Windows Server 2012: настраиваем постоянно доступные общие файловые ресурсы

Постоянно доступные общие файловые ресурсы, Continuously Available File Shares (CAFS), – это новая технология, появившаяся в системе Windows Server 2012. На базовом уровне технология CAFS в системе Server 2012 расширяет возможности Windows по совместной работе с файлами с помощью кластерной технологии Server 2012. Механизмы CAFS используют преимущества новых функций протокола Server Message Block (SMB) 3.0, повышающих доступность общих ресурсов системы Windows Server, используемых для хранения документов и поддержки приложений. В число новых возможностей технологии SMB 3.0, позволяющих задействовать ресурсы CAFS, входят механизмы SMB Scale-Out, SMB Direct и SMB Multichannel.

Технология CAFS призвана решить проблемы, возникающие в ранних версиях файловых серверов высокой доступности, построенных на основе отказоустойчивых кластеров Windows Server. Предыдущие версии обеспечивали высокую доступность общих ресурсов, но были подвержены перерывам в работе и кратковременным потерям подключений в случаях отказа узла. Такие кратковременные сбои, как правило, допустимы в работе офисных приложений (например, Microsoft Office), часто выполняющих операции открытия и закрытия файлов, так как эти приложения могут повторно подключиться к ресурсу и сохранить изменения после отработки отказа. Однако подобные сбои недопустимы в работе таких приложений, как Hyper-V или SQL Server, которые держат файлы открытыми на протяжении длительного времени. В таких схемах сбой может привести к потере данных. До появления системы Server 2012 компания Microsoft не поддерживала установку серверов Hyper-V или SQL Server на общие ресурсы. Обеспечение поддержки приложений было одной из основных задач Microsoft при разработке технологии CAFS. Хотя вы можете использовать механизмы CAFS просто для предоставления клиентского доступа к общим ресурсам, реальной задачей данной технологии является поддержка серверных приложений. Технология CAFS дает возможность использовать преимущества недорогих механизмов хранения системы Windows Server применительно к критически важным приложениям. Технология CAFS обеспечивает непрерывный доступ к общим ресурсам, снижая время простоя практически до нуля.

Выберите решение

Существует два подхода к созданию ресурса CAFS.

• Файловый сервер общего назначения. Это очень похожая на поддержку файлового сервера с высокой доступностью в системе Windows Server 2008 R2, наиболее распространенная реализация технологии CAFS на файловом сервере, которая обеспечивает поддержку размещения общих ресурсов на отказоустойчивом кластере. Технология CAFS повышает доступность и производительность данной схемы, благодаря новому высокопроизводительному механизму клиентского доступа SMB 3.0.
• Масштабируемый файловый сервер. Реализация масштабируемого файлового сервера – это новая возможность технологии CAFS, предназначенная для обеспечения поддержки таких приложений как Hyper-V и SQL Server без простоя в работе. Данная реализация ограничена четырьмя серверами.

Обзор архитектуры CAFS приведен на рисунке.

Рисунок. Архитектура CAFS

Одной из ключевых технологий, сделавшей возможным использование ресурсов CAFS, является поддержка механизмов SMB Transparent Failover системой Server 2012. Механизмы SMB Transparent Failover позволяют службам файлового сервера выполнять аварийное переключение на резервный узел кластера, благодаря чему приложения, имеющие открытые файлы на файловом сервере, не заметят обрывов в подключениях. Технология CAFS обеспечивает нулевой простой в работе приложений как при плановом обслуживании, так и при незапланированных отказах.

Соответствие требованиям

Поскольку технология CAFS использует механизмы SMB 3.0 системы Server 2012, наличие операционной системы Server 2012 является обязательным требованием. Технология поддерживается в обеих редакциях, Server 2012 Standard и Server 2012 Datacenter. В редакциях Essentials или Foundation технология CAFS не поддерживается.

Кроме того, для использования технологии CAFS необходимо наличие отказоустойчивого кластера Server 2012. Это означает, что у вас должен быть настроен кластер Server 2012 как минимум из двух узлов. Отказоустойчивые серверы Server 2012 поддерживают до 64 узлов. Вы можете найти пошаговые инструкции по настройке отказоустойчивого кластера в моей статье «Windows Server 2012: Building a Two-Node Failover Cluster» (опубликованной в Windows IT Pro/RE № за 2012 год).

