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Anleitung zum Einrichten, Überprüfen und den Betrieb eines Windows-Clusters Workshop: Cluster und Hochverfügbarkeit mit Windows Server 2008 R2

Autor / Redakteur: Thomas Joos / Ulrike Ostler

Um Server-Dienste hochverfügbar zur Verfügung zu stellen, ist der Aufbau eines Clusters oft der beste Weg. Mit Windows Server 2008 R2 haben Unternehmen die Möglichkeit. Administratoren können auch eine Testumgebung aufbauen und einen Cluster betreiben.

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Abbildung 1: Failover-Cluster-Verwaltung in Windows Server 2008 R2 (Thomas Joos)
Abbildung 1: Failover-Cluster-Verwaltung in Windows Server 2008 R2 (Thomas Joos)

Für einen Cluster benötigen Sie die Editionen Enterprise, Datacenter oder Windows Server 2008 R2 für Itanium-basierte Computer. Insgesamt können bis zu 16 Knoten in einen Cluster aufgenommen werden.

Microsoft stellt in Windows Server 2008 R2 das „Cluster Validation“-Tool zur Verfügung. Mit diesem Tool lässt sich die Konfiguration eines Clusters überprüfen. Das Tool führt verschiedene Tests durch, um den Stand des Betriebssystems, der installierten Patches, der Systemkonfiguration, der Netzwerkeinstellungen und -verbindungen sowie der Datenträger zu überprüfen. Mit dem Tool lassen sich aber auch bereits installierte Cluster testen, oder neue Cluster erstellen (siehe: Abbildung 1) .

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Ein Cluster erstellen Sie in Windows Server 2008 R2 in einem Schritt. Es ist nicht mehr notwendig, erst mit einem Knoten den Cluster zu formen und dann Knoten hinzuzufügen.

Dynamic I/O in der Praxis

Mit der Funktion „Dynamic I/O“, kann ein Cluster mit Windows Server 2008 R2 eine ausgefallene Verbindung eines Cluster-Knotens zum SAN kompensieren, in dem der Dienst den Datenverkehr automatisch über einen anderen Knoten leitet (siehe: Abbildung 2).

Ein Cluster unter Windows Server 2008 R2 profitiert vom neuen TCP/IP-Stack und der IPv6-Unterstützung. Die Kommunikation zwischen den Cluster-Knoten (Heartbeat) findet mit IPv6 statt.

Es gibt keine Abhängigkeiten mehr von NetBIOS, so dass auch Umgebungen ohne WINS-Server oder NetBIOS-Paketen von der standardisierten Namensauflösung per DNS profitieren. Weiterhin werden keine Broadcasts mehr benötigt, was den Transport des SMB-Verkehrs deutlich verbessert.

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Arbeiten mit dem Migrationsassistenten

Mit dem Cluster-Migrationsassistenten können bestehende Cluster zu Windows Server 2008 R2-Clustern migriert werden. Der Cluster-Dienst läuft im Kontext des „LocalSystem“-Kontos. Es ist nicht mehr zwingend ein eigenes Domänenkonto mit erweiterten Berechtigungen notwendig.

Cluster-Knoten müssen sich nicht in einem gemeinsamen Subnetz befinden und können über Router zwischen verschiedenen Netzen kommunizieren. Windows Server 2008 R2 unterstützt serielles SCSI (SAS), iSCSI und Fibre Channel für die Anbindung von Datenträgern, sowie das GPT-Format was größere Datenmengen erlaubt. Datenträger.

Das alte Datenträger-Partitionsformat Master Boot Record (MBR) unterstützt Volumes mit einer Größe von bis zu zwei Terabyte. Im Vergleich dazu unterstützt GUID-Partitionstabelle (GPT) Volumes mit einer Größe von bis zu 18 Exabyte und bis zu 128 Partitionen pro Datenträger.

Die Cluster-Knoten werden vorbereitet

Legen Sie einen Namen für den Cluster fest. Dieser Name erhält kein Computerkonto, wird aber für die Administration des Clusters verwendet. Jeder Knoten des Clusters erhält ein Computerkonto in derselben Domäne. Daher braucht jeder physikalische Knoten einen entsprechenden Rechnernamen.

Sie benötigen für den Cluster mehrere IP-Adressen und jeder physikalische Knoten je eine IP-Adresse: Der Cluster als Ganzes erhält eine IP-Adresse, jeder virtuelle Server und die Netzwerkkarten für die private Kommunikation des Clusters je eine in einem getrennten Subnetz (wichtig!).

Auf den Cluster-Knoten installieren Sie zunächst Windows Server 2008 R2 Enterprise Edition und nehmen diese in die Domäne auf. Alle Cluster-Knoten müssen sich in der gleichen Active Directory-Domäne befinden.

