Windows Server 2008Cluster Géographiquement Dispersé

Agenda

IntroductionQu’est ce qu’un cluster distribué ?Mise en œuvre

Considérations de stockageConsidérations de réseauxType de quorum

Questions & Réponses

Construire les contrats de service

Réduire la perception de l'indisponibilité pour les utilisateurs

Dialogue entre des responsables infrastructures et les clients internes

Démarche application par applicationQuelle est la Qualité de Service attendue par les utilisateurs ?Combien d'utilisateurs utilisent-ils cette application ?Est-il possible de chiffrer la perte d'une heure d'interruption de service ?Quels sont les risques à couvrir en priorité ?Quelle est la fréquence des pannes?Quelles sont les ressources déjà en place et quel est le budget d'investissement disponible ?

Recovery Point/Time Objectives

RPO : Point de redémarrageJours Heures Minutes Transactions

Désastre

Corruption des données

Erreurs humaines

Perte de serveurs

Opérations de maintenance

Pannes du stockage

Cau

ses

des

inte

rrup

tions

de

serv

ice

99.9%

99.99%

99.999%

99.9999%

8.75h/an

52min/an

5.2min/an

32sec/an

Jours Heures Minutes Secondes InstantanéRTO : Temps de redémarrage

Coû

ts

Robustesse matérielle

Objectif : NON STOPAgir sur les risques, en amontConstruire un ensemble cohérentDisposer de ressources garanties avec une capacité de montée en chargeIsoler les applications entre-ellesÉliminer les Single Point Of Failure

Données, application, frontaux, clients

Redondance des composantsConnectivités Power, LAN et SANServeurs redondantsBaie de stockage (contrôleurs, RAID …)

Garantir la production et la stabilité

Sauvegarde et restauration

Le principal enjeu est la restaurationQualité et rapidité de la restaurationProtection multiple des données, protection des copiesCapacité de reprise sur erreur humaineUtilisation des sauvegardes pour alimenterd’autres plateformes (assurance qualité)

Selon les besoins, technologies complémentairesSnapshot (basé sur VSS)System Center Data Protection ManagerTierce partie : éditeur ou constructeur

Snapshot Snapclone (copie complète)Orchestration via VSS (Volume Shadow copy Services)

tt0 t2T1

tapelib

Qu’est-ce qu’un cluster distribué ?

Bénéfices du service de Cluster

Disponibilité Surveille l’état des applications ou/et servicesPermet aux applications ou/et services de basculer automatiquement et de redémarrer à froid (le contenu de la mémoire n’est pas préservé)Équilibrage de charge statique

EvolutivitéPossibilité d’ajouter du matériel : Disque, CPUPossibilité d’ajouter jusqu’à 16 serveurs

AdministrationPermet d’administrer les nœuds comme une seule entitéPermet de mettre les ressources sur un autre nœud pour des raisons de maintenance

Services clusterisables

Les plus courantsHyper-VSQL ServerExchange ServerServeur de fichiersServeur d’impression

Tierces partiesDifférents rôles, ex : base de données

Les autresMSMQDTCDHCPDFS-NamespaceNFSiSNSWINS

Les génériquesApplication GénériqueScript GénériqueService Générique

Clustering aujourd’hui

Client PCs

Server A Server B

Disk cabinet A

Disk cabinet B

Heartbeat

Cluster management SQL Server

SQL ServerSQL Server

PCs clientsRéseau Public

Disquespartagés

FC avec cheminredondant

Nœudscluster

RéseauPrivé

Topologie Cluster

Simple Cluster LocalSimplifions l’exemple précédent

SAN

Site A

Cluster traditionnel 2 nœudsConnecté à une baie de stockage partagée

Même site physique

Mais que se passe-t-il dans le cas d’une catastrophe ?

Comme par exemple un feu…

SAN

Site B

Cluster Géographiquement Dispersé Séparons les nœuds

SAN

Site A

Replication des données

Les applications basculentautomatiquement sur un autre site

physiqueNœud sur un site physique

distant

Qu’est ce qu’un cluster distribué ?

