Begrip cluster en het zwembad quorum

• 01/18/2019
• 11 minuten te lezen
• • een
  • e
  • v
  • C
  • J
  • +3

van Toepassing op: Windows Server 2019, Windows Server 2016

Windows Server Failover Clustering biedt een hoge beschikbaarheid voor workloads. Deze resources worden beschouwd als zeer beschikbaar als de nodes die host resources omhoog zijn; echter, het cluster vereist over het algemeen meer dan de helft van de knooppunten worden uitgevoerd, die bekend staat als het hebben van quorum.

Quorum is ontworpen om split-brain scenario ‘ s te voorkomen die zich kunnen voordoen wanneer er een partitie in het netwerk is en subsets van knooppunten niet met elkaar kunnen communiceren. Dit kan ertoe leiden dat beide subsets van knooppunten proberen om de werkbelasting te bezitten en naar dezelfde schijf te schrijven, wat tot tal van problemen kan leiden. Dit wordt echter voorkomen met het quorumconcept van Failover Clustering, dat slechts één van deze groepen knooppunten dwingt door te gaan, dus slechts één van deze groepen zal online blijven.

Quorum bepaalt het aantal storingen dat het cluster kan doorstaan terwijl het nog steeds online blijft. Quorum is ontworpen om het scenario af te handelen wanneer er een probleem is met de communicatie tussen subsets van clusterknooppunten, zodat meerdere servers niet proberen om tegelijkertijd een brongroep te hosten en tegelijkertijd naar dezelfde schijf te schrijven. Door dit quorumconcept te hanteren, dwingt het cluster de clusterservice om te stoppen in een van de subsets van knooppunten om ervoor te zorgen dat er slechts één echte eigenaar van een bepaalde brongroep is. Zodra knooppunten die zijn gestopt opnieuw kunnen communiceren met de hoofdgroep van knooppunten, zullen zij zich automatisch opnieuw aansluiten bij het cluster en hun clusterservice starten.

in Windows Server 2019 en Windows Server 2016 zijn er twee componenten van het systeem die hun eigen quorummechanismen hebben:

• cluster Quorum: dit werkt op het clusterniveau (d.w.z. u kunt knooppunten verliezen en het cluster omhoog laten blijven)
• Pool Quorum: dit werkt op het poolniveau wanneer Storage Spaces Direct is ingeschakeld (U kunt knooppunten en schijven verliezen en de pool omhoog laten blijven). Opslagpools zijn ontworpen om te worden gebruikt in zowel geclusterde als niet-geclusterde scenario ‘ s, daarom hebben ze een ander quorum mechanisme.

overzicht Clusterquorum

onderstaande tabel geeft een overzicht van de resultaten van Clusterquorum per scenario:

Server nodes	Kan overleven een server node failure	Kan overleven een server node uitvallen, dan nog	Kan overleven twee gelijktijdige server node storingen
2	50/50	Geen	Geen
2 + Getuige	Ja	Geen	Geen
3	Ja	50/50	Geen
3 + Getuige	Ja	Ja	Geen
4	Ja	Ja	50/50
4 + Getuige	Ja	Ja	Ja
5 en boven	Ja	Ja	Ja

Cluster quorum aanbevelingen

• Als u twee knooppunten, een getuige is verplicht.
• als u drie of vier knooppunten hebt, wordt witness sterk aanbevolen.
• als u internettoegang hebt, gebruik dan een cloud witness
• als u zich in een IT-omgeving met andere machines en bestandsshares bevindt, gebruik dan een file share witness

hoe cluster quorum werkt

wanneer knooppunten falen, of wanneer een subset van knooppunten contact verliest met een andere subset, moeten overlevende knooppunten controleren of zij het grootste deel van het cluster vormen om online te blijven. Als ze dat niet kunnen bevestigen, gaan ze offline.

maar het concept meerderheid werkt alleen zuiver als het totale aantal knooppunten in het cluster oneven is (bijvoorbeeld drie knooppunten in een cluster van vijf knooppunten). Dus, hoe zit het met clusters met een even aantal knooppunten (laten we zeggen, een vier knooppunt cluster)?

er zijn twee manieren waarop het cluster het totale aantal stemmen oneven kan maken:

