微軟雙機雙櫃方案討論

   前陣子有位網友在老王的博客下面詢問微軟雙機雙櫃方案，那種性價比最高，須要最少的硬件投入，老王以爲這個話題挺有意思，今天特意與你們分享討論

   按照老王的理解所謂雙機雙櫃是指兩臺服務器，每臺服務器接本身的存儲機櫃，而後兩臺服務器實現複製，以確保應用故障轉移時的存儲支援

   若是按照這個概念來說，微軟雙機雙櫃方案有兩個，一個是Hyper-V複製，另一個是存儲副本，下面咱們來逐個進行分析

   

   Hyper-V複製是微軟在2012 hyper-v3.0時引入的虛擬機複製技術，支持將虛擬機複製到其它主機或羣集或Azure，支持在沒有羣集的狀況下災難恢復虛擬機

   Hyper-V複製技術優缺點

1. 存儲無關性，參與複製的hyper-v宿主機能夠連不一樣的存儲，可以使用現有盤櫃或本地磁盤

2. 支持標準版與數據中心版

3. 支持工做組部署

4. 複製過程使用80或443端口，支持證書加密

5. 支持單機對單機複製，羣集對羣集複製，單機對羣集複製，羣集對單機複製

6. 支持擴展複製，A-B B-C （2012R2引入）

7. 支持計劃內故障轉移

8. 支持災難恢復，可是需在備份節點手動故障轉移

9. 支持多子網架構TCP/IP預設，例如能夠設定虛擬機轉移到備站點開機後自動設置爲備站點IP
   

10. 支持反向複製

11. 支持LAN環境或WAN環境

12. 複製過程區分主備架構，對於一臺參與複製的虛擬機來講，僅在主節點開機，備節點關機，主節點按照時間間隔複製虛擬機增量數據至備節點

13. 支持測試故障轉移，開一臺測試虛擬機出來，監視資料是否正常複製

14. 支持經過ASR將虛擬機複製到Azure

15. Hyper-V虛擬機級別複製，支持複製虛擬機全部虛擬磁盤(除直通)

16. 支持多個恢復點
    

17. 支持應用程序一致性，若是虛擬機裏面承擔SQL等數據庫服務，使用應用程序一致性複製虛擬機，能夠支持複製時內存數據Flush到磁盤上後再建立恢復點

18. 具有官方複製規劃軟件，微軟SCOM平臺能夠對其監控，SCVMM不能操做hyper-v複製

總結，hyper-v複製能夠說以一款虛擬機複製的災難恢復解決方案，對於硬件的改變老王認爲是幾種方案裏面最小的，直接使用現有雙機雙櫃架構便可，對於存儲沒有要求，複製功能自己並不過多佔用系統資源，各項複製功能，如擴展複製，測試故障轉移，恢復控制，架構支持，應用感知，數據安全等都相對完善，缺點主要仍是計劃外故障必須手動故障轉移，原生不能自動故障轉移，若是須要自動故障轉移還須要再學習SCO或使用ASR，僅適用於Hyper-V虛擬機負載，若是沒有使用虛擬化則不適用

存儲副本技術是微軟Windows Server 2016上面推出的基於塊級別複製技術，在系統級別對分區進行復制，支持分區對分區，單機對單機，延伸羣集，跨羣集複製等災備場景的複製，幫助組織更好的提升業務連續性

