodo del cluster di gestione, all'account SYSTEM e al gruppo Domain Administrators.

      Per altre informazioni, vedere Passaggio 3: Creare una condivisione file SMB.

8. Configurare il cluster di gestione e le altre macchine virtuali di gestione

   Per configurare Clustering di failover nel cluster di gestione e creare macchine virtuali a disponibilità elevata per gli altri servizi di gestione e di infrastruttura (sono già stati configurati Servizi di dominio Active Directory, DNS e DHCP nelle macchine virtuali autonome), eseguire la procedura seguente. La maggior parte delle macchine virtuali è a disponibilità elevata, ma per alcuni servizi è possibile usare il clustering guest per creare un cluster tra le macchine virtuali.

   1. Installare Clustering di failover e configurare il cluster Hyper-V

      Per creare il cluster di gestione e configurare Hyper-V per supportare macchine virtuali a disponibilità elevata, vedere Distribuire un cluster Hyper-V.

   2. Configurare Aggiornamento compatibile con cluster

      Configurare Aggiornamento compatibile con cluster per semplificare l'aggiornamento del cluster riducendo al minimo o eliminando il tempo di inattività. Per altre informazioni, vedere Panoramica di Aggiornamento compatibile con cluster.

   3. Distribuire SQL Server

      Distribuire SQL Server per supportare Virtual Machine Manager. Per altre informazioni, vedere gli argomenti seguenti:

      • Istanze del cluster di failover AlwaysOn (SQL Server)

      • Installazione di SQL Server con l'opzione di archiviazione su condivisione file SMB

      • Creare un nuovo cluster di failover di SQL Server (programma di installazione)

   4. Distribuire Virtual Machine Manager

      Distribuire Virtual Machine Manager in un cluster guest.Virtual Machine Manager viene usato per distribuire e gestire i nodi di calcolo e altri componenti di rete per questa soluzione.

      Per altre informazioni, vedere gli argomenti seguenti:

      • Installazione di un server di gestione VMM a disponibilità elevata

      • Distribuire un cluster guest mediante un disco rigido virtuale condiviso

   5. Distribuire Windows Server Update Services

      Usare Virtual Machine Manager insieme a Windows Server Update Services per aggiornare tutte le macchine virtuali in questa soluzione.

      Per altre informazioni, vedere Gestione degli aggiornamenti dell'infrastruttura in VMM (o Distribuire Windows Server Update Services nell'organizzazione se non si usa Virtual Machine Manager).

9. Distribuire i nodi e i cluster di calcolo

   Una volta configurata l'infrastruttura, usare Virtual Machine Manager o Windows PowerShell per distribuire i nodi di calcolo dal bare metal e impostarli in un cluster di failover, con Virtual Machine Manager e Windows Server Update Services che forniscono gli aggiornamenti ai nodi del cluster.

   Per altre informazioni, vedere Amministrazione di System Center 2012 - Virtual Machine Manager.

10. Configurare la rete tenant

    Per configurare la rete tenant, vedere Distribuire un'infrastruttura di rete tenant altamente scalabile per provider di hosting.

11. Distribuire le macchine virtuali tenant

    Dopo aver configurato la rete tenant, usare Virtual Machine Manager o Windows PowerShell per distribuire le macchine virtuali tenant.

Vedere anche

Cronologia delle modifiche