Помимо собственно наличия кластера, на каждый его узел должна быть установлена роль файлового сервера. На кластерном файловом сервере должна быть настроена одна или несколько общих папок с активным новым параметром, отвечающим за постоянную доступность ресурса. Далее я подробно расскажу о создании и настройке постоянно доступных общих папок.

В отказоустойчивом кластере из двух узлов на кластерном хранилище должны быть настроены как минимум два различных тома LUN. На одном томе хранятся общие файлы. Этот том должен быть настроен в качестве общего тома кластера cluster shared volume (CSV). Другой том будет работать в качестве диска-свидетеля. В большинстве решений используется большее количество томов.

Также рекомендуется настроить сеть таким образом, чтобы между узлами было несколько путей. Благодаря такой топологии сеть перестает быть единственной точкой отказа. Использование объединения сетевых адаптеров и/или дублирующих маршрутизаторов позволяет повысить уровень отказоустойчивости вашей сети.

Наконец, для использования преимуществ нового механизма SMB Transparent Failover на компьютерах с клиентом SMB должны быть установлены операционные системы Windows 8 или Server 2012. Когда клиент SMB 3.0 подключается к ресурсу CAFS, он уведомляет службу-свидетеля кластера. Кластер назначает узел, который будет свидетелем для данного подключения. Узел-свидетель отвечает за переключение клиента на новый хост-сервер в случае остановки в работе службы, не вынуждая клиента дожидаться, пока пройдет время отклика протокола TCP.

Создание ресурсов CAFS общего назначения

Для настройки ресурса CAFS откройте мастер Failover Cluster Manager на любом из узлов кластера. Затем щелкните мышью на узле Roles в панели навигации. Как показано на экране 1, в окне Roles отображаются установленные роли.

Экран 1. Мастер Failover Cluster Manager

Кластер может поддерживать несколько ролей и обеспечивает высокий уровень доступности для каждой из них. На экране 1 мы видим настроенную виртуальную машину с высоким уровнем доступности. Для создания нового ресурса CAFS общего назначения щелкните мышью по ссылке Configure Role…, отмеченной в окне Actions. Будет запущен мастер High Availability Wizard, показанный на экране 2.

Экран 2. Мастер High Availability Wizard

Прокручивайте список ролей до тех пор, пока не увидите роль файлового сервера. Роль файлового сервера поддерживает ресурсы CAFS обоих типов: общего назначения и масштабируемых приложений. Выберите роль File Server и щелкните мышью на кнопке Next, чтобы перейти к экрану выбора типа ресурса CAFS, см. экран 3.

Экран 3. Окно выбора типа ресурса CAFS

Диалоговое окно File Server Type позволяет выбрать, какой сервер необходимо создать: файловый сервер общего назначения (File Server for general use) или масштабируемый файловый сервер для данных приложений (Scale-Out File Server for application data). Роль «общего назначения» может быть использована для настройки как общих папок на основе механизма Windows SMB, так и общих папок на основе NFS. Ресурсы CAFS общего назначения также поддерживают устранение дублирования данных, репликацию DFS и шифрование данных. Щелкните мышью на кнопке Next, чтобы продолжить создание ресурса CAFS общего назначения. На экране появится диалоговое окно Client Access Point, показанное на экране 4.

Экран 4. Окно Client Access Point

Для создания нового ресурса CAFS общего назначения необходимо указать имя сервера, которое клиенты будут использовать при обращении к ресурсу CAFS. Это имя будет зарегистрировано в DNS, и клиенты будут указывать его по аналогии с именем сервера. Кроме того, ресурсу CAFS общего назначения также необходим IP-адрес. На экране 4 я присвоил службе имя CAFS-Gen (для ресурса CFAS общего назначения) и статический IP-адрес 192.168.100.177. Щелкнув кнопку Next, вы сможете выбрать кластерное хранилище для ресурса CAFS.

Диалоговое окно Select Storage, показанное на экране 5, позволяет выбрать хранилище для ресурса CAFS общего назначения.