優缺點總結

1. 僅支持2016數據中心版

2. 參與存儲複製的節點必須加入域

3. 系統級別分區複製，應用並不知道底層發生複製

4. 複製使用SMB 3.1.1通信協議，445端口

5. 支持同步複製與非同步複製

6. 存儲無相關性，節點底層能夠是任何存儲結構

7. 支持固定式磁盤和精簡置備磁盤

8. 複製過程存在主備關係，主複製分區可讀寫，備複製分區不可讀寫，暫未支持備只讀模式

9. 單機對單機和跨羣集複製時只能使用Powershell命令管理複製，延伸羣集支持GUI管理

10. 單機對單機和跨羣集複製需手動故障轉移，延伸羣集實現全自動故障轉移

11. 延伸羣集仍需每一個站點接入各自站點存儲，不支持直接使用各節點本地磁盤

12. 跨羣集複製支持兩個羣集使用不一樣架構存儲
    

13. 複製時會須要日誌磁盤與數據磁盤，數據先寫入日誌磁盤，再Commit數據磁盤
    

14. 複製節點至少須要兩個磁盤，一個數據磁盤，一個日誌磁盤

15. 數據磁盤和日誌磁盤的格式必須爲GPT，不支持MBR格式磁盤

16. 兩個數據磁盤大小與分區大小必須相同，最大 10TB

17. 兩個日誌磁盤大小與分區大小必須相同，最少 8GB

18. 不支持擴展複製，不支持多個恢復點，不支持應用一致性感知，不支持工做組，不支持羣集對單機

19. 支持經過SCOM監控，SCVMM管理，OMS監控，Honolulu管理

總結，存儲複製是server 2016上面系統級別的塊存儲複製，工做在分區之上卷之下的區域，對於單機對單機，存儲底層沒有太多限制，可是對於延伸羣集仍然要求各自節點鏈接自身存儲機櫃，存儲複製和Hyper-V複製的不一樣在於存儲複製只是系統級別的實現，並不綁定在虛擬化，所以大多數應用均可以利用此功能，缺點在於，雖說存儲複製也算是一種災難恢復技術，單機對單機能夠實現存儲的複製，手動切換，延伸羣集能夠實現存儲加計算的全自動故障轉移，可是在災難恢復軟件的層面看，存儲複製仍是缺乏一部分功能，例如擴展複製功能不支持，羣集對單機功能不支持，致使存儲複製在架構上很是不靈活，這也是將來須要改進的地方，區別於微軟的DFS，存儲複製不像DFS原理那麼複雜，檢測NTFS USN，更新DFSR DBID ，更新GVSN，RDC同步數據，存儲複製使用日誌+存儲機制，主要檢測磁盤的寫入IO，檢測到有寫入IO，按照同步複製機制或異步複製機制執行日誌和存儲的寫入，所以存儲複製能夠複製正在打開的文件，討論使用場景的話，老王認爲單機對單機的複製適用於如下場景

1.文件常常被打開，使用DFS有時候不會複製，這時候可使用存儲複製總體複製分區

2.針對於VHDX文件，VMM庫共享，數據庫MDF結果集文件，這類常常被打開的大文件，能夠在兩個節點直接進行復制

3.適用於歸檔場景，例若有些虛擬機常年處於關機狀態，可是裏面又有一些關鍵數據，這時候可使用存儲複製，簡單複製歸檔虛擬機的虛擬磁盤

以上爲老王設想到的存儲複製單機對單機場景，另一點要說的是延伸羣集，延伸羣集能夠說是存儲複製的最大亮點，即便用非對稱存儲架構，各自節點掛載存儲，經過存儲副本+羣集配合能夠作到發生故障時先故障轉移存儲，再故障轉移上層虛擬機

你們看到不少文檔，可能都會說延伸羣集適用於多站點架構，例如北京站點和上海站點各自站點只是接入簡單存儲機櫃，並未配置硬件級別的存儲複製，而經過微軟2016延伸羣集實現，當北京站點宕機時，能夠在上海站點連同存儲和計算資源一塊兒啓動，這確實是延伸羣集的最主要意義，幫助公司省一大筆硬件費用，兩點，一點是實現了原生自帶的存儲複製，一點是實現了存儲複製和羣集融合，羣集檢測節點宕機，自動故障轉移存儲和應用。

可是，這種自動故障轉移存儲和應用的實現，若是沒有多站點是否是就不能實現了，答案是否是的，即便你就一個數據中心，一個機房，兩個節點，兩個存儲機櫃，各自節點接入機櫃，就能夠作到延伸羣集的架構，只要符合延伸羣集的配置要求，延伸羣集並不關心你是不是本地數據中心仍是異地數據中心，這取決於您的技術選型

延伸羣集架構帶來的好處是存儲複製和羣集的融合，完美處理存儲的單點故障和應用的單點故障，而且作到存儲和羣集節點故障轉移聯動，所以若是本地數據中心，您想要這個功能，也是OK的。

存儲複製對比Hyper-V複製

1. 存儲複製是系統系別，不支持複製系統磁盤，Hyper-V複製是虛擬機級別，不支持複製直通類型磁盤

2. 存儲複製能夠用於物理機，虛擬機，私有云，公有云，只要有OS就能夠實現，hyper-v複製需在物理機上面配置實現
   

3. 二者都不須要額外更換存儲，均可以使用現有存儲機櫃來完成利舊

4. 存儲複製就是複製存儲，作好存儲的切換，別的無論，hyper-v複製會包含內存狀態，也會把主節點內存狀態進行復制。
   

5. 存儲複製功能只有2016數據中心版纔有，若是企業沒有須要額外構建，且2016對於系統要求比2012要大，若是配置存儲複製功能，建議爲系統至少預留2-4GB內存