Kommunikation und Herzschlag

Ist das Betriebssystem auf dem Server installiert und die iSCSI-Laufwerke verbunden, nehmen Sie die IP-Einstellungen für die Knoten vor. Eine Netzwerkkarte dient dabei zur Kommunikation der Server mit dem Netzwerk. Die andere Netzwerkkarte dient zur Kommunikation der Knoten untereinander, dem Heartbeat.

Benennen Sie nach der Konfiguration der Netzwerkkarte die Verbindungen am besten um, zum Beispiel in private und public. Setzen Sie in den Einstellungen der Netzwerkverbindung die Option „NetBIOS über TCP/IP deaktivieren“, da NetBIOS die interne Kommunikation eines Clusters stören kann.

Im Anschluss wechseln Sie innerhalb der Eigenschaften der Netzwerkumgebung mit der Schaltfläche „Erweitert“ zu den erweiterten Einstellungen. Hier können Sie die Bindungsreihenfolge festlegen.

Ändern Sie die Reihenfolge so ab, dass die public-Verbindung ganz oben ist. In den erweiterten Eigenschaften der Windows-Firewall sollten Sie auf der Registerkarte „Erweitert“ die Firewall für das private Cluster-Netz und, falls vorhanden, für das Netzwerk zum iSCSI-Geräte deaktivieren.

weiter mit: Das Clustering wird installiert und konfiguriert

Das Clustering wird installiert und konfiguriert

Clustering installieren Sie in Windows Server 2008 R2 als Feature. Starten Sie daher den Server-Manager und klicken Sie auf Features und dann Features hinzufügen. Wählen Sie das Feature Failover-Cluster-Unterstützung zur Installation aus.

Während der Installation dieses Features werden noch keinerlei Einstellungen vorgenommen, sondern nur die notwendigen Systemdateien und die Cluster-Verwaltung installiert. Installieren Sie das Feature auf beiden Cluster-Knoten (siehe: Abbildung 3).

Nach der Installation des Features Failover-Cluster-Unterstützung auf beiden Cluster-Knoten gehen Sie dazu über, den Cluster zu konfigurieren. Starten Sie auf dem ersten Knoten die Failover-Cluster-Verwaltung über „Start/Verwaltung“.

Der eigentliche Aufbau des Clusters

Der erste Schritt um einen Cluster zu erstellen, besteht darin, die Cluster-Knoten-Konfiguration zu überprüfen. Klicken Sie dazu auf den Link "Konfiguration überprüfen" im Aktionen-Bereich (siehe: Abbildung 4).

Bestätigen Sie die Startseite des Assistenten. Auf der nächsten Seite geben Sie den Namen der beiden Cluster-Knoten ein.

Nachdem der Assistent alle wichtigen Punkte getestet hat, erhalten Sie nach Abschluss einen ausführlichen Bericht über die Konfiguration. Erst wenn die Cluster-Überprüfung keine Fehler meldet, ist es empfohlen den Cluster zu erstellen (siehe: Abbildung 5).

Auf der nächsten Seite des Assistenten fügen Sie die Cluster-Knoten hinzu, mit denen Sie den Cluster erstellen wollen. Der Assistent versucht den Server-Namen per DNS aufzulösen und fügen die Server hinzu (siehe: Abbildung 6).

Namen vergeben!

Auf der nächsten Seite legen Sie den Namen des Clusters fest. Über diesen Namen greifen Sie mit der Clusterverwaltung auf den Cluster zu. Hier wählen Sie auch eine IP-Adresse aus, mit welcher der Cluster wird (siehe: Abbildung 7).

Nachdem der Cluster erfolgreich erstellt ist, zeigt der Assistent eine Zusammenfassung an. Hier sehen Sie, ob das Erstellen erfolgreich war und der Cluster ordnungsgemäß installiert ist.

weiter mit: Nacharbeiten: Überprüfung des Clusters und erste Schritte mit der Cluster-Verwaltung oder der Powershell

Nacharbeiten: Überprüfung des Clusters und erste Schritte mit der Cluster-Verwaltung oder der Powershell

Die zentrale Verwaltungsstelle eines Clusters ist die Failover-Cluster-Verwaltung, mit der Sie neue Cluster erstellen, neue Knoten hinzufügen und den Cluster verwalten. Das Befehlszeilenprogramm „Cluster.exe“ ermöglicht die Verwaltung von Clustern in der Eingabe-Aufforderung oder über Skripts.

