ClusteringOverviewcht.docx
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ClusteringOverviewcht
WindowsServer2003新叢集技術概觀
伺服器叢集和網路負載平衡
Microsoft公司
發行日期：
2003年1月
摘要
本白皮書針對Microsoft®Windows®Server2003的新叢集功能作一摘要敘述。
本文件是最終文件的初期版本，在最終的商業版本發行之前可能會有許多變更。
本文件中所包含的資訊內容，僅係Microsoft公司對各項討論議題於發行當日所持的看法。
由於Microsoft公司必須隨著市場的變更而改變，所以上述資訊不應被視為是Microsoft公司的某種承諾，而Microsoft公司也無法保證在產品發行之後，相關資訊的正確性和精確度。
本文件僅適用於資訊用途，Microsoft公司對此文件不做任何擔保，不論其為明示或默示者。
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本文件中所描述的公司、組織、產品、人名和事件等範例皆屬虛構。
皆無意暗示或不該揣測任何實際的公司、組織、產品、人名或事件。
©2003.Microsoft公司，版權所有，並保留一切權利。
Microsoft、ActiveDirectory、Windows、與WindowsNT均為MicrosoftCorporation在美國及（或）其他國家的註冊商標或商標。
本文中所提到的真實公司和產品名稱，可能係其專屬公司的商標。
目錄
伺服器叢集6
概觀6
更大規模的叢集6
支援64位元6
終端伺服器應用程式模式6
MajorityNodeSet（MNS）叢集7
安裝7
安裝預設值7
設定前的分析8
預設值8
增加多重節點8
可延展的架構8
遠端管理8
命令列工具9
更簡單的移除安裝9
仲裁記錄檔大小9
本機仲裁9
選擇仲裁10
整合10
ActiveDirectory10
擴充叢集共用磁碟分割區11
資源11
印表機設定11
MSDTC組態11
指令碼11
MSMQ觸發程序12
加強網路效能12
增強的網路容錯移轉12
MediaSense偵測12
多點傳播訊號12
儲存13
磁碟區掛接點13
用戶端快取13
分散式檔案系統13
加密檔案系統14
儲存區域網路（SAN）14
操作14
備份和復原14
增強的節點容錯移轉14
群組關連性支援15
節點移除15
線上升級15
佇列變更15
磁碟變更16
密碼變更16
資源刪除16
WMI支援16
支援和移難排解17
離線和錯誤原因代碼17
軟體追蹤17
叢集記錄17
事件記錄17
Clusdiag18
Chkdsk記錄18
磁碟損毀18
網路負載平衡功能19
網路負載平衡管理員（NLBManager）19
虛擬叢集19
支援多個網路卡20
雙向關聯性20
使用IGMP限制訊息交換氾濫21
伺服器叢集
注意：
伺服器叢集（ServerCluster）是個一般名詞，用來描述以Microsoft®叢集服務（MicrosoftClusterService，MSCS）為基礎的叢集，以對照使用網路負載平衡（NetworkLoadBalancing，NLB）為基礎的叢集。
概觀
更大規模的叢集
MicrosoftWindows®Server2003企業版目前可支援八個節點叢集（之前是二個節點），WindowsServer2003Datacenter版目前也可支援八個節點叢集（之前是四個節點）。
效益
∙更優異的彈性–為在伺服器叢集上部署應用程式，提供了更大彈性。
支援多重執行個體（multipleinstances）的應用程式，能透過更多節點，執行更多的執行個體。
部署多個應用程式在單一伺服器叢集上，當一個節點失敗，或是發生問題需要維護時，可以擁有更多彈性和控制能力。
支援64位元
64位元版本的WindowsServer2003企業版和Datacenter版可以完整支援叢集服務（ClusterService）。
效益
∙滿足較大的記憶體需求–MicrosoftSQLServer™2000企業版（64位元版本）就是一個應用程式的範例，它可以利用64位元版本的WindowsServer2003增加的記憶體空間（最多可到4TB–Windows2000Datacenter最多只能支援到64GB），同時又可使用叢集。
這對大多數電腦資源需求度高的應用程式而言，是個令人驚訝功能強大平台，同時又可確保應用程式的高可用性。
注意：
GUID磁碟分割表（GUIDPartitionTable，GPT），是WindowsServer2003新的磁碟架構，最多可支援18exabyte磁碟，但伺服器叢集並不支援它。
終端伺服器應用程式模式
終端伺服器可以在伺服器叢集的節點上，以應用程式模式執行。
注意：
終端伺服器的工作階段，並不提供容錯移轉（Failover）的功能。
效益
∙高可用性-終端伺服器目錄服務，透過容錯移轉可具有高度可用性。
MajorityNodeSet（MNS）叢集
WindowsServer2003有一個全新的選擇仲裁資源，這個仲裁資源允許伺服叢集在不需要共用磁碟做為仲裁裝置