Rendabele opslag bieden voor Hyper-V-werkbelastingen met Windows Server

Van toepassing op: System Center 2012 R2, Windows Server 2012 R2

Voor wie is deze handleiding bedoeld? Serviceproviders (hosters) die Infrastructuur-as-a-Service (IaaS) bieden en grote organisaties die privéclouds willen instellen.

Hoe kan deze handleiding u helpen? U kunt deze handleiding gebruiken om het overkoepelende ontwerp en de implementatie te begrijpen van een bepaalde oplossing voor servergebaseerde opslag voor Hyper-V-rekenclusters. Er zijn ook andere oplossingen mogelijk, maar deze worden hier niet beschreven.

De oplossing maakt gebruik van opslagruimten met opslaglagen, een Scale-out bestandsservercluster en Server Message Block-bestandshares (SMB) om een door de software gedefinieerde opslagoplossing te maken die maximale prestaties levert, kosten vermindert en rekenbronnen en opslag los van elkaar schaalt.

Wist u dat Microsoft Azure vergelijkbare functionaliteit biedt in de cloud? Meer informatie over oplossingen voor opslag en virtualisatie van Microsoft Azur. Een hybride oplossing maken in Microsoft Azure: - Meer informatie over rendabele, uiterst responsieve solid-state opslag voor virtuele machines in Azure - VM’s verplaatsen van Hyper-V naar Microsoft Azure en andersom

In het volgende diagram worden het probleem en het scenario weergegeven waar deze handleiding een oplossing voor biedt.

Opslag voor gevirtualiseerde werkbelastingen

In deze handleiding:

• Scenario, probleemstelling en doelstellingen

• Wat is de aanbevolen benadering voor het plannen en ontwerpen van deze oplossing?

• Wat zijn de hoofdstappen voor het implementeren van deze oplossing?

Scenario, probleemstelling en doelstellingen

Deze sectie beschrijft het scenario, de probleemstelling en de doelstellingen voor deze handleiding.

Scenario

In dit scenario wordt ervan uitgegaan dat u of een middelgrote hostingprovider van beheerde services (inclusief infrastructuur als een service) bent of een grote organisatie die privéclouds wil instellen. U biedt bedrijven de mogelijkheid om een toenemend aantal diverse werkbelastingen naar de cloud te verplaatsen, gehost op Hyper-V virtuele machines. Maar deze werkbelastingen brengen een aanzienlijke hoeveelheid gegevens met zich mee..

Probleemstelling

Zoals u waarschijnlijk weet is opslag een van de grootste kostenposten voor het hosten van cloudservices. De gegevensvereisten blijven toenemen en hoewel de prijzen voor harde schijven dalen, hebt u waarschijnlijk een toenemend aantal SSD's (solid-state drives) gekocht voor betere prestaties. Hierdoor blijft opslag duur om te realiseren en onderhouden.

Uw bestaande opslagmogelijkheden bevatten dure Storage Area Networks (SAN's) die gebruikmaken van een Fibre Channel-fabric, maar u kunt ook iSCSI overwegen in situaties waarbij prestaties niet cruciaal zijn. Deze opties kunnen flexibele opslagconfiguraties bieden, maar hebben echter wel een aantal nadelen:

• Fibre Channel- (en zelfs iSCSI)-SAN's zijn behoorlijk kostbaar.

• SAN's kunnen lastig zijn om in te stellen en te onderhouden.

Het algemene probleem dat u wilt verhelpen is dus als volgt:

• Hoe kunt u bestendige en goed presterende opslag bieden voor Hyper-v-hosts en tegelijkertijd de kosten beperken?

Organisatiedoelstellingen

In feite zoekt u naar een oplossing die het volgende biedt:

• Continue beschikbaarheid: U moet externe opslag bieden die continue beschikbaar is om uitvaltijd tot een absoluut minimum te beperken.

