Для применения дисковых массивов, на примере систем хранения Qsan c аппаратным интерфейсом iSCSI в виртуальной среде Hyper-v необходимо использовать технологию Live Migration позволяющую перемещать виртуальные машины между узлами кластера с нулевым временем простоя, см. рис.1.

Для реализации технологии Live Migration, необходимо учитывать требования для ее использования.

Перечень требований  необходимых для использования технологии Live Migration:

1. Поддерживаемые версии ОС:
   • Windows Server 2008 R2 64bit Enterprise Edition
   • Windows Server 2008 R2 64bit Datacenter Edition
   • Hyper-V Server 2008 R2
2. Все хосты, на которых планируется использовать Live Migration, должны являться узлами Microsoft Failover Cluster.  Microsoft Failover Clustering поддерживает до 16 узлов в одном кластере.
3. Следует создать между узлами отдельную независимую сеть для трафика Live Migration с пропускной способностью 1Gbps и выше.
4. Все узлы кластера должны иметь процессоры одного производителя (AMD/Intel).
5. Для использования Cluster Shared Volume все узлы кластера должны иметь одинаковую букву загрузочного раздела (например, С:).
6. Все хосты должны принадлежать к одной IP-подсети.
7. Все хосты должны иметь доступ к общему хранилищу данных. Помимо обязательных требований, рекомендуется:
   • для хранения файлов виртуальных машин необходимо использовать Cluster Shared Volume.
   • конфигурация кластера должна удовлетворять Microsoft Support Policy for Windows Server 2008 Failover Clusters.
8. Обязательно надо учитывать, что при использовании Live Migration любые два узла кластера могут быть задействованы только в одном процессе миграции, и при этом перемещается только одна виртуальная машина. Нельзя одновременно перемещать несколько машин с одного хоста или на один хост. Это означает, что в кластере из N узлов может одновременно происходить N/2 процессов миграции.

Для чего следует применять технологию Live Migration?

Благодаря использованию технологии Live Migration виртуальные машины смогут быть перемещены на другой физический хост с нулевым временем простоя, что абсолютно не затрагивает работоспособность пользователей. Это означает, что любые работы, даже связанные с остановкой сервера, можно проводить в разгар рабочего дня, просто переместив предварительно все виртуальные машины на другой сервер и не надо предупреждать пользователей «выйти из программы».

Также благодаря использованию технологии Live Migration можно сделать ИТ-инфраструктуру полностью динамической. Очень сильно помогут в этом другие программные продукты – Microsoft System Center Virtual Machine Manager (VMM) и System Center Operations Manager (SCOM). Они позволяют следить за загруженностью всех физических хостов в реальном времени и в зависимости от загруженности перемещать виртуальные машины с более загруженных серверов на менее загруженные, распределяя нагрузку равномерно. Возможен и еще один сценарий: при низкой загруженности серверов можно автоматически перемещать виртуальные машины, запуская большее число виртуальных машин на меньшем числе физических хостов. Неиспользуемые хосты при этом выключаются, что позволяет снижать энергопотребление и требования к кондиционированию в помещении серверной комнаты. При возрастании нагрузки в «часы пик» свободные хосты могут быть снова автоматически включены, и нагрузка может быть вновь равномерно распределена по хостам.

Более подробно о применении сценариев использования серверной виртуализации можно ознакомиться на сайте Microsoft.

Практическая реализация решения

Для стенда возьмем три сервера и одну систему хранения данных. Сервер INTEL был использован в качестве контроллера домена Demo.Local, в качестве узлов кластера два сервера НР, в качестве дисковой системы использовался Qsan серии P300Q с аппаратным iSCSI (Windows Server 2008 R2 x64 Certified for Windows)  + обычный коммутатор Gigabit Ethernet, см.рис. 2.

Отметим, что вся линейка iSCSI систем хранения данных Qsan имеет аппаратный iSCSI и представлена моделями на 8, 12, 16, 24  2.5” и 3.5” SAS/SATA II HDD.

Для обеспечения стабильной работоспособности устройства P300Q необходимо обновить программное обеспечение до последней актуальной версии прошивки. Актуальную версию программного обеспечения можно получить у технических специалистов компании Bitechnologies.

Подготовка стенда для реализации решения

1. Создадим на дисковом Raid массиве P300Q два iSCSI устройства «таргета», одно дисковое пространство объемом 200ГБ, а второе пространство объемом 800ГБ для хранения виртуальных машин.
2. Серверам НР присвоим имена- Node1 и Node2. Введем их в домен DEMO.Local.  На первом узле запускаем сервис ISCSI, заходим в окно iSCSI Initiator и на закладке Discovery вводим адрес используемой системы хранения. В списке порталов определиться СХД. Дальше на закладке Targets появятся два устройства со статусом Inactive, по каждому из таргетов  необходимо кликнуть мышкой, затем нажать Connect. Перейдя на закладку Volumes and Devices выбирать Auto Configure, и закрыть окно инициатора кнопкой ОК.

   Первый узел. Зайти в раздел Storage – Disk Management, консоли Server Manager, где будут отображены оба диска в состоянии Offline. Переведем диски в состояние Online. Оба диска проинициализируем и создадим разделы, перед этим оба диска необходимо отформатировать в NTFS и присвоить первому диск букву Q (quorum) и второму диску S(Storage). В Windows 2008 R2 устанавливаем роли Hyper-V и Failover Clustering.

   Второй узел. Повторяем такие же операции за исключением работы с дисками (инициализация-форматирование и т.д.): на втором узле iSCSI-диски остаются в состоянии Offline.