Экран 5. Окно Select Storage

Хранилище должно быть доступно для служб кластера. Другими словами, оно должно быть в списке узлов хранения кластера и должно быть отмечено как доступное хранилище. Вы не можете использовать предварительно назначенные общие тома кластера CSV для создания ресурса CAFS общего назначения. В данном примере я мог задействовать три различных диска, и выбрал Cluster Disk 5, потому что изначально готовил это хранилище под размещение ресурса CAFS (экран 5). Однако вы можете выбрать любой из доступных дисков кластера. Щелкнув мышью на кнопке Next, вы перейдете к экрану Confirmation. На нем можно подтвердить выбранные настройки или вернуться к диалоговым окнам мастера High Availability Wizard и внести изменения. Если все параметры вас устраивают, щелкните мышью на кнопке Next экрана Confirmation и перейдите к окну Configure High Availability, которое отображает прогресс настройки ресурса CAFS. По окончании настройки вы увидите экран Summary. Щелчок мышью на кнопке Finish экрана Summary закроет мастер High Availability Wizard и вернет вас в окно Failover Cluster Manager, показанное на экране 6.

Экран 6. Создание постоянно доступной общей файловой папки

Следующим шагом после создания роли CAFS будет создание постоянно доступной общей файловой папки, использующей данную роль. На экране 6 видно, что роль CAFS-Gen активно работает и использует роль файлового сервера. Для добавления новой постоянно доступной общей файловой папки выберите ссылку Add File Share в окне, которое вы видите в правой части экрана 6. Вы увидите диалоговое окно Task Progress, которое отображает процесс получения информации с сервера. Сразу по завершении на экране появится диалоговое окно New Share Wizard, которое вы видите на экране 7.

Экран 7. Окно New Share Wizard

Первым делом мастер New Share Wizard спросит, какой тип ресурса CAFS вы хотите создать. Вы можете выбрать ресурс CAFS одного из двух типов: SMB или NFS. Режим SMB Share—Quick активирует создание ресурса CAFS общего назначения. Режим SMB Share—Applications отвечает за создание высоконадежного общего ресурса приложений для таких систем как Hyper-V или SQL Server. Создание масштабируемых ресурсов CAFS для приложений я рассматриваю ниже. Для создания ресурса CAFS общего назначения выберите режим SMB Share—Quick и щелкните кнопку Next. Мастер New Share Wizard отобразит диалоговое окно Share Location, показанное на экране 8.

Экран 8. Окно Share Location

Имя роли CAFS отображается в поле Server Name. На экране 8 мы видим имя роли CAFS-Gen, которую я создал ранее, и ее состояние – online. Вы может выбрать размещение общего ресурса с помощью полей в нижней части экрана. В данном примере по умолчанию был выбран диск G (экран 8). Если вы хотите использовать другой диск, то можете ввести альтернативный путь в поле Type a custom path, расположенном внизу экрана. В этом примере я оставляю предложенный по умолчанию диск G и нажимаю кнопку Next для перехода к диалоговому окну Share Name, показанному на экране 9.

Экран 9. Имя общего ресурса

Диалоговое окно Share Name позволяет вам ввести имя общего файлового ресурса. Для простоты я использовал для ресурса CAFS то же имя, что и для службы, CAFS-Gen (экран 9), но это не обязательно. Вы можете дать общей папке любое корректное имя SMB. В центре экрана мы видим локальный и удаленный пути к ресурсу CAFS. Локальный путь в данном примере — G:\Shares\CAFS-Gen. Сетевые системы будут обращаться к общей папке по пути \\CAFS-gen\CAFS-Gen. Щелкнув мышью по кнопке Next, вы откроете диалоговое окно настройки общего ресурса Configure, показанное на экране 10.

