Microsofts neue Cluster-Technik
Durch Windows Cluster zu mehr Verfügbarkeit

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Zusammen mit dem Windows Server 2008 hat Microsoft auch die Clustertechnik des Systems erneuert. Damit lassen sich Hardware-Ausfälle von Server-Systemen zwar nicht vermeiden, aber für den Benutzer dennoch unsichtbar abfedern.

Hochverfügbarkeit durch Clustering

Microsofts neue Cluster-Technik

Höchste Verfügbarkeit wird oftmals von Server-Systemen gefordert. Dennoch sind Ausfälle und Auszeiten zu verzeichnen. Diese sind nicht zuletzt auf Hardware-Probleme oder Wartungstätigkeiten zurückzuführen. Um Ausfälle aus der Sicht des Benutzers trotzdem abzumildern, werden die Server- Systeme häufig in Cluster zusammengefasst.


Microsoft hilft Entwicklern, ihre Clustersysteme richtig zu planen – hier eines der vorgegebenen “Muster” dafür

Die Erwartungen an die permanente Verfügbarkeit der Server-Dienste ist umso höher, je wichtiger der angebotene Dienst ist und je mehr Benutzer durch ihn versorgt werden. Dies gilt natürlich schon für singuläre Systeme bei denen ein physischer Server ein Betriebssystem mit einem Applikationsdienst trägt. Bei virtuellen Systemen, die bekanntlich mehrere Gast-Betriebssysteme und Applikations-Dienste beheimaten, ist der Druck entsprechend größer, denn fällt hierbei der Hostrechner aus, so werden zwangsläufig alle darauf befindlichen Gäste ebenso ausfallen.

Daher ist es kaum verwunderlich, dass Microsoft zusammen mit dem Windows Server 2008 und dessen Virtualisierungstechnik Hyper-V auch die Cluster-Techniken des Servers überarbeitet hat. In seinen MSDN-Seiten hilft die Firma sogar den Administratoren, sinnvolle Cluster-Lösungen aufzubauen.


Kein Clustering ohne Aktivierung

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Zur Verwaltung des Clusters liefert Microsoft mehrere Hilfen. Das ist zum einen das graphisch orientierte MMC Snap-In für die GUI-basierte Verwaltung. Daneben steht ein Kommandozeilen-Werkzeug (Cluster.EXE), dass für den Einsatz in Verbindung mit der Server-Core-Variante des Windows Servers 2008 vorgesehen ist. Die dritte Möglichkeit schließlich ist die Konfiguration und Verwaltung durch WMI, also der Scripting-Schnittstellen des Windows Servers.

Die Funktionen zum Clustering sind im Windows Server 2008 als Feature (Funktion) implementiert und müssen daher vorher über den Server Manager aktiviert werden. Dann, und nur dann, findet sich unter den Verwaltungswerkzeugen des Windows Servers 2008 der Verweis auf das “Failover Cluster Management”, die graphische Verwaltungskonsole.

Das Clustering ist beim Windows Server 2003 als Feature (Funktion) implementiert und muss vorher aktiviert werden.

Das generelle Konzept mit der Quorum Disk als Speicherstelle für die Cluster- Informationen hat Microsoft beibehalten. Das Quorum dient als Entscheidungshilfe, welcher der beteiligten Knoten die aktive Rolle übernehmen soll. Unterstützt wird diese Entscheidung durch einen “Zeugen”, den Witness-Server. Mit dem aktuellen Windows Server wurde das Konzept allerdings um ein weiteres Quorum-Modell ergänzt. Durch die neue Architektur ist somit jegliche Komponente vor einem Ausfall abgesichert, ein “Single Point of Failure” besteht nach den Worten von Microsoft nun nicht mehr.


Ein Cluster-Manager steuert das Rechnernetz

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Als Speichersysteme für die Cluster- Inhalte kommen all jene Medien in Frage, die über iSCSI, Fibre Channel oder SAS angesprochen werden. Außerdem liefert Microsoft mit dem Windows Storage Server ein eigenes Speichersystem. Änderungen gibt es auch in Hinblick auf die Skalierbarkeit. Nunmehr lassen sich bis zu 16 Knoten in einem 64-Bit-Cluster bündeln.

Die Obergrenze für die Disk-Partitionen hat Microsoft auf 2 TByte erweitert. Neu ist ferner die Unterstützung für IPv6. Außerdem lassen sich Cluster nun auch über WAN-Strecken als “Stretched Cluster” aufbauen. Dies wird dadurch erreicht, dass die beteiligten Knoten sich erstmals auch in unterschiedlichen IP-Segmenten befinden dürfen. Der Aufbau von VLANS, wie in früheren Systemen, wird damit überflüssig.

Die Verwaltung des Clusters passiert im Cluster Manager (Klicken auf Bild zeigt Gesamtansicht).

Ein Ziel bei der Überarbeitung der Cluster-Dienste war es, die gesamte Verwaltung zu vereinfachen. Zur größten Neuerung in dieser Hinsicht zählt das “Validation Tool“. Durch dieses Werkzeug wird die Konfiguration eines Windows Clusters vereinfacht. Das Validation Tool prüft dabei alle für den Cluster-Betrieb notwendigen Konfigurations- Einstellungen der beteiligten Rechner. Fehler in den Einstellungen teilt das Prüfungswerkzeug dem Administrator zur Berichtigung mit. Durch das Tool soll kein Cluster in Betrieb genommen werden können, der nicht korrekt konfiguriert ist.

Aufgrund der Vielzahl der Konfigurations- Einstellungen haben sich in der Vergangenheit, zumindest nach den Worten von Microsoft, auch viele Fehler eingeschlichen. Diese führten nicht selten dazu, dass die gesamte Verfügbarkeit des Systems durch den Cluster eher gesenkt als erhöht wurde. Die Ursache dafür liegt darin, dass bei einem Cluster per Definition beide Systeme prinzipiell verfügbar sein müssen und sich auch gegenseitig überwachen. Wenn nun aber wegen Konfigurationsfehlern die Abstimmung zwischen den Knoten nicht korrekt ist, so ist auch der Cluster in seiner Funktion davon betroffen.


Cluster-Sicherung und Setup vereinfacht

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Neben dem neuen Validation Tool wurde auch das Setup des Clusters selbst vereinfacht. Unter Windows Server 2003 war dieser Setup- Vorgang ein mehrstufiger Prozess mit vielen Parametern, die letztendlich oft zu Fehlkonfigurationen führten. Beim Windows Server 2008 nun hat man den gesamten Setup- Vorgang auf nur drei Schritte reduziert. Der Aufbau eines Clusters wird somit bedeutend vereinfacht. Ist er erst einmal erzeugt, so werden weitere Knoten nach Bedarf dazugefügt.


Das Validation Tool prüft die Konfiguration des Clusters (Klick aufs Bild zeigt Gesamtansicht).

Das Clustern von IT-Diensten ist prinzipiell unabhängig von den abzusichernden Server- Systemen. Dennoch liefert Microsoft bereits eine Reihe von Hilfen zur Absicherung von Dateidiensten, Druckdiensten, DHCP oder WINS. Wie eingangs erwähnt, wird Clustering vor allem in Verbindung mit virtualisierten IT-Diensten zu einer zentralen Forderung. Eine enge Integration mit den Virtualisierungsfunktionen ist daher unumgänglich. Folglich lassen sich nun auch virtuelle Maschinen über die Cluster-Funktionen absichern.

Microsoft ist mit diesen gut überlegten Clusteringfunktionen endlich auf gutem Wege, PC-Servertechniken für größere Rechenzentren zu liefern und so in die Domäne des früheren Midrange- und Großrechner-Computing vorzudringen.