6. 存儲複製實現爲日誌磁盤加數據磁盤架構，管理員需額外管理日誌磁盤和數據磁盤，hyper-v複製則無此架構

7. 存儲複製不是基於檢查點，而是連續複製，因此變化的增量每每遠低於基於快照的產品
   

8. 若是但願在虛擬機級別複製一個應用，而且但願實現虛擬機直接開機就用，應用事務並不丟失，建議使用Hyper-v複製配應用一致性

9. 若是是但願複製VHDX庫，數據庫MDF結果集文件，歸檔虛擬機，或一些會被打開的平常文件，可使用存儲複製

10. 若是但願實現雙機雙櫃存儲複製+自動化故障轉移，建議使用延伸羣集

11. 若是但願得到虛擬機級別的擴展複製 等更靈活的複製架構，建議使用Hyper-V複製
    

以上爲老王關於微軟正兒八經雙機雙櫃方案，hyper-v複製與存儲複製的淺談，二者的主要優點都是能夠直接利舊，使用現有存儲機櫃，不須要改變基礎架構就能夠實現災難恢復，hyper-v複製不能作到自動故障轉移，存儲複製能夠配置延伸羣集實現自動故障轉移，這個多是一個主要的思考點，另外存儲複製比hyper-v複製更佔用系統CPU和內存資源，hyper-v複製比存儲複製在災難恢復上面更加專業，更適用於重要的虛擬機總體複製，具體你們實際使用時，能夠結合老王提到的這些功能點選擇適用的場景。

除了這兩種能夠直接利舊的方案外，針對於此類沒有共享存儲的場景，微軟2016還推出了S2D的功能，它將2012R2的存儲池和存儲空間功能，擴展到了多個節點上，具體實現爲如下兩點

1. 能夠把各羣集節點上面本地磁盤聚集到一塊兒，每一個節點會有一個clusport組件充當適配卡角色，羣集中會有一個clusblft角色，負責鏈接各個節點的clusport，經過這兩個組件，能夠把各個羣集節點上面符合要求的本地磁盤聚集到一塊兒，造成羣集的邏輯存儲池，這個邏輯存儲池能夠被進一步配置存儲空間，但其實這個邏輯存儲池裏面是各個羣集節點的本地磁盤，通過構建完成存儲空間後，生成的虛擬磁盤就能夠被用於羣集磁盤

2. 另一點是存儲空間延伸至羣集後實現的全新容錯機制，2016 S2D，能夠根據存儲空間的不一樣容錯配置，把數據寫入分紅多個extent，一個extent 1GB，若是配置爲雙重鏡像，那就是數據後臺會生成兩個extent，兩個extent能夠被灑在不一樣節點，不一樣機櫃，不一樣機架，經過這個功能就把存儲空間延伸至了羣集，一個節點或磁盤的故障，並不會影響上層應用的讀取，由於全部的磁盤會被在另外節點上面讀取，數據也會在另外節點上面重建，S2D會遵循extent容錯反相關性原則，始終把同一份數據的多個extent撒在不一樣節點，當一個IO進來，只有當數據全部extent都完成寫入後，這個IO纔會回傳結束

所以，若是全新部署的一個環境，利不利舊也無所謂，那麼您能夠嘗試這種全新的超融合架構，非對稱存儲架構不用，直接超融合使用各節點本地存儲，透過數據始終容錯寫入不一樣節點，以確保數據的高度可用，而且支持SSD,NVME,NVDIMM-N緩存設定，可以得到更高的性能，缺點在於，S2D比存儲複製更消耗資源，尤爲是網絡和內存，並且S2D並非備份方案或災難恢復方案，一旦S2D這個功能不work了，數據讀取將很是麻煩，因此若是採用S2D，您須要額外考慮單獨的備份機制

除了微軟自身的三種方案外，DataKeeperSIOS，Starwind，Symantec SFW也是不錯的解決方案，SIOS支持各節點本地存儲或非對稱機櫃的複製，能夠在SIOS上面完成存儲的複製配置，通過SIOS複製後的磁盤能夠直接顯示在WSFC羣集磁盤，若是沒有server2016使用這個工具也不錯，它和羣集完美集成，也能夠作到自動故障轉移，SFW與它相似，自身管理不一樣節點存儲，構建出磁盤組，而後交付給羣集，Starwind是鏈接各節點存儲，進行復制，複製好了後虛擬出磁盤，再以ISCSI的方式提供給各個羣集節點使用。