1. Ten eerste, het kan één omhoog gaan door een getuige toe te voegen met een extra stem. Dit vereist gebruiker set-up.
2. of, het kan één omlaag gaan door de stem van een ongelukkig knooppunt op nul te zetten (gebeurt automatisch indien nodig).

wanneer overlevende knooppunten met succes verifiëren dat zij de meerderheid zijn, wordt de definitie van meerderheid bijgewerkt om alleen bij de overlevenden te horen. Hierdoor kan het cluster een knooppunt verliezen, dan een ander, dan een ander, enzovoort. Dit concept van het totale aantal stemmen dat na opeenvolgende mislukkingen wordt aangepast, staat bekend als dynamisch quorum.

dynamische getuige

dynamische getuige schakelt de stem van de getuige om ervoor te zorgen dat het totale aantal stemmen oneven is. Als er een oneven aantal stemmen zijn, heeft de getuige geen stem. Als er een even aantal stemmen is, heeft de getuige een stem. Dynamic witness vermindert aanzienlijk het risico dat het cluster zal uitvallen als gevolg van het falen van de getuige. Het cluster beslist of de stem van de getuige wordt gebruikt op basis van het aantal stemknooppunten dat beschikbaar is in het cluster.

dynamisch quorum werkt met Dynamic witness op de hieronder beschreven manier.

dynamisch quorumgedrag

• als u een even aantal knooppunten en geen getuige hebt, krijgt één knooppunt zijn stem op nul gezet. Bijvoorbeeld, slechts drie van de vier knooppunten krijgen stemmen, dus het totale aantal stemmen is drie, en twee overlevenden met stemmen worden beschouwd als een meerderheid.
• als u een oneven aantal knooppunten en geen getuige, ze krijgen allemaal stemmen.
• als u een even aantal knooppunten plus getuige hebt, stemt de getuige, dus het totaal is oneven.
• als u een oneven aantal knooppunten plus getuige hebt, stemt de getuige niet.

dynamisch quorum maakt het mogelijk om een stem dynamisch toe te wijzen aan een knooppunt om te voorkomen dat de meerderheid van stemmen verloren gaat en om het cluster toe te staan om met één knooppunt te draaien (bekend als last-man standing). Laten we een cluster met vier knooppunten als voorbeeld nemen. Stel dat het quorum 3 stemmen vereist.

in dit geval zou het cluster naar beneden zijn gegaan als u twee knooppunten had verloren.

krijgen. Het totale aantal stemmen dat vereist is voor quorum wordt nu bepaald op basis van het aantal beschikbare knooppunten. Dus met dynamisch quorum blijft het cluster overeind, zelfs als u drie knooppunten verliest.

het bovenstaande scenario is van toepassing op een algemeen cluster dat geen directe opslagruimte heeft ingeschakeld. Als Storage Spaces Direct is ingeschakeld, kan het cluster echter slechts twee knooppuntfouten ondersteunen. Dit wordt meer uitgelegd in de pool quorum sectie.

voorbeelden

twee knooppunten zonder getuige.

de stem van één node is nul, dus de meerderheid van de stemmen wordt bepaald op een totaal van 1 stem. Als het niet-stemmende knooppunt onverwacht naar beneden gaat, heeft de overlevende 1/1 en overleeft het cluster. Als het stemknooppunt onverwacht naar beneden gaat, heeft de overlevende 0/1 en gaat het cluster naar beneden. Als het stemknooppunt sierlijk is uitgeschakeld, wordt de stemming overgebracht naar het andere knooppunt en overleeft het cluster. Daarom is het belangrijk om een getuige in te stellen.

• kan één serverfout overleven: vijftig procent kans.
• kan een serverfout overleven, daarna een andere: Nee.
• kan twee serverfouten tegelijk overleven: Nee.

twee knooppunten met een getuige.

beide knooppunten stemmen, plus de stemmen van de getuigen, dus de meerderheid wordt bepaald op een totaal van 3 stemmen. Als een van beide knooppunten naar beneden gaat, heeft de overlevende 2/3 en de cluster overleeft.