Eine ausführliche Hilfe über die Optionen erhalten Sie mit dem Befehl „cluster /?“. Vor allem zur Automatisierung oder für Administratoren, die lieber in der Befehlszeile arbeiten, bietet Microsoft, neben dem bekannten Befehl „cluster.exe“ mit den verschiedenen Optionen, auch den Befehl „get-cluster“, mit dem Sie in der Powershell Aufgaben der Cluster-Verwaltung durchführen (Mehr Informationen zu den Möglichkeiten der Powershell in Windows Server 2008 R2).

Generell bietet „get-cluster“ und weitere Befehle in der Powershell die gleichen Möglichkeiten, wie „cluster.exe“ in der herkömmlichen Befehlszeile. Damit Sie Failover-Cluster in der PowerShell verwenden können, müssen Sie zunächst das Modul für Failover-Cluster in der Powershell laden.

Verwaltung über die Windows-Oberfläche Powershell

Geben Sie dazu den Befehl „import-module failoverclusters“ ein. Erst dann stehen die Befehle zur Verwaltung von Clustern über die Powershell zur Verfügung (siehe: Tabelle "Cluster-Verwaltung in der Powershell und Befehlszeile" im Anhang zum Download)

Klicken Sie den Namen des Clusters in der grafischen Verwaltungsoberfläche der Cluster-Verwaltung mit der rechten Maustaste an, können Sie die Eigenschaften des Clusters überprüfen und anpassen. Ebenso bietet das Kontextmenü zahlreiche Verwaltungsmöglichkeiten an (siehe: Abbildung 8).

Auswahl der Ressourcen

Auf der Registerkarte „Allgemein“ in den Eigenschaften des Clusters, können Sie den Name des Clusters anpassen. Auf den Registerkarten „Ressourcentypen“ definieren Sie welche Windows-Ressourcen dem Cluster zur Verfügung stehen, auf der Registerkarte „Cluster-Berechtigungen" steuern Sie den administrativen Zugriff der Administratoren auf den Cluster.

Über den Konsoleneintrag „Speicher" in der Cluster-Verwaltung sehen Sie die gemeinsamen Datenträger und das Quorum. Hier sehen Sie auch den derzeitig aktuellen Knoten, der den Cluster aktiv verwaltet. Der zweite Knoten steht offline zur Verfügung. Hierüber fügen Sie auch neue Datenträger dem Cluster hinzu oder schalten vorhandene Ressourcen offline (siehe: Abbildung 9).

weiter mit: Jetzt wird produktiv gearbeitet

Jetzt wird produktiv gearbeitet

In einer Produktivumgebung sollten Sie auf jeden Fall den Konsoleneintrag „Netzwerke“ aufrufen. Hier verwalten Sie die öffentlichen und privaten Verbindungen des Clusters. In den Eigenschaften der Verbindungen ist eingestellt, ob diese den Clients zum Verbindungsaufbau, nur für den Heartbeat oder für beides zur Verfügung stehen.

Über die private Verbindung soll das Heartbeat des Clusters laufen. Markieren Sie dazu erst die private-, dann die public-Verbindung und rufen Sie die Eigenschaften auf. Stellen Sie sicher, dass bei der privaten Verbindung nur die Option „Cluster“ die Verwendung dieses Netzwerks gestatten aktiviert ist. Dadurch ist sichergestellt, dass dem Heartbeat ein privater Kanal im Netzwerk zur Verfügung steht.

Bei den Eigenschaften der public-Verbindung, sollten Sie der Option“ Cluster“ die Verwendung dieses Netzwerks gestatten und der Option „Clients“ das Herstellen einer Verbindung über dieses Netzwerk. Das stellt auf jeden Fall sicher, dass die Cluster-Verbindung intern funktioniert, auch wenn eine private Netzwerkkarte ausfällt.

Fast perfekt

Bei einer fast perfekten Ausfallsicherheitskonfiguration verfügt jeder Cluster-Knoten über mindestens drei Netzwerkkarten. Eine Karte dient der internen Kommunikation, eine ausschließlich der privaten und die dritte dient zur Ausfallsicherheit und ist für den gemischten Modus aktiviert. Nur dadurch erhalten Sie eine optimale Ausfallsicherheit (siehe Abbildung 10).

Wollen Sie weitere Laufwerke im Cluster zur Verfügung stellen, müssen Sie diese in die Cluster-Verwaltung integrieren. Zuvor müssen Sie die Laufwerke aber auf allen Knoten verfügbar machen.

Bereits integrierte Laufwerke sehen Sie, wenn Sie auf den Menüpunkt „Speicher“ klicken. Hier zeigt die Failover-Cluster-Verwaltung alle bereits integrierten Laufwerke und deren Status an. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Menüpunkt Speicher, integrieren Sie mit Datenträger hinzufügen, den neu installierten Datenträger in den Cluster.

Der Autor:

Thomas Joos ist freier Autor in Bad Wimpfen.

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