• Schaalbare opslag: U moet honderden terabytes aan opslagruimte met een hoge doorvoersnelheid bieden voor de duizenden virtuele machines die u wilt hosten (deze oplossing biedt een capaciteit van ongeveer 150-600 TB voor 1000 tot 8192 virtuele machines met ongeveer 75 GB per virtuele machine).

• Hoge prestaties: U hebt opslag nodig die goede prestaties voor elke virtuele machine en service kan bieden.

• Efficiënt beheer: U hebt efficiënte en krachtige beheerprogramma's nodig die u helpen bij het instellen en beheren van de gehele cloudplatformoplossing, die uit honderden schijven en tientallen serverknooppunten bestaat.

• Lage kosten: U moet ervoor zorgen dat de opslag niet uw hele budget verbruikt.

Wat is de aanbevolen benadering voor het plannen en ontwerpen van deze oplossing?

In deze sectie wordt een oplossing gedefinieerd die we aanbevelen voor het probleem en de doelstellingen die hierboven worden beschreven. Deze oplossing is gericht op het gedeelte van de opslag van een cloudplatform dat uit de volgende drie delen bestaat:

• Berekenen: Tenantwerkbelastingen worden gehost op een berekeningscluster met virtuele Hyper-V-machines.

• Opslag: Virtuele machines zijn opgeslagen op een bestandsservercluster met hoge prestaties.

• Beheer: de berekenings- en bestandsserverclusters worden beheerd door een beheercluster.

In het volgende diagram wordt het opslaggedeelte van deze oplossing weergegeven:

Oplossingsarchitectuur voor virtuele machines gebaseerd op Windows Server

In de volgende tabel worden de onderdelen genoemd die deel uitmaken van deze oplossing en wordt uitgelegd waarom voor dit ontwerp is gekozen.

Voor het ontwerpen van de hardware- en softwareconfiguratie van ieder cluster in deze oplossing raadpleegt u Rendabele opslag bieden voor Hyper-V-werkbelastingen met behulp van Windows Server: handleiding voor planning en ontwerp.

Uitdagingen bij deze oplossing

Dit zijn een aantal van de uitdagingen bij deze oplossing en een aantal strategieën om ermee om te gaan.

• Problemen met firmware en stuurprogramma’s

  Het wordt aanbevolen alle productiehardware aan te schaffen bij een leverancier die de hardware test en ondersteunt als een geïntegreerde oplossing met opslagruimten om zo problemen met firmware en stuurprogramma’s te beperken.Microsoft Cloud Platform (CPS) Powered by Dell is een voorbeeld van zo’n oplossing. Het is ook belangrijk dat u de aanbevelingen van elke leverancier met betrekking tot de meest recente aanbevolen stuurprogramma- en firmwareversies opvolgt.

  Voer daarnaast de wizard Een configuratie valideren uit en los alle problemen op alvorens ieder cluster in te stellen. Zie voor meer informatie Validate Hardware for a Failover Cluster (Hardware valideren voor een failovercluster) .

• Problemen bij het volledig wissen van informatie van eerdere opslagruimten en failoverclustering van JBOD's en fysieke schijven.

  Bij nieuwe hardware is dit doorgaans geen probleem, maar als u bestaande hardware gebruikt om de configuratie te testen, maak dan gebruik van de cmdlets in de opslagmodule voor Windows PowerShell om alle gegevens van opslagruimten en failoverclustering volledig te wissen van de fysieke schijven en JBOD's voordat u de oplossing instelt. In sommige gevallen kan een energiecyclus helpen om achterblijvende reserveringsinformatie van de apparaten te verwijderen.

  Tip

  Zie Completely Clearing an Existing Storage Spaces Configuration (Engelstalig) voor een script waarmee u alles uit een configuratie van opslagruimten kunt wissen.

