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在 Azure 虚拟机上配置一般用途文件服务器故障转移群集

概述

本文介绍如何在 Resource Manager 模型中的 Azure 虚拟机上创建双节点的一般用途文件服务器(File Server)故障转移群集。此解决方案使用 Windows Server 2016 Datacenter 存储空间直通 (S2D) 作为基于软件的虚拟 SAN，在 Windows 群集中的节点 (Azure VM) 之间同步存储（数据磁盘）。S2D 是 Windows Server 2016 中的新增功能。

关于更多存储空间直通的介绍，请参考：Windows Server 2016 中的存储空间直通

S2D 支持两种类型的体系结构 - 聚合与超聚合。 本文档中所述的体系结构为超聚合。 超聚合基础结构将存储放置在托管群集应用程序的相同服务器上。 在此体系结构中，存储位于每个 File Server 节点上。

本例将我们创建 2 个节点的故障转移群集，开启存储空间直通，并配置一般用途的文件服务器角色。

环境：

  • ADPDC：域控制器
  • S2DNODE1 和 S2DNODE2 作为群集的 2 个节点，每个虚拟机挂载 2 块数据磁盘
  • 见证磁盘：云见证
  • 2 台虚拟机在同一个 Availability Set
  • File Server 群集 IP 地址做 Azure 负载均衡

搭建 Active Directory 森林

创建虚拟网络

在本例中，我们在资源组中创建了一个虚拟网络 ADVNET, 并在里面添加一个子网。基本配置如下：

  • 名称：ADVNET
  • 虚拟网络地址：10.0.0.0/16
  • 子网名称：adSubnet
  • 子网地址：10.0.0.0/24
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部署域控制器

部署 AD 域控制器的步骤我们不在这里赘述，您也可以使用 Github 上的已有模板创建一个有 2 台域控的森林。

注意

将 GitHub 的模板部署到中国区 Azure 上需要对模板文件做一些配置，具体步骤请参考附录。

使用 S2D 配置 Windows 故障转移群集

创建虚拟机

部署 2 台虚拟机作为群集的 2 个节点。保证这 2 台虚拟机在同一个可用性群集中。并将它们加入我们创建好的 AD 域中。

注意点：

  • 2 个节点具有相同的配置
  • 在同一可用性群集
  • 2 台虚拟机配置静态 IP

在同一资源组中，使用 Windows Server 2016 镜像创建新的虚拟机 S2DNode1 和 S2DNode2，并使用如下配置：

  • 名称： S2DNode1/ S2DNode2
  • 操作系统： Windows Server 2016 Datacenter
  • 可用性集 — 创建新的可用性集。 (单击 High Availability > Create new, 然后输入名称(本例中使用 clusterAS)。使用 Update domains 和 Fault domains 的默认值)
  • 配置 Virtual Network - ADVnet, Subnet – ADsubnet.
  • 虚拟机的尺寸和存储大小按实际需求选取。对于 Azure S2D, 对虚拟机和存储有一定的要求，这里的文章有详细的介绍。
    截图供参考：
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配置节点网络

  • 将所有群集节点 VM 的 IP addresses 设置为 Static。

    选择其中一台 VM > Network interfaces，选择列表中的 Network Interface，点击 IP Configurations。选择列表中的 IP configuration，点击 Static 并保存.

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  • 将群集节点 VM 的 NIC 上的 primary DNS server address 设置为域控制器(adDC) 的私有 IP 地址 (本例中为 10.0.0.4)。

  • 选择节点 VM > Network Interfaces > DNS servers > Custom DNS。输入上面提到的私有 IP 地址，然后单击保存。

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为节点 VM 添加数据磁盘

请参考文档 : 附加数据磁盘。

为每个节点添加 2 块数据磁盘如下图。将 host caching 设置为 None。

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将 2 个节点加入域

  • 登陆每台节点虚拟机
  • 在虚拟机操作系统中右键开始按钮选择 System
  • 在计算机名称，域和工作组这组中将 2 个节点加入之前创建的域
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创建云见证

按照文档 : 创建一个 Azure 存储账户成为您的云见证(Cloudwit)，如果按上文操作，请在 “使用故障转移群集管理器 GUI 配置 Cloud Witness” 时停止 ，我们将在创建群集时再执行后面的步骤。