Un cluster géographiquement dispersé ou cluster distribué est un cluster dont les nœuds qui le composent sont localisés sur différents sites physiques

Principaux scénarios d’implémentations :Donner un accès local aux utilisateurs dispersés sur une grande zone géographiquePermet une continuité d’activité en cas de problèmes électriques ou de catastrophes naturelles par exemple

Différences par rapport à un Cluster simple

Le GéoCluster se différencie par les points suivants :Multiple baies de stockage

Indépendantes sur chaque siteLes nœuds accèdent classiquement au stockage local sur leur siteRéplication des données entre les sites

Site A Site B

ReplicaLes changements effectués sur le site A sont répliqués

sur le site B

Avantages du cluster distribué

Basculement automatiqueRéduit le temps d’indisponibilitéMoins complexe

Réduit la charge administrative associéeSynchronisation automatique des changements cluster et des applicationsPlus facile de garder consistant par rapport à de simples serveurs (« non-clusterisés »)

Supprime le facteur d’erreur humaine

Mise en œuvreConsidérations de stockage

Considérations StockageTopologie

Site A

Mécanismes deréplication

des données

Site B

Replica

ModeLecture/Ecriture

ModeLecture

Changements effectués sur le Site A

et répliqués sur le Site B

Considérations Stockage

Requiert un système de réplication de donnéesMatériel (niveau bloc)

Logiciel (niveau système de fichiers)

Application

Considérations Stockage

Type de réplication synchrone ou asynchroneSynchrone : si une application fait une opération sur un nœud d’un site, cette dernière ne sera pas complète tant que le changement n’est pas rejoué sur l’autre site.Asynchrone : si les données sont modifiées sur un site, ce changement sera éventuellement reproduit sur l’autre site.

Réplication des donnéesSynchrone

L’hôte reçoit la réponse du stockage comme quoi l'opération d‘écriture est complète une fois qu'elle a été propagée sur l'ensemble des stockages

PrimaryStorage

SecondaryStorage

WriteComplete

Replication

Acknowledgement

WriteRequest

Réplication des donnéesAsynchrone

L’hôte reçoit la réponse du stockage comme quoi l'opération d‘écriture est complète une fois qu'elle a été propagée sur le premier stockage.

PrimaryStorage

SecondaryStorage

WriteComplete

Replication

WriteRequest

Synchrone vs. Asynchrone

Synchrone AsynchronePas de perte donnée Perte de données potentielle

si défaillance matérielleConnexion avec une bande passante importante et une

faible latence

Connexion avec une bande passante suffisante pour

répliquer les donnéesCourte distance Longue distance

Impact sur les performances lié à la latence d’écriture

Potentiellement pas d’impact de performance

Assure la communication entre

le nœud et le stockage local et vérifie son état

Disk Resource

Resource Group

Custom Resource

IP Address Resources*

Network Name Resource

Défini l’ordre de

démarrage

Groupe est l’Unité de

bascule

Resource(s) liée(s) au stockage

Assure la communication entre

le nœud et le stockage local et vérifie son état

Assure que l'application est en

ligne une fois la réplication terminée

Workload Resource (example File Server)

Validation cluster Avec un système de réplication

Les tests “Stockage” de l’outil de validation cluster sont désignés pour vérifier que le stockage est partagéLes tests ne vont pas s’exécuter et vont afficher un avertissement sur le fait qu’aucun stockage partagé n’a été détectéIl n’est pas nécessaire de passer les tests « Stockage » sur les clusters distribués pour être supportés

Validation Guide and Policy:http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=119949

Mise en œuvreConsidérations de réseaux

Considérations RéseauxTopologieLes nœuds d’un même cluster peuvent se trouver sur des sous-réseaux différents

Communications inter-nœuds possibles au travers des routeursPlus besoin de connecter les nœuds via des VLANs!