• Oplossing op grote schaal

  Deze oplossing vereist een aanzienlijke hardware-investering voor het instellen voor testdoeleinden. U kunt dit voorkomen door te beginnen met een kleinere oplossing voor testdoeleinden. U kunt bijvoorbeeld een bestandsservercluster met twee knooppunten en twee JBOD's, een eenvoudiger beheercluster en minder rekenknoopunten gebruiken. Als de oplossing in uw testomgeving bevalt kunt u knooppunten en JBOD's toevoegen aan het bestandsservercluster. U moet de opslagruimten dan wel opnieuw maken om er zeker van te zijn dat de gegevens op alle bijlagen met ondersteuning voor bijlage-awareness worden opgeslagen.

Wat zijn de hoofdstappen voor het implementeren van deze oplossing?

U kunt de stappen in deze sectie gebruiken om de oplossing te implementeren. Controleer van iedere stap of deze goed is geïmplementeerd voordat u verdergaat met de volgende.

1. Uw oplossing ontwerpen en gecertificeerde hardware aanschaffen

   Gebruik de Gids voor overwegingen opslag software gedefinieerd om uw opslagoplossing te plannen en te ontwerpen. U kunt ook Rendabele opslag bieden voor Hyper-V-werkbelastingen met behulp van Windows Server: handleiding voor planning en ontwerp gebruiken voor een overzicht van een grootschalig ontwerp voor opslag-, reken- en beheerclusters.

2. Alle hardware op rekken zetten en kabels aansluiten

   Sluit uw bestandsservercluster, beheercluster, rekencluster en de netwerkswitches waarmee deze zijn verbonden aan. Sluit deze hardware nog niet aan op een extern netwerk.

3. Alle firmware bijwerken

   Werk bij het inschakelen van de hardware de firmware voor uw JBOD's, schijven, servers, netwerkswitches en HBA's bij naar de gecertificeerde versies

4. Windows Server 2012 R2 implementeren in het beheercluster

   Installeer Windows Server 2012 R2 met de installatieoptie Server Core in het beheercluster om het aantal software-updates voor de server te verminderen (ervan uitgaande dat u geen gebruik maakt van een bestaand beheercluster). Configureer alle knooppunten op afstand met een laptop die is aangesloten op het netwerkbeheer of installeer Windows Server met de installatieoptie GUI.

5. Hyper-V installeren en virtuele machines voor AD DS, DNS en DHCP op het beheercluster maken

   Installeer de Hyper-V-serverfunctie en gebruik vervolgens Hyper-V-beheer of Windows PowerShell om een virtuele machine te maken op een van de knooppunten van het beheercluster voor AD DS, DNS en DHCP. Deze virtuele machine heeft geen maximale beschikbaarheid (deze services repliceren en voeren taakverdeling uit zonder clustering) en u moet het virtuele harde-schijfbestand van het besturingssysteem (.vhdx) opslaan op een van de knooppunten van de lokale harde schijf. Herhaal dit nog twee keer voor de andere twee knooppunten zodat u drie virtuele machines hebt op drie aparte knooppunten. Later in de instelprocedure, na het instellen van failoverclustering op het beheercluster, zult u nog meer virtuele machines maken.

   Zie Hyper-V installeren en een virtuele machine maken voor meer informatie.

   Notitie

   Nadat u deze oplossing hebt ingesteld, kunt u eventueel maximaal beschikbare virtuele machines maken waarop AD DS, DNS en DHCP worden uitgevoerd en de zelfstandige virtuele machines die u in deze stap hebt gemaakt buiten gebruik stellen. Hierdoor wordt het beheer logischer omdat alle virtuele machines maximaal beschikbaar zijn en opgeslagen worden op het bestandsservercluster.

6. AD DS, DNS en DHCP implementeren

   Als u een nieuw beheercluster installeert, moet u AD DS installeren op elk van de virtuele machines (drie domeincontrollers) en een nieuw forest maken voor uw serverclusters met DNS-zones en DHCP-scopes met Active Directory-integratie voor het opslagnetwerk en het beheernetwerk.