• kan één serverfout overleven: Ja.
• kan een serverfout overleven, daarna een andere: Nee.
• kan twee serverfouten tegelijk overleven: Nee.

drie knooppunten zonder getuige.

alle knooppunten stemmen, dus de meerderheid wordt bepaald op een totaal van 3 stemmen. Als er een knoop naar beneden gaat, zijn de overlevenden 2/3 en de cluster overleeft. Het cluster wordt twee knooppunten zonder een getuige-op dat moment, je bent in Scenario 1.

• kan één serverfout overleven: Ja.
• kan een serverfout overleven, dan een andere: vijftig procent kans.
• kan twee serverfouten tegelijk overleven: Nee.

drie knooppunten met een getuige.

alle knooppunten stemmen, dus de getuige stemt in eerste instantie niet. De meerderheid wordt bepaald op een totaal van 3 stemmen. Na één fout heeft het cluster twee knooppunten met een witness – dat is terug naar Scenario 2. Dus, nu de twee knooppunten en de getuige stem.

• kan één serverfout overleven: Ja.
• kan een serverfout overleven, dan een andere: Ja.
• kan twee serverfouten tegelijk overleven: Nee.

vier knooppunten zonder getuige

de stem van één knooppunt wordt op nul gezet, dus de meerderheid wordt bepaald op een totaal van 3 stemmen. Na één storing wordt het cluster drie knooppunten en U bevindt zich in Scenario 3.

• kan één serverfout overleven: Ja.
• kan een serverfout overleven, dan een andere: Ja.
• kan twee serverfouten tegelijk overleven: vijftig procent kans.

vier knooppunten met een getuige.

alle stemmen van de knooppunten en de getuigen stemmen, dus de meerderheid wordt bepaald op een totaal van 5 stemmen. Na één fout zit je in Scenario 4. Na twee gelijktijdige storingen, u overslaan naar Scenario 2.

• kan één serverfout overleven: Ja.
• kan een serverfout overleven, dan een andere: Ja.
• kan twee serverfouten tegelijk overleven: Ja.

vijf knooppunten en verder.

alle knooppunten stemmen, of alle stemmen op één na, wat het totaal oneven maakt. Storage Spaces Direct kan toch niet meer dan twee knooppunten naar beneden verwerken, dus op dit punt is geen witness nodig of nuttig.

• kan één serverfout overleven: Ja.
• kan een serverfout overleven, dan een andere: Ja.
• kan twee serverfouten tegelijk overleven: Ja.

nu we begrijpen hoe quorum werkt, laten we eens kijken naar de soorten quorum getuigen.

Quorum witness types

Failover Clustering ondersteunt drie soorten Quorum Witness:

• Cloud Witness-Blob storage in Azure toegankelijk voor alle knooppunten van het cluster. Het houdt informatie bij in een getuige.logbestand, maar er wordt geen kopie van de clusterdatabase opgeslagen.
• Bestandshare Witness-een SMB-bestandshare die is geconfigureerd op een bestandsserver waarop Windows Server wordt uitgevoerd. Het houdt informatie bij in een getuige.logbestand, maar er wordt geen kopie van de clusterdatabase opgeslagen.
• Disk Witness-een kleine geclusterde schijf die zich in de Cluster beschikbare opslaggroep bevindt. Deze schijf is zeer beschikbaar en kan failover tussen nodes. Het bevat een kopie van de clusterdatabase. Een Disk Witness wordt niet ondersteund met Storage Spaces Direct.

pool quorum overzicht

we hebben het zojuist gehad over Cluster Quorum, dat werkt op clusterniveau. Nu, laten we duiken in zwembad Quorum, die werkt op het zwembad niveau (dat wil zeggen U kunt knooppunten en schijven te verliezen en hebben het zwembad blijven). Opslagpools zijn ontworpen om te worden gebruikt in zowel geclusterde als niet-geclusterde scenario ‘ s, daarom hebben ze een ander quorum mechanisme.

onderstaande tabel geeft een overzicht van de resultaten van het Poolquorum per scenario:

