Windows Server 2012实现多层面持续可用性的技术

 

持续可用性是Windows Server 2012 中的一项重大投资。这意味着需要将基础架构的功能结合在一起，使得虚拟机和负载在面对计算、网络，或存储基础架构的故障时能保持在线。为基础架构与负载设计持续可用性，需要对支撑架构的每一层进行分析，并提供足够的回弹能力。在私有云环境中使用的物理计算、存储，以及网络架构通常需要优先考虑。随后可以通过来宾群集或运行负载的虚拟机群集提供额外的一层回弹能力。通过配合使用，部署这些技术即可在宿主机基础架构，以及来宾基础架构的计划内和计划外停机的情况下确保持续可用性。在设施层面和物理基础架构层，WindowsServer 2012 基础架构可为计算、网络，以及存储提供持续可用性技术。

对于存储，WindowsServer 2012 引入了存储空间，这是一种新技术，可使用市售硬件提供高可用的存储服务。通过使用存储空间或基于SAN 的存储，WindowsServer 2012 还可实现Scale-Out 文件服务器群集。在Scale-Out 文件服务器群集中，两台或多台加入群集的文件服务器可使用第二版群集共享卷（CSV2）技术让一个扩展直接跨越所有文件服务器，提供非常高速，并且高可用性的文件共享。这种文件共享可用于保存虚拟机的文件，因为Windows Server 2012 支持将虚拟机文件保存在SMB3 文件共享中。通过与存储空间、Scale-Out文件群集，以及SMB 3 多通道访问等功能相结合，WindowsServer 2012 存储基础架构的任何组件虽然依然可能故障，但对文件共享或虚拟机的访问完全不受影响。这种结合可为存储基础架构提供持续可用性。

对于网络基础架构，WindowsServer 2012 提供了内建的网卡捆绑功能，可支持在包含多块网卡的服务器上实现负载平衡与故障转移（LBFO）。无论服务器使用的网卡品牌和速度如何，WindowsServer 2012 都可使用这些适配器创建网络适配器“组”。随后这样的组可以分配一个 IP地址，并且只要组中有至少一个适配器保持连接，整个组就可以维持连接。如果组中有超过一个可用的网络适配器，还可以对通讯进行负载平衡，通过汇聚获得更高吞吐率。在宿主机级别使用网卡捆绑，并配合冗余的交换机/路由器基础架构，即可为您的网络基础架构提供持续可用性。

对于计算资源，WindowsServer 2012 依然可以在Hyper-V 宿主机群集中使用Windows故障转移群集技术，并且群集容量有极大提升，每个群集最多可包含 64个节点。宿主机群集可供您创建高可用虚拟机（HAVM）。Hyper-V 宿主机群集还可使用持续可用的存储基础架构保存HAVM。在计划内停机时段内，HAVM（以及非HA 的VM）可实时迁移到其他宿主机上，这个过程中虚拟机无需停机。对于计划外停机，虚拟机可以自动移动到群集中的其他节点，或在其他节点上引导。通过使用群集感知更新技术，将所有虚拟机通过实时迁移功能从待更新群集节点上移走，还可自动对群集进行更新，并且在宿主机维护和更新过程中不会造成停机。通过配合使用这些技术，即可为计算和虚拟化基础架构提供持续可用性。

虽然这些技术提供了强壮的物理基础架构和虚拟化平台，但对可用性需求要求最高的依然是托管的负载。虚拟机也许还在运行，但其中的负载可能已经出错，停止运行，或正在经历其他由于停机导致的问题。为了向负载提供持续可用性，Windows Server 2012与Windows Server 2008 R2 一样，也能支持来宾群集，或通过虚拟机创建故障转移群集。这里一个最常见的例子是，对SQL 虚拟机创建来宾群集，这样即可在虚拟化之后的群集节点间使用高级错误检测，并对数据库实例进行故障转移。以前，来宾群集只能支持使用iSCSI 存储。但在Windows Server 2012中，通过让虚拟机支持虚拟光纤通道主机总线适配器（HBA），虚拟机可以访问光纤通道共享存储。该功能使得基于光纤通道的存储可以设置并直接呈现到虚拟机内部，虚拟机可以使用这样的共享存储实现来宾故障转移群集。

通过结合使用宿主机和来宾群集，即可为负载在整个结构任何层面的故障面前提供持续可用性。在SQL 来宾群集的例子中，如果SQL 遇到故障，例如服务或其他组件出错，数据库实例即可故障转移到来宾群集的其他节点中。如果底层物理宿主机的一个网络连接丢失，网卡捆绑技术可以继续为SQL 虚拟机提供网络。通过配置Anti-affinity 规则，这样的SQL 来宾群集虚拟机就可以确保不在同一台物理节点上运行，这样如果一个物理节点故障，SQL 数据库就可以故障转移到来宾群集内的其他SQL 节点中，而这样的节点也都运行在宿主机群集内的其他节点中。如果保存SQL 虚拟机或数据的磁盘出现故障，存储空间和Scale-Out 文件群集功能依然可以提供不间断的数据访问。

这些例子证明了只要经过妥善的设计，配合使用宿主机和来宾群集，以及Windows Server 2012 的其他功能，例如网卡捆绑，即可为虚拟机和负载提供持续可用性。