   Zie Install Active Directory Domain Services (Level 100) (Engelstalig) en Step-by-Step: Configure DHCP for Failover (Engelstalig).

7. Het bestandsservercluster instellen

   Gebruik de volgende stappen voor het instellen van het bestandsservercluster:

   Notitie

   U kunt Virtual Machine Manager gebruiken om snel een scale-out bestandsserver te maken op basis van de vier bare-metal-knooppunten van het bestandsservercluster. Het enige probleem is dat u waarschijnlijk de virtuele hardeschijfbestanden voor Virtual Machine Manager wilt opslaan op het bestandsservercluster dat nog niet is ingesteld. U kunt dit kip-of-ei-probleem desgewenst omzeilen door Virtual Machine Manager te installeren in een niet maximaal beschikbare configuratie op het beheercluster, dat te gebruiken om het bestandsservercluster in te stellen en vervolgens Virtual Machine Manager opnieuw in te stellen in een configuratie met hoge beschikbaarheid (opgeslagen op het bestandsservercluster).

   1. Windows Server 2012 R2 installeren

      Installeer Windows Server met de installatieoptie Server Core op de knooppunten van het bestandsservercluster waarbij het besturingssysteem op de lokale harde schijf van elk knooppunt is geïnstalleerd.

   2. (Optioneel) Bestaande configuratiegegevens van Opslagruimten en failoverclusters wissen

      Als uw JBOD's en servers eerder zijn gebruikt voor iets anders, wis dan alle gegevens van opslagruimten en failoverclustering van de fysieke schijven en JBOD's. Voor een script waarmee u alles (en dan bedoelen we ook echt alles, dus wees voorzichtig!) volledig kunt wissen uit een configuratie van opslagruimten raadpleegt u Completely Clearing an Existing Storage Spaces Configuration (Engelstalig).

   3. Fysieke schijven en bijlagen valideren

      Controleer alle fysieke schijven om er zeker van te zijn dat ze in goede staat verkeren, de juiste MediaType weergeven, en worden weergegeven als in aanmerking komend voor groepering. Controleer daarnaast of de JBOD's de ingesloten informatie goed weergeven.

      Voor een script waarmee u uw fysieke schijven en behuizingen kunt valideren en een aantal prestatie- en statuscontroles kunt uitvoeren raadpleegt u Storage Spaces Physical Disk Validation Scrip (Engelstalig).

   4. Meerdere geclusterde opslaggroepen maken

      Valideer en optimaliseer de clusternetwerkconfiguratie en label ieder netwerk (bijvoorbeeld opslagnetwerk en beheernetwerk), maak vervolgens drie geclusterde groepen met vier SSD's en 16 HDD's van elk van de vier JBOD's. In totaal levert dit 80 schijven per groep.

      Zie voor gedetailleerde stappen voor het instellen van het failovercluster en het maken van opslaggroepen Deploy Clustered Storage Spaces (Geclusterde Opslagruimten implementeren).

   5. Een scale-out bestandsserver maken

      Maak vervolgens een functie voor een geclusterde bestandsserver met de optie Scale-out bestandsserver.

      Zie Scale-out bestandsserver implementeren voor meer informatie.

   6. De witness-schijf voor het bestandsservercluster maken

      Gebruik Serverbeheer of de cmdlet New-VirtualDisk om een tweerichtingsmirrorruimte van 3 GB zonder opslaglagen te maken voor gebruik als de witness-schijf voor het bestandsservercluster en configureer vervolgens het clusterquorum.

      Zie Configure the cluster quorum (Engelstalig) voor meer informatie.

   7. Opslaglagen, opslagruimten, partities, volumes en CSV's maken

      Maak uw opslagruimten volgens uw ontwerp en maak vervolgens één partitie, één volume en één CSV per opslagruimte.