Site BSite A10.10.10.1 20.20.20.1

30.30.30.1 40.40.40.1

WAN

WAN

Réseaupublic

RéseauSéparé

Nouveau modèle de DépendancesNouveaux Objets pour filtrer les dépendancesLe Nom Réseau reste en ligne si la ressource adresse IP A ou B est en ligne

Auparavant, les deux ressources A et B devaient être en ligne pour que le nom réseau soit accessible par les utilisateursCela permet la redondance des ressources et un impact réduit pour les applications et services clusterisés

Adresse IP Ressource B

Adresse IP Ressource A

Ressource Nom Réseau

OU

Disk Resource

Workload Resource (example, File Server)

IP Address Resources A

Network Name Resource

Dépendances des ressources

IP Address Resources B

Comes online on site A

Comes online on site B

OR

Considérations DNS Il y a des conséquences lorsque les nœuds sont sur des sous réseaux différents

La réplication DNS peut impacter le temps de reconnexion des clients

10.10.10.111 20.20.20.222

DNS Server 1 DNS Server 2

DNS Replication

Record Updated

Record CreatedRecord Obtained

FS = 10.10.10.111

Record Updated

FS = 20.20.20.222Site A Site B

Solution 1 : VLAN

Etendre un VLAN reste une option pour minimiser le temps de reconnexion client

10.10.10.111

DNS Server 1 DNS Server 2

FS = 10.10.10.111Site A Site B

VLAN

10.10.10.111

Solution 2 : Basculement site local de préférence

Basculement local pour les temps d'arrêt planifiés et cross-basculement de site pour PRA

10.10.10.111

DNS Server 1 DNS Server 2

FS = 10.10.10.111Site A Site B

Ajout de noeuds

Solution 3 : Configurer les paramètres DNS

RegisterAllProvidersIP Contrôle quelles adresses IP dépendantes sont enregistrées

HostRecordTTLContrôle la durée de vie de la ressource nom réseauExchange recommande une valeur de 5 minutes

Configurable via la ligne de commande :Cluster res “Cluster Name” /priv

Paramétrer la pulsationLes communications inter-noeuds sont configurables dans Windows server 2008Cluster.exe /propSameSubnetDelay

Fréquence d’envoi de la pulsation, défaut : 1 seconde

CrossSubnetDelayFréquence d’envoi de la pulsation lorsque les nœuds sont sur des sous réseaux différents, défaut : 1 seconde

SameSubnetThresholdNombre de pulsation manquée avant de considérer qu’une interface est tombée, défaut : 5 pulsations

CrossSubnetThresholdNombre de pulsation manquée avant de considérer qu’une interface est tombée lorsque les nœuds sont sur des sous réseaux différents, défaut : 5 pulsations

Considerations RéseauxRésumé

Quel sont les attentes/besoins métiers concernant le temps de bascule?

Reprise d’activité :Les nœuds peuvent se trouver sur des sous réseaux différents pour plus de flexibilité

Haute disponibilité et reprise d’activité :L’utilisation de VLAN peut être une solution pour réduire au minimum le temps d’indisponibilité

Quel est l’impact pour les clients lors de la bascule sur un autre site ?Bascule locale avant bascule sur un autre site ?

Mise en œuvreChoisir le bon modèle de quorum

Considérations Quorum

Lorsque les nœuds perdent la communication entre eux, il est nécessaire d’avoir un mécanisme d’arbitrage qui détermine quels sont les nœuds qui restent en ligne et ceux qui ne sont plus membres du cluster.

Différents modèles de quorum :Majorité de nœuds et un disqueDisque témoinMajorité de nœudsMajorité de nœuds et un partage

Evolution des modèles de Quorum

Disque témoin uniqueMajorité de nœuds et un disque témoin

Majorité de nœudsMajorité de nœuds et un partage témoin

Vote Vote Vote Vote

Nouveaux modèles de Quorum basés sur la notion de voteIl existe 4 types de quorums

Vote

Majorité de nœuds et un disque

Modèle de quorum basé sur la majorité de nœuds et un disque3 voix au total, dont 2 nécessaires pour la majorité

Le cluster peut survivre à la perte de n’importe quelle voix

Modèle non utilisé traditionnellement dans un cluster dispersé

Vote VoteVote

Replicated Storage

Majorité de noeuds

Seuls les noeuds ont une voixUne voix par nœud (ici, 3). Pas de voix pour le stockage partagéMajorité de voix nécessaire pour le fonctionnement du clusterDéployé en nombre impair de nœuds

Vote VoteVote

Site et Majorité de nœuds

Site BSite A

Perte de communication

réseau entre les sites

Est-ce que je peux communiquer avec la

majorité des nœuds du cluster?

Oui, donc je reste en ligne

Est-ce que je peux communiquer avec la

majorité des nœuds du cluster?

Non, donc je me retire du cluster

Cluster 5 nœuds: Majorité = 3

SAN SAN

Majorité sur le site primaire

Site et Majorité de nœuds

Site BSite AEntire site is down!

Est-ce que je peux communiquer avec la

majorité des nœuds du cluster ?

Oui, donc je reste en ligne

Cluster 5 nœuds: Majorité = 3

SAN SAN

Majorité sur le site primaire

Site et Majorité de nœuds

Site BSite APerte du site

Est-ce que je peux communiquer avec la

majorité des nœuds du cluster ?

Non, donc je me retire du cluster

Cluster 5 nœuds: Majorité = 3

SAN SAN

Majorité sur le site primaire

Demande de “forcer le quorum”

manuellement

Majorité de nœuds et un partagePermet d’avoir un cluster 2 nœuds sans disque partagé

Majorité de nœuds + un partage témoinMeilleure solution pour les Clusters Géographiques

Le partage témoin peut être hébergé sur un 3eme site

Un serveur de fichiers peut servir de témoin pour de multiples clusters

Chaque cluster doit avoir son propre partageVote Vote Vote

Le partage est sur un serveur indépendant

Majorité partage témoin

Site A Site BWAN

Site C

SAN

\\FSW\Cluster1

Le partage est sur un serveur indépendant

Perte du site

Est-ce que je peux communiquer avec la

majorité des nœuds du cluster (+FSW) ?

Oui, donc je reste en ligne

5 Votes Cluster: Majorité = 3

SAN

Majorité partage témoin

Site A Site BWAN

Site C

Connexion réseau intersite perdue

5 Votes Cluster: Majorité = 3

Est-ce que je peux communiquer avec la

majorité des nœuds du cluster (+FSW) ?

Non (lock impossible), donc je me retire du

cluster\\FSW\Cluster1

Le partage est sur un serveur indépendant

Est-ce que je peux communiquer avec la

majorité des nœuds du cluster (+FSW) ?

Oui, donc je reste en ligne

SAN SAN

Cluster distribué sur 3 sites

Permet une bascule automatique en cas de perte d’un des sites principaux

Partage témoin :Simple serveur de fichier Windows

Doit être dans la même forêtPeut être localisé sur un 3ième site différentConnecté à aucun stockage partagéN’est pas un nœud du clusterUtilisé pour accorder la voix nécessaire pour donner la majorité au site survivantUn seul serveur de fichiers peut être utilisé pour de multiples cluster

Chaque cluster requiert son propre partage

Modèle de QuorumRésumé

Choisir le bon modèle de quorumMajorité de nœuds et un disque

Seulement si le fournisseur le demande

Uniquement un disqueSeulement si le fournisseur le demande

Majorité de nœudsUtiliser si limité à 2 sites

Majorité de nœuds et un partageMeilleure solution pour la disponibilitéRecommandé pour Echange 2007 CCR

Q&A

Multi-Site Clustering

Cluster Team Site : http://www.microsoft.com/windowsserver2008/en/us/failover-clustering-multisite.aspx KB Article : Deployment Considerations for Windows Server 2008 failover cluster nodes on different, routed subnetsWebcast : TechNet Webcast: Geographically Dispersed Failover Clustering in Windows Server 2008 Enterprise Webcast : How You Can Achieve Greater Availability with Failover Clustering Across Multiple Sites (Level 300) Whitepaper : Multi-site ClusteringWebcast : Multi-Site Clustering in Windows Server 2008Blog : http://blogs.msdn.com/clustering/