   

   Рис.2. Создание отказоустойчивого кластера из двух узлов

3. Запускаем консоль Failover Cluster Manager и выполняем полную проверку кластера Validate a Configuration. Внимание: Microsoft настоятельно рекомендуем остановить выбор на Run All Tests.
   Если при проверке кластера возникнут проблемы, они будут отображены в отчете View Report (всплывающее системное окно), в котором будет подробно объяснено, в чем заключается проблема.
4. После исправления всех возникших в ходе проверки проблем в отчете View Report, создаем кластер с помощью выбора в FCM Create a Cluster:
   • Появляется мастер создания кластера в нем выбираем два узла, затем вводим DNS-имя и IP-адрес для создаваемого кластера. Кластер создан.
   • Заходим FCM – имя кластера – Storage. В Disk Witness in Quorum должен стоять первый диск Q:,  второй диск S должен находиться в Available Storage.

Cluster Shared Volum

Технология Cluster Shared Volumes (CSV) позволяет всем узлам кластера одновременно работать с общим диском:

1. Для этого в консоли Failover Clustering Manager «имя кластера» выбираем Enable Cluster Shared Volumes, выводится предупреждение, что CSV используется только для виртуальных машин, нажимаем ОК.
2. В меню «дереве» слева появляется раздел CSV, заходим туда и выбираем диск S, после чего диск становится доступен на каждом узле, как C:\ClusterStorage\Volume1.

Создание виртуальных машин

Создаем виртуальную машину. Делаем это либо из консоли FCM, либо из оснастки Hyper-V Manager. Сразу следует учесть, если мы собираемся использовать миграцию VM, а процессоры у серверов одного производителя (например, Intel), но разной модели, необходимо включить Processor Compatibility Mode. Для этого в свойствах виртуальной машины в разделе Processor ставим галочку Migrate to a physical computer with a different processor version.  Ну и осталось нам сделать нашу виртуальную машину  высоко доступной (High Available), для этого в FCM – имя_кластера в разделе Services and applications выбираем Configure Service or Application. В мастере указываем, что это будет виртуальная машина (Virtual Machine внизу списка), и выбираем созданную виртуальную машину, ставим галочку и закрываем окно. Затем на нашу виртуальную машину ставим ОС. После установки проверяем Live Migration. Запускаем непрерывный пинг виртуальной машины и запускаем процесс  Live Migration и видим, что процесс занимает пару секунд, в зависимости от объёма памяти сервера. Видим, что наша машина успешно переместилась на другой сервер, при этом пинг прервался всего один раз.

Краткий обзор основных аспектов серверной виртуализации Microsoft

Полная поддержка от Microsoft.

Полная сервисная поддержка как для платформы Hyper-V, так и для виртуальных машин и приложений, запущенных в виртуальной среде (см. список поддерживаемых ОС и приложений на странице).

Экономически выгодно.

Hyper-V является интегрированным компонентом 64-разрядных версий Windows Server 2008, поэтому для использования виртуализации дополнительных затрат не требуется. То же самое относится и к использованию функций высокой доступности, также являющихся компонентом Windows Server 2008 Enterprise и Windows Server 2008Datacenter.

Легкая интеграция.

Платформа Hyper-V полностью интегрирована в ИТ-инфраструктуру (например, в Active Directory®); функции высокой доступности и быстрой миграции основываются на надежных службах кластеризации Windows Server 2008.

Простое управление.

Интегрированное управление с помощью продуктов Microsoft System Center. Этот процесс осуществляется независимо от того, о каких серверах идет речь — физических или виртуальных.

Возможность расширения.

Вы можете использовать полностью документированный интерфейс WMI и скриптовый язык PowerShell для того чтобы производить индивидуальные расширенные настройки и автоматизацию системы виртуализации на базе Hyper-V .

Быстрое освоение.

Благодаря консоли администрирования на базе MMC 3.0, а также интерфейсам пакета Microsoft System Center платформа Hyper-V проста в освоении и не требует значительных инвестиций в обучение персонала.

Производитель систем хранения данных Qsan проверил линейку iSCSI контроллеров с Microsoft Windows Server 2008 Hyper-V и доказал совместную их работоспособность.

Так же отметим, что Qsan является партнером мировых лидеров в области IP SAN продуктов, чем показывает что производимое им оборудование соответствует мировым стандартам качества.

Политика компании Qsan направлена на обеспечение поддержки работоспособности своих изделий с Microsoft Windows OS и другими операционными системами. Благодаря оборудованию Qsan можно осуществлять развертывание виртуальной среды с бюджетной стоимостью, минимальными усилиями и меньшими временными затратами. Дисковые массивы iSCSI QSAN так же поддерживают возможность загрузки по сети и кластеризацию своих приложений, см рис. 3.

Новая функция QReplica используемая в дисковых массивах Qsan- это помощь при тиражировании данных через порты LAN или WAN от одной подсистемы к другой. При использовании данной функции клиент может быть спокоен за безопасность данных приобретенной СХД, даже в момент длительного отсутствия администратора на рабочем месте.

Ниже на рисунках представлена стандартная конфигурация QReplica, которая обеспечивает избыточность на контроллере при сетевом отказе. Единственное, что необходимо для использования данной функции - приобретение дополнительной лицензии.

1. Схема соединения двух дисковых массивов
   
2. Нормальный режим работы системы с использование функции QReplica
   
3. Отказ контроллера на источнике
   
4. Отказ контроллера на получателе «таргет»
   
5. Клонирование виртуального диска VD в QReplica
   

В заключении хочется отметить, что оборудование Qsan имеет статус Certified for Windows Server 2008 R2 x64, VMware Certification,  поэтому можно рекомендовать эти СХД для виртуализации на уровне Enterprise, SMB, SOHO предприятий.

Дисковые массивы Qsan доказали свою работоспособность и надежность на многих предприятиях России и стран СНГ.