Server nodes	Kan overleven een server node failure	Kan overleven een server node uitvallen, dan nog	Kan overleven twee gelijktijdige server node storingen
2	Geen	Geen	Geen
2 + Getuige	Ja	Geen	Geen
3	Ja	Geen	Geen
3 + Getuige	Ja	Geen	Geen
4	Ja	Geen	Geen
4 + Getuige	Ja	Ja	Ja
5 en boven	Ja	Ja	Ja

Hoe pool quorum werkt

Wanneer drives, of wanneer een gedeelte van de schijven contact verliest met de andere subset, overleven schijven nodig om te controleren of zij de meerderheid vormen van het zwembad te blijven online. Als ze dat niet kunnen bevestigen, gaan ze offline. De pool is de entiteit die offline gaat of online blijft op basis van de vraag of er voldoende schijven zijn voor quorum (50% + 1). De eigenaar van de poolbron (actief clusterknooppunt) kan de +1 zijn.

maar pool quorum werkt anders dan cluster quorum op de volgende manieren:

• de pool gebruikt één knooppunt in het cluster als getuige als tie-breaker om de helft van de verdwenen schijven te overleven (dit knooppunt is de eigenaar van de bron van de pool)
• de pool heeft geen dynamisch quorum
• de pool implementeert zijn eigen versie van het verwijderen van een stem niet

voorbeelden

vier knooppunten met een symmetrische opmaak.

elk van de 16 schijven heeft één stem en node twee heeft ook één stem (omdat het de eigenaar is van de pool resource). De meerderheid wordt bepaald op een totaal van 16 stemmen. Als knooppunten drie en vier naar beneden gaan, heeft de overlevende subset 8 schijven en de eigenaar van de poolbron, dat is 9/16 stemmen. Dus het zwembad overleeft het.

• kan één serverfout overleven: Ja.
• kan een serverfout overleven, dan een andere: Ja.
• kan twee serverfouten tegelijk overleven: Ja.

vier knooppunten met een symmetrische lay-out en stationstoring.

elk van de 16 schijven heeft één stem en node 2 heeft ook één stem (omdat het de eigenaar is van de pool resource). De meerderheid wordt bepaald op een totaal van 16 stemmen. Eerst gaat rij 7 naar beneden. Als knooppunten drie en vier naar beneden gaan, heeft de overlevende subset 7 schijven en de eigenaar van de poolbron, dat is 8/16 stemmen. Dus, het zwembad heeft geen meerderheid en gaat naar beneden.

• kan één serverfout overleven: Ja.
• kan een serverfout overleven, daarna een andere: Nee.
• kan twee serverfouten tegelijk overleven: Nee.

vier knooppunten met een niet-symmetrische lay-out.

elk van de 24 schijven heeft een stem en node twee heeft ook een stem (omdat het de eigenaar van de pool resource is). De meerderheid wordt bepaald op een totaal van 24 stemmen. Als knooppunten drie en vier naar beneden gaan, heeft de overlevende subset 8 schijven en de eigenaar van de poolbron, wat 9/24 stemmen is. Dus, het zwembad heeft geen meerderheid en gaat naar beneden.

• kan één serverfout overleven: Ja.
• kan een serverfout overleven, daarna een andere: * * hangt af van **(kan niet overleven als beide knooppunten drie en vier naar beneden gaan, maar kan alle andere scenario ‘ s overleven.
• kan twee serverfouten tegelijk overleven: **Depends * * (kan niet overleven als beide knooppunten drie en vier naar beneden gaan, maar kan alle andere scenario ‘ s overleven.

pool quorum recommendations

• zorg ervoor dat elk knooppunt in uw cluster symmetrisch is (elk knooppunt heeft hetzelfde aantal schijven)
• schakel Drieweg-spiegel of dubbele pariteit in, zodat u fouten in een knooppunt kunt verdragen en de virtuele schijven online kunt houden. Zie onze pagina volumegeleiding voor meer informatie.
• als meer dan twee knooppunten down zijn, of twee knooppunten en een schijf op een ander knooppunt down zijn, kan het zijn dat volumes geen toegang hebben tot alle drie de kopieën van hun gegevens, en daarom offline worden genomen en niet beschikbaar zijn. Het wordt aanbevolen om de servers snel terug te brengen of de schijven te vervangen om de meest veerkracht voor alle gegevens in het volume te garanderen.