   8. Continu beschikbare bestandsshares voor de virtuele machines van het beheercluster maken

      Maak één continu beschikbare SMB-bestandsshare per CSV voor gebruik door de virtuele machines op het beheercluster en verleen machtigingen voor volledig beheer aan de computeraccounts van elk knooppunt van het beheercluster, het systeemaccount en de groep Domeinadministrators.

      Zie Stap 3: Een SMB-bestandsshare maken voor meer informatie.

8. Stel het beheercluster en de rest van de virtuele beheermachines

   Gebruik de volgende stappen voor het instellen van failoverclustering op het beheercluster en het maken van maximaal beschikbare virtuele machines voor de rest van uw beheer- en infrastructuurservices (u hebt AD DS en DHCP al ingesteld op zelfstandige virtuele machines). De meeste virtuele machines zijn maximaal beschikbare virtuele machines, maar voor sommige services wilt u wellicht gebruikmaken van gastclustering voor het maken van een cluster tussen virtuele machines.

   1. Failoverclustering installeren en het Hyper-V-cluster instellen

      Gebruik het volgende onderwerp om een beheercluster te maken en Hyper-V te configureren ter ondersteuning van maximaal beschikbare virtuele machines Deploy a Hyper-V Cluster (Een Hyper-V-cluster implementeren).

   2. Deploy a Hyper-V Cluster (Een Hyper-V-cluster implementeren)

      Stel clusterbewust bijwerken in om het updaten van het cluster eenvoudig te maken en uitvaltijd te voorkomen of minimaliseren. Zie Cluster-Aware Updating Overview (Engelstalig) voor meer informatie.

   3. SQL Server implementeren

      Implementeer SQL Server ter ondersteuning van Virtual Machine Manager. Zie voor meer informatie de volgende onderwerpen:

      • Always On Failover Cluster Instances (SQL Server) (Always On-failoverclusterinstanties (SQL Server))

      • Install SQL Server with SMB fileshare as a storage option (SQL Server installeren met SMB-bestandsshare als een opslagoptie)

      • Create a New SQL Server Failover Cluster (Setup) Een nieuwe SQL Server-failovercluster maken (Instelling)

   4. Virtual Machine Manager implementeren

      Implementeer Virtual Machine Manager in een gastcluster.Virtual Machine Manager wordt gebruikt voor het implementeren en beheren van de rekenknooppunten en andere netwerkonderdelen voor deze oplossing.

      Zie voor meer informatie de volgende onderwerpen:

      • Installing a Highly Available VMM Management Server (Een maximaal beschikbare VMM-beheerserver installeren)

      • Een gastcluster implementeren met behulp van een gedeelde virtuele harde schijf

   5. Windows Server Update Services implementeren

      Gebruik Virtual Machine Manager in combinatie met Windows Server Update Services om alle virtuele machines in deze oplossing bij te werken.

      Zie Fabric-updates beheren in VMM (of Deploy Windows Server Update Services in Your Organization (Engelstalig) als u Virtual Machine Manager niet gebruikt) voor meer informatie.

9. Rekenknooppunten en -clusters implementeren

   Zodra de infrastructuur is ingesteld, gebruikt u Virtual Machine Manager of Windows PowerShell om de rekenknooppunten vanaf bare metal te implementeren en deze in te stellen in een failovercluster, waarbij Virtual Machine Manager en Windows Server Update Services updates bieden voor de clusterknooppunten.

   Zie System Center 2012 - Virtual Machine Manager beheren voor meer informatie.

10. Tenant-netwerken instellen

    Zie Zeer schaalbare tenant-netwerkinfrastructuur voor hostingproviders implementeren voor het instellen van tenantnetwerken.

11. Virtuele tenantmachines implementeren

    Nadat uw tenantnetwerk is ingesteld, gebruikt u Virtual Machine Manager of Windows PowerShell om uw virtuele tenantmachines te implementeren.

Zie ook

Wijzigingsgeschiedenis