บทท 2 เทคน คการเพ ม. High Availability ภายใต Windows Platform เน อหาโดยส งเขป. Microsoft Cluster Service (MS CS)

Transcription

1 บทท 2 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform เน อหาโดยส งเขป Microsoft Cluster Service (MS CS) Windows Network Load Balancing Service (WNLB) Thanyapon Sananakin Microsoft Most Valuable Professional: Exchange Server Change the world by Contributions Version 1.0 : 26.April.2013 Thanyapon S [Type the company name] [Pick the date]

2 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform 12 บทท 2. เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform เม อมองเจาะล กลงไปในฝ งระบบปฏ บ ต การ Windows น นจะพบว าเทคน คต างๆ ท ทางผ พ ฒนาซอฟท แวร โดยเฉพาะอย างย ง Microsoft Windows น นจะม การออกแบบมาให ช วยเพ ม Availability ของระบบคอมพ วเตอร น นจะม อย 2 เทคน ค ด งต อไปน 2.1. Microsoft Cluster Service เป นเทคน คในการเพ ม High Availability ในร ปแบบ Active/Standby กล าวค อจะม เคร องคอมพ วเตอร สารอง จานวน 1 ช ดต ดต งซอฟท แวร เหม อนก บระบบคอมพ วเตอร หล ก เม อระบบคอมพ วเตอร หล กม ป ญหาไม สามารถ ให บร การได Microsoft Cluster Service ก จะสล บไปใช ระบบคอมพ วเตอร สารองโดยอ ตโนม ต ซ งม ส งท ควรทราบ เก ยวก บการทางานของ Microsoft Cluster Service (MS CS) ด งต อไปน หล กการทางานของ Microsoft Cluster Service (MS CS) ในการทางานของ Microsoft Cluster Service หร อ MS CS น นจะประกอบไปด วยส วนต างๆ ท สาค ญด งต อไปน Cluster หมายถ งกล มของเคร องคอมพ วเตอร ท ทาให เก ดการให บร การก บเคร องล กข ายในระบบ โดยหาก เคร องคอมพ วเตอร เคร องใดเคร องหน งหย ดทางาน ก สามารถสล บไปใช เคร องคอมพ วเตอร เคร องอ นๆ ใน Cluster ได Node หมายถ งเคร อง Server ท ทาหน าท ให บร การ Microsoft Cluster Service โดยท วไปในแต ละ Cluster ม กม Node มากกว า 1 Node (เร ยก Node ท กาล งงานอย ว า Active Node ส วน Node อ นซ งย งไม ทางานจะ เร ยกว า Standby Node) Resource หมายถ งทร พยากรต างๆ ท ม ใช งานร วมก นภายในกล มของ Cluster เช น Disk, IP Address, Computer Name เป นต น โดยปกต แล ว Resource ต างๆ เหล าน จะถ กผ ครอบครองโดย Active Node เม อ

3 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform 13 Active Node ไม สามารถทางานได Standby Node จะทาการย ดครอง Resource ต างๆ ไปใช ในการทางาน แทน Quorum หมายถ งส งท ใช ในการต ดส นใจให ทราบได ว าขณะน Active Node สามารถให บร การอย ได ตามปกต หร อไม หาก Active Node ไม สามารถทางานได ก จะส งผลให เก ดการย ดครอง Resource โดย Standby Node Heart Beat Network เป น Network ท ใช ในการส อสารระหว าง Node ภายใน Cluster เพ อใช ในการ ตรวจสอบสถานะในการทางานของ Node อ นๆ และการแลกเปล ยนสถานะในการทางานระหว างก นอ กด วย Public Network เป น Network ท ใช ในการส อสารระหว าง Node ก บเคร องคอมพ วเตอร ล กข ายน นเอง สาหร บการทางานของ Microsoft Cluster Service น นม หล กการทางานง ายๆ ด งน จากร ปท 2-1 จะเห นได ว า ในขณะท Node01 เป น Active Node น น Resource ต างๆ จะถ กครอบครองโดย Node01 โดยเฉพาะอย างย ง Cluster Name และ Cluster IP Address ซ งเป นส งสาค ญท เคร องล กข ายจะต ดต อเข ามา ซ ง Cluster Name และ Cluster IP Address ของ Cluster น นจะเป น Name และ IP Address ท แยกเป นอ สระจาก Node แต ละ Node (ในท น Cluster Name ช อ Cluster01 และ Cluster IP เป น ) ด วยเหต น เม อ Node01 ทาการย ดครอง Resource ต างๆ ไว ด งน นเคร องล กข ายจ งต ดต อไปใช บร การท Node01 ท งหมด

4 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform 14 ร ปท 2-1 การทางานของ Microsoft Cluster Service เม อ Node01 เป น Active Node และเม อ Node01 ม ป ญหาไม สามารถให บร การได Node02 ซ งเป น Standby Node จะท าการย ดครอง Resource ต างๆ มาไว ท ต วของ Node02 เอง ด งน นคราวน เคร องล กข ายท งหมดก จะต ดต อมาใช บร การท Node02 ด งร ปท 2-2 ซ งหากมองในม มมองของเคร องล กข ายจะมองไม เห นความแตกต างเน องจากย งคงต ดต ออย ก บเคร อง Cluster01 ซ งม หมายเลข IP Address เหม อนเด ม ด วยเหต น จ งม ความจาเป นท จะต องทาให Node01 และ Node02 ม ข อม ลเหม อนก นมากท ส ดด งน นจ งน ยมใช หน วยเก บข อม ลภายนอกมาใช เก บข อม ลในการทางานแทนการใช Hard Disk ต ดต งในแต ละ Node ซ งในร ป 2-1 Disk จาก External Disk จะเสม อนต อย ก บ Node01 และในร ป 2-2 Disk จาก External Disk จะเสม อนต ออย ก บ Node02 หมายเหต ร ปท 2-2 การทางานของ Microsoft Cluster Service เม อ Node02 เป น Active Node ส าหร บ Microsoft Cluster Service น นเป นช อท ใช เร ยกในระบบปฏ บ ต การ Windows Server 2000 และ Windows Server 2003 คร บ และเม อ Microsoft เป ดต ว Windows Server 2008 ก ได เปล ยนไปเร ยกเป น Failover Cluster Feature ตลอดจน Windows Server 2008 R2 ด วย และเพ อความรวบร ดผ เข ยนขอเร ยก Microsoft Cluster Service ให หมายความรวมถ ง Failover Cluster Feature ด วย ยกเว นเม อต องการกล าวถ ง Failover Cluster Feature เฉพาะใน Windows Server 2008 จ งจะเร ยกว า Failover Cluster Feature นะคร บ นอกจากน Microsoft Cluster Service ย งจะม ให ใช ในระบบปฏ บ ต การ Window Server 2003/2008/2008 R2 เฉพาะท เป น Enterprise Edition หร อ Data Center Edition เท าน น

5 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform 15 ความต องการพ นฐานของ Microsoft Cluster Service (MSCS) หล งจากท ได ทราบถ งว ธ การทางานพ นฐานของ Microsoft Cluster Service ไปแล ว ต อไปจะได กล าวถ งความ ต องการพ นฐานของระบบท จะสามารถใช งาน MSCS ได ม ด งต อไปน ต องม Active Directory ซ งอาจเป น Windows 2003 หร อ 2008 ก ได ท งน เพ อใช ในการพ ส จน ต วตน (Authentication) และการพ ส จน ส ทธ ในการเข าถ งข อม ลต างๆ (Authorization) เคร อง Server ท จะทางานโดยใช MSCS (แต ละ Node) น นจะต องใช ระบบปฏ บ ต การ Windows Server ท เป น Enterprise Edition หร อ Data Center Edition เท าน น และต องเป นสามาช กของ Active Directory Domain เด ยวก น เคร อง Server ท จะทางานโดยใช MSCS น นจะต องม NIC Card อย างน อย 2 ใบ (สาหร บ Heart Beat Network 1 ใบ และ Public Network 1 ใบ) จร งๆ แล วสามารถใช NIC Card เพ ยงใบเด ยวก ได (ใช เป นท ง Heart Beat Network และ Public Network) แต ไม แนะนาให ใช ต องม Quorum อย างน อยว ธ ใดว ธ หน ง ซ งจะได กล าวถ งในห วข อต อไป ซอฟท แวร ท จะใช งานได ต องสน บสน น Microsoft Cluster Service ร จ กก บ Quorum Quorum น บว าเป นส งส าค ญส งหน งในการทางานของ Microsoft Cluster Service (MSCS) ท งน เน องจาก Quorum เป นส งเด ยวท ใช ในการพ จารณาของ MSCS ว าจานวน Node ท ม อย ในป จจ บ นเพ ยงพอส าหร บการทางานของ Cluster หร อไม

6 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform 16 ร ปท 2-3 ความคล มเคร อในการพ จารณาหา Node ท ไม ทางานใน Cluster หากไม ม Quorum ลองพ จารณาร ปท 2-3 สมม ต ว าเก ดป ญหาท Network Switch ทาให Node01 ซ งเป น Active Node ไม สามารถ ส อสารก บ Node02 ซ งเป น Standby Node ได (ในร ปเข ยนเหม อนม ฉากมาก นระหว าง 2 Node) จะเก ดอะไรข น?? ทางาน กรณ ท 1 Node01 เข าใจว า Node01 ม ป ญหา เส ยเอง จ งปล อย Resource ต างๆ ไปให Node02 ทางาน กรณ ท 2 Node01 เข าใจว า Node02 ม ป ญหา กรณ ท 3 Node02 เข าใจว า Node01 ม ป ญหาไม สามารถทางานได จ งย ดครอง Resource ต างๆ มาทางาน กรณ ท 4 Node02 เข าใจว า Node02 ม ป ญหาเส ยเอง ไม สามารถทางานได จ งไม ย ดครอง Resource ต างๆ มา จากกรณ ด งกล าว จะเห นว า Node01 และ Node02 ไม สามารถต ดส นใจได ว า Node ใดจะสามารถย ดครอง Resource เพ อทางานได ด งน น MSCS จ งม ความจาเป นท จะต องใช Quorum ในการทางานในท กๆ Cluster เพ อใช ในการต ดส นใจว า Node ใดสามารถทางานได หร อไม โดยว ธ การทางานของ Cluster ใน MSCS จะใช ว ธ การ Vote ระหว าง Node ต างๆ ท อย ใน Cluster (รวมถ งต ว Quorum เองด วย) โดยท ก Node (และ Quorum) จะม Vote อย างละ 1 Vote เท าก น และการ ทางานของ Cluster จะทางานได ก ต อเม อม จานวน Vote มากกว าหร อเท าก บคร งหน งของจานวน Vote ท งหมด (หากน อย กว าคร งหน ง ถ อว า Cluster ท งหมดไม ทางาน หร อระบบล มท งหมดน นเอง)

7 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform 17 ร ปท 2-4 การใช Quorum ช วยในการพ จารณาหา Node ท ไม ทางานใน Cluster เม อลองเพ ม Quorum เข าไปใน Cluster ด งร ปท 2-4 (ก) จะทาให ม จานวน Vote ท งหมดเป น 3 Vote ค อ Node01, Node02 และ Quorum และคร งหน งของจานวน Vote ค อ 3/2 = 1.5 จ งป ดเศษทศน ยมเป น 2 Vote ด งน นจะเห นได ว าถ า Node01 ย งไม สามารถต ดต อก บ Node02 ได แต ย งสามารถต ดต อก บ Quorum ได (ทา ให ขณะน Node01 ม 2 Vote ค อ Node01 และ Quorum มากกว าคร งหน งของจานวน Vote) จ งสร ปได ว าตอนน Node01 น นทางานปกต ในขณะท Node02 (ซ งม เพ ยง 1 Vote ค อ ต ว Node02 เอง ซ งน อยกว าคร งหน งของจานวน Vote ท งหมด) ด งน น Node02 จ งถ อว าไม ทางาน ในทางกล บก น ด งร ปท 2-4 (ข) ถ า Node02 ไม สามารถต ดต อก บ Node01 ได แต ย งสามารถต ดต อก บ Quorum ได ก จะสามารถสร ปได ว า Node01 ม ป ญหาไม สามารถทางานได (เพราะ Node01 ม เพ ยง 1 Vote ค อต ว Node01 เอง) ในขณะท Node02 ม 2 Vote ค อ Node02 และ Quorum ด งน น Node02 ก จะทาการย ดครอง Resource ต างๆ มาใช ในการ ปฏ บ ต งานเป น Active Node แทน

8 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform 18 คาถามถ ดไปท ต องค ดก ค อว าแล วจะใช ใครเป น Quorum ด ด งน นจ งม ว ธ การในการกาหนดร ปแบบต างๆของ Quorum ด งน 1 Node And Disk Majority เป นว ธ การเล อก Quorum ท เป นท น ยมใช ก นมากท ส ด เน องจากในการต ดต งระบบ Cluster น น โดยมากม กม การใช External Disk หร อแหล งเก บข อม ลภายนอกอย แล ว ด งน นจ งน ยมนา External Disk มาใช งานเป น Quorum ด วย เร ยกว า Quorum Disk และม กน ยมกาหนดเป น Drive Q: ให ก บระบบปฏ บ ต การ Windows ว ธ การน Node จะบ นท กข อม ลลงใน Drive Q ของตนเพ อใช ในการแสดงว า Node น นๆ สามารถต ดต อก บ Quorum Disk ได ด งร ปท 2-5 ร ปท 2-5 การทางานของ Cluster โดยใช Quorum แบบ Node-and-Disk-Majority Node And File Share Majority เป นว ธ การต ดต ง Quorum ท ใช เป นกรณ พ เศษ เช น DAG (Database Availability Group) ของ Exchange Server 2010 โดยม การใช เคร องคอมพ วเตอร เคร องใดเคร องหน งในระบบเคร อข าย ซ งสามารถให บร การ File and Printer Sharing ได มาใช เป น Quorum และเร ยกเคร องท ให บร การ File Sharing ว า File Share Witness หร อ FSW ว ธ การน Node แต ละ Node จะ Map Drive ไปย งเคร อง FSW เพ อทาการบ นท กข อม ลลงใน Shared Folder ท FSW ในการแสดงว า Node น นๆ สามารถต ดต อก บ FSW ได ด งร ปท ข อม ลจาก และ

9 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform 19 ร ปท 2-6 การทางานของ Cluster โดยใช Quorum แบบ Node-and-File Share-Majority Node Majority เป นว ธ การต ดต ง Quorum ท ใช เม อม จานวน Node ใน Cluster เป นเลขค (เช น 3,5,7 Node) เป นต น เน องจากม จานวน Node เป นเลขค ด งน นจ งสามารถใช ต ดส นใจในการทางานได อย แล ว จ งไม ต องอาศ ย Quorum จากภายนอกเข าใน ช วยในการต ดส นใจ ร ปท 2-7 การทางานของ Cluster โดยใช Quorum แบบ Node Majority

10 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform Windows Network Load Balancing Service Windows Network Load Balancing Service หร อ WNLB เป นเทคน คในการเพ ม High Availability อ ก ร ปแบบหน งท ทางานในร ปแบบ Active/Active ซ งนอกจากจะช วยเพ ม High Availability แล วย งช วยเพ มประส ทธ ภาพ การประมวลให ก บระบบคอมพ วเตอร อ กด วย โดยจะช วยให เก ดการกระจายงานไปย ง Node ต างๆ ให ช วยประมวลผล ด วย ด งร ปท 2-8 ร ปท 2-8 การทางานของ Windows Network Load Balancing Service (WNLB) จากร ปท 2-8 จะเห นได ว าเคร องคอมพ วเตอร ล กข าย (Client) จะทาการต ดต อเข าส กล มของ Cluster โดยใช Virtual IP Address ซ งเป น IP Address เสม อนของ Cluster ซ งใช ในการรองร บการต ดต อจากเคร องล กข าย จากน น Node แต ละ Node จะทาการให บร การก บเคร องล กข าย ในล กษณะคล ายๆ ก บการแจกไพ เช น client1 ไปย ง Node1, Client2 ไป ย ง Node2 และ Client3 ไปย ง Node3 เป นต น เม อ Node ใด Node หน งม ป ญหาไม สามารถให บร การได Node อ นๆ ในระบบก จะให บร การแทน Node ท เส ยหายไปได ด งร ปท 2-9 แสดงให เห นว าในขณะท Node1 กาล งให บร การก บ client1 อย น นหาก Node1 เก ดม ป ญหา ข นมา ก สามารถโอนงานท กาล งให บร การก บ Client1 ให ก บ Node อ นๆ ใน Cluster ได (ในท น สมม ต ว า Node2 ร บ หน าท ในการให บร การต อไป) ด งน นเคร อง Client ก จะย งคงสามารถร บบร การได ตามปกต

11 เทคน คการเพ ม High Availability ภายใต Windows Platform 21 ร ปท 2-9 การทางานของ Windows Network Load Balancing Service (WNLB) เม อม Node เส ยหาย ส าหร บ Windows Network Load Balancing Service น น โดยมากแล วม กน ยมใช ก บ Application Server ต างๆ เช น Web Server ซ งไม ต องม การเก บข อม ลส วนกลาง (เน องจาก WNLB ไม ม ท เก บข อม ลส วนกลางเหม อนก บ MSCS) ซ งการต ดต ง WNLB น นม ความต องการท ง ายกว า MSCS มาก ด งน ความต องการพ นฐานของ Windows Network Load Balancing Service หล งจากท ได ทราบถ งว ธ การทางานพ นฐานของ Windows Network Load Balancing Service (WNLB) ไป แล ว ต อไปจะได กล าวถ งความต องการพ นฐานของระบบท จะสามารถใช งาน WNLB ได ม ด งต อไปน เคร อง Server ท จะทางานโดยใช WNLB น นสามาถใช งานได ในท กๆ Edition ของ Microsoft Windows เคร อง Server ท จะทางานโดยใช WNLB น นจะต องม NIC Card อย างน อย 2 ใบ (ไม แนะนาให ใช เทคน คการ ทา NIC Teaming ร วมก บ WNLB) ซอฟท แวร ท จะใช งานได ต องสน บสน น Microsoft Cluster Service ห ล งจากท ได กล าวถ ง Microsoft Cluster Service แล ะ Windows Network Load Balancing Service ไป พอสมควรแล ว ในบทต อไปจะได กล าวถ งว ธ การต ดต ง และใช งานท ง MSCS และ WLNB อย างละเอ ยดตามลาด บในบท ต อๆไป