云见证的配置如下：

  • 部署模型：Resource Manager
  • 账户类型：常规用途
  • 性能：标准
  • 复制：本地冗余存储(LRS)
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配置故障转移群集

接下来我们会将启用故障转移群集功能，启用 S2D 并配置文件服务器角色。

安装故障转移群集功能和文件服务器功能。

使用 PowerShell 脚本在两个节点上安装 Cluster 和 File Server 功能。

$nodes = ("s2dnode1", "s2dnode2")
icm $nodes {Install-WindowsFeature Failover-Clustering -IncludeAllSubFeature -IncludeManagementTools} 
icm $nodes {Install-WindowsFeature FS-FileServer}

运行群集验证以及创建一个双节点群集

登陆其中一台虚拟机，在此步骤中，将使用以下 PowerShell 命令创建一个故障转移群集(例如 s2d-cluster)。 将 –NoStorage 参数添加到 PowerShell cmdlet 中非常重要，否则可能会将磁盘自动添加到群集，这样在启用存储空间直通之前需要将其删除，否则它们不会包含在存储空间直通存储池中。

Test-Cluster -node $nodes
New-Cluster -Name TestFSCluster -Node $nodes –NoStorage –StaticAddress 10.0.0.20
注意

以上命令创建一个名为 TestFSCluster 的双节点的故障转移群集，并配置固定 IP 地址 10.0.0.20. 请按照您的实际需求创建 Cluster 的名称并定义 IP。请查看您的 DNS 记录，保证该记录没有被占用。

创建完成后再其中一台节点上打开 Failover Cluster Manager 可以看到详细的信息

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为故障转移群集配置云见证

云见证是 Windows Server 2016 引入的新的故障转移群集仲裁见证。继续使用文档中的方法来配置云见证。

在 Failover Cluster Manager 中右键群集名称, 选择 More Actions -> Configure Cluster Quorum Settings.

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在对话框中选择 Cloud Witness, 并且提供 Azure Store Account 名称以及 Primary Key。

启用存储空间直通

在其中一台虚拟机上运行 PowerShell 脚本 Enable-ClusterS2D 命令时，将会启用存储空间直通并且自动创建一个存储池。

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您可以在 Failover Cluster Manager 或者 Server Manager 中看见创建的存储池。

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创建卷

  • 现在可以通过 New-Volume 命令创建一个虚拟磁盘卷(例如 VDisk01)。

    New-Volume -StoragePoolFriendlyName S2D* -FriendlyName VDisk01 -FileSystem NTFS -Size 120GB

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    注意

    在上面这条命令中创建一个 120GB 的 NTFS 卷。

    您可以指定 -FileSystem 类型为 NTFS, ReFS, CSVFS_NTFS 或 CSVFS_ReFS。 CSVFS 格式支持 Cluster Shared Volume。如果您要创建共享存储的 Scale Out File Server 群集，请使用 CSVFS 格式。如果您创建一般用途文件服务器群集，并且需要使用 FSRM (File Server Resource Manager) 功能, 那么请创建 NTFS 格式的卷。

  • 您可以在 Failover Cluster Manager 中查看创建好的虚拟磁盘卷。

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配置文件服务器群集角色

  1. 在 Failover Cluster Manager 中右键 Roles -> Configure Role, 选择 File Server -> File Server for general use。

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  2. Storage 选择我们刚刚创建的磁盘。

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  3. 从 UI 界面创建的 Cluster 角色会把该节点的 IP 资源分配给 Cluster 角色，导致 IP 地址冲突，会有如下的 Failed 的报错，请在 Roles 页面最下端选择 Resources 查看是否有 IP 冲突。如果是，右键 IP 选择 Properties. 设置一个固定 IP 给这个资源.

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您也可以用 PowerShell 创建 Cluster，指定固定 IP。

Add-ClusterFileServerRole -Name FSCluster -Storage "Cluster virtual disk (vdisk06)" -StaticAddress 10.0.0.40

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创建 Azure 负载均衡

在 Azure 虚拟机上，群集使用负载均衡器来保存每次都需要位于一个群集节点上的 IP 地址。 在此解决方案中，负载均衡器保存 File Server Cluster 的 IP 地址。我们需要设置 Azure Load Balancer 来实现 IP 的负载均衡。

创建负载均衡器

若要创建负载均衡器，请执行以下操作：

  1. 在 Azure 门户中，转到虚拟机所在的资源组。
  2. 单击“+ 添加”。 在应用商店中搜索负载均衡器。 单击“负载均衡器”。
  3. 为负载均衡器配置以下属性：
    • 类型：Internal
    • 虚拟网络：ADVnet
    • 子网：ADsubnet
    • 专用 IP 地址：分配给 File Server Cluster 网络资源的同一 IP 地址。本例中是 10.0.0.40.
    • 资源组：使用虚拟机所在的同一资源组。
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配置负载均衡器后端池

  1. 返回到虚拟机所在的 Azure 资源组，找到新的负载均衡器。
  2. 在负载均衡器边栏选项卡中，单击 “后端池”。
  3. 单击 “+ 添加” 添加后端池。
  4. 单击 “添加虚拟机”。
  5. 在 “选择虚拟机” 边栏选项卡中，单击 “选择可用性集”。
  6. 选择虚拟机所在的可用性集。
  7. 在 “选择虚拟机” 边栏选项卡中，单击 “选择虚拟机”。
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配置负载均衡器运行状况探测

  1. 在负载均衡器边栏选项卡中，单击 Health Probs。
  2. 添加一个新的 Health Probs：
    • 协议：TCP
    • 端口：59999
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设置负载均衡规则

在负载均衡器边栏选项卡中，单击 “Load Balancing Rules” :

  • 前端 IP 地址：使用 File Server 群集网络资源的 IP 地址。
  • 端口：设置为 SMB 端口 445。
  • 后端端口：此值使用的端口与启用 “浮动 IP (直接服务器返回)” 时使用的 “端口” 值相同。
  • 后端池：使用前面配置的后端池名称。
  • 运行状况探测：使用前面配置的运行状况探测。
  • 浮动 IP (直接服务器返回)：已启用
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为探测配置群集

然后在 Cluster 上运用这些设置，按实际情况运行 PowerShell。

$ClusterNetworkName = "<Cluster Network Name>" # the cluster network name (Get-ClusterNetwork 可以得到该信息).

$IPResourceName = "IP Address Resource Name" # Cluster 资源的 IP 地址名称
$ILBIP = "<10.0.0.x>" #负载均衡的 IP 地址
[int]$ProbePort = <59999>

Import-Module FailoverClusters

Get-ClusterResource $IPResourceName | Set-ClusterParameter -Multiple @{"Address"="$ILBIP";"ProbePort"=$ProbePort;"SubnetMask"="255.255.255.255";"Network"="$ClusterNetworkName";"EnableDhcp"=0}

以下为示例：

$ClusterNetworkName = "cluster network 1" 
$IPResourceName = "IP Address 10.0.0.0"
$ILBIP = "10.0.0.40"

Import-Module FailoverClusters

Get-ClusterResource $IPResourceName | Set-ClusterParameter -Multiple @{Address=$ILBIP;ProbePort=59999;SubnetMask="255.255.255.255";Network=$ClusterNetworkName;EnableDhcp=0}

之后您可以在磁盘所在的节点虚拟机的虚拟卷中创建共享文件夹:

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完成后的共享可以在内网机器中访问：

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附录

将 GitHub 的模板部署到中国区 Azure 上需要对模板文件做一些配置，步骤如下：

  1. 首先注册并登录您的 GitHub 账号。

  2. 点击需要部署的模板链接, 比如第一个链接，在页面右上方点击 Fork, 将其添加到自己的模板列表中。

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  3. 点击上图中的链接，然后按名称搜索要部署的模板，并选中。

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  4. 点击文件列表中的 README.MD 文件。

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  5. 点击右上角笔形按钮进行编辑。

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  6. 将文本中的地址改为中国区 Azure 的地址 https://portal.auzre.cn。

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  7. 下拉到底部点击 “Commit Changes”。

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  8. 然后在模板页面选择 “Deploy to Azure”。

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