Экран 10. Окно настройки общего ресурса

Диалоговое окно настройки общего ресурса Configure позволяет контролировать процесс обработки ресурса сервером. Чтобы сделать файловый ресурс постоянно доступным, требуется установить флаг Enable continuous availability. Этот параметр активируется по умолчанию. Параметр Enable access-based enumeration управляет возможностью просмотра файлов и папок пользователями без привилегий. Этот параметр выключен по умолчанию. Параметр Allow caching of share разрешает доступ к ресурсу для пользователей, работающих автономно, посредством технологии BranchCache. И наконец, параметр Encrypt data access позволяет обезопасить удаленный доступ к файлам путем шифрования данных, передаваемых ресурсу и извлекаемых из него. Этот параметр по умолчанию отключен. Щелкнув мышью по кнопке Next, вы откроете диалоговое окно Permissions, показанное на экране 11.

Экран 11. Назначение общему ресурсу разрешений

По умолчанию ресурс CAFS создается с привилегиями Full Control, предоставленными группе Everyone. В большинстве решений вы, скорее всего, захотите изменить настройку прав доступа. В данном примере я соглашаюсь с правами доступа, заданными по умолчанию. Щелкнув мышью на кнопке Next, вы перейдете к диалоговому окну Confirmation, где сможете просмотреть сводку действий, выполненных на предыдущих экранах мастера New Share Wizard. Вы можете щелкнуть мышью по кнопке Previous, чтобы вернуться к этим экранам и изменить любые параметры. Нажатие мышью кнопки Create в диалоговом окне Confirmations приведет к созданию ресурса CAFS и настройке прав доступа для общей папки. После того, как ресурс CAFS будет создан, мы сможете обратиться к нему, как к любой общей файловой папке. На экране 12 показано, как подключиться к общему ресурсу, введя в проводнике Windows Explorer имена сервера и общей папки – \\cafs-gen\CAFS-Gen.

Экран 12. Подключение к общему ресурсу

Теперь вы можете наполнить общую папку документами и файлами других типов, использование которых станет более эффективным благодаря высокой доступности ресурсов CAFS.

Создание масштабируемых ресурсов CAFS

Основная задача ресурсов CAFS — обеспечить высокий уровень доступности приложений, хранящих данные в общих файловых папках. В прошлом компания Microsoft не предоставляла поддержку такого типа для приложений, подобных системе SQL Server, хранящих свои базы данных на общих файловых ресурсах. Ситуация изменилась с выпуском платформы Server 2012, поддерживающей технологию CAFS. Настройка масштабируемых ресурсов CAFS отличается от настройки ресурсов CAFS общего назначения. Однако для создания масштабируемого решения используется тот же мастер High Availability Wizard. Чтобы создать новый ресурс CAFS для поддержки масштабируемых приложений, выберите ссылку Configure Role… в окне Actions оснастки Failover Cluster Manager (см. экран 1). Далее в диалоговом окне Select Role выберите роль File Server (см. экран 2). Эти два шага такие же, как при создании ресурса CAFS общего назначения. Однако, как показано на экране 13, в диалоговом окне File Server Type необходимо выбрать режим Scale-Out File Server for application data.

Экран 13. Выбор режима масштабирования ресурсов

Механизм масштабируемого файлового сервера разработан для приложений, которые оставляют свои файлы открытыми на продолжительное время. Щелкнув мышью кнопку Next, вы перейдете к диалоговому окну Client Access Point, показанному на экране 14.

Экран 14. Окно Client Access Point

Диалоговое окно Client Access Point позволяет вам задать имя для роли CAFS. Я назвал масштабируемый ресурс CAFS именем CAFS-Apps (экран 14). Это серверное имя, которое клиентские приложения используют при обращении к общему ресурсу. Щелкнув мышью кнопку Next, вы перейдете на экран Confirmation, где можно подтвердить выбранные решения или вернуться назад к окнам High Availability Wizard и внести изменения. Если все верно, щелкните мышью на кнопке Next экрана Confirmation, чтобы перейти к диалоговому окну Configure High Availability, который отображает прогресс настройки ресурса CAFS. По завершении процесса настройки вы увидите экран Summary. Щелчок мышью на кнопке Finish на экране Summary приведет к закрытию мастера High Availability Wizard и вернет вас к оснастке Failover Cluster Manager.

Следующий шаг — добавление общей файловой папки к CAFS-серверу масштабируемых приложений. Чтобы создать новый файловый ресурс для роли CAFS, выберите ссылку Add File Share из окна Actions, по аналогии с созданием файловой папки общего назначения на экране 6. Щелкните мышью по ссылке Add File Share для масштабируемого ресурса CAFS, чтобы запустить мастер New Share Wizard, показанный на экране 15.

Экран 15. Выбор профиля для общего ресурса

Для создания масштабируемого ресурса CAFS из диалогового окна Select Profile выделите профиль SMB Share—Applications в списке File share profile, после чего щелкните мышью кнопку Next, чтобы перейти к диалоговому окну Share Location, показанному на экране 16.

Экран 16. Выбор файлового сервера масштабируемых приложений

В поле Server в верхней части диалогового окна отображаются два файловых сервера CAFS, созданных ранее. Для добавления ресурса CAFS к файловому серверу масштабируемых приложений выберите файловый сервер CAFS-APPS с описанием Scale-Out File Server в столбце Cluster Role. После этого выберите том CSV, на котором вы хотите создать общий ресурс CAFS. В этом примере доступно два созданных общих ресурса кластера. В качестве места размещения нового ресурса CAFS я выбрал том C:\ClusterStorage\Volume1. При желании вы можете вручную ввести путь и к другому тому CSV. После выбора тома CSV нажмите кнопку Next для перехода к экрану Share Name, показанному на экране 17.

Экран 17. Указание имени для файлового ресурса

Диалоговое окно Share Name позволяет назначить имя для файлового ресурса. Ресурсу CAFS для масштабируемых приложений я присвоил имя HyperV-CAFS (экран 17). В центре экрана мы видим локальный и удаленные пути к ресурсу CAFS. Локальный путь в данном примере — C:\ClusterStorage\Volume1\Shares\HyperV-CAFS. Удаленные обращения к общей папке будут выполняться с использованием сетевого имени \\cafs-apps\HyperV-CAFS. Щелкните мышью на кнопке Next, чтобы перейти к диалоговому окну Configure, см. экран 18.

Экран 18. Диалоговое окно Configure

При создании масштабируемого ресурса CAFS флаг Enable continuous availability устанавливается по умолчанию.

Параметры Enable access-based enumeration и Allow caching of share отключены, вы не можете выбрать их. Единственный дополнительный параметр, который вы можете выбрать — Encrypt data access. Я оставил без изменений настройки, предложенные по умолчанию (экран 18). Щелкните кнопку Next, чтобы перейти к диалоговому окну Specify permissions to control access, показанному на экране 19.

Экран 19. Разрешения для масштабируемого ресурса CAFS

Как и ресурс CAFS общего назначения, масштабируемый ресурс CAFS создается с привилегиями Full Control, предоставленными группе Everyone, — и эти права доступа вы, скорее всего, захотите изменить. Я согласился с привилегиями, предложенными по умолчанию, нажал кнопку Next, открывающую диалоговое окно Confirmation, в котором вы можете просмотреть сводку по действиям, выполненным в предыдущих диалоговых окнах мастера New Share Wizard. Вы можете щелкнуть мышью кнопку Previous, чтобы вернуться назад и изменить любой из параметров. Нажатие кнопки Create в окне Confirmations приведет к созданию масштабируемого ресурса CAFS и настройке заданных прав доступа. После того, как ресурс создан, к нему можно подключиться локально, используя путь C:\ClusterStorage\Volume1\Shares\HyperV-CAFS, или удаленно, используя путь \\cafs-apps\HyperV-CAFS. Новый ресурс CAFS теперь виден в точке подключения тома CSV (экран 20).

Экран 20. Новый ресурс CAFS

Теперь вы можете наполнить ресурс виртуальными машинами Hyper-V, данными SQL Server, а также файлами журналов и данными приложений других типов.

Повышение доступности файлов

В данной статье я показал, как можно использовать ресурсы CAFS для повышения уровня доступности и гибкости элементов существующей инфраструктуры. Технология CAFS обеспечивает более высокую доступность файловых ресурсов общего назначения, а также позволяет серверным приложениям, таким как SQL Server и Hyper-V, хранить свои данные на файловых ресурсах с высоким уровнем доступности, предоставляя новые возможности для хранения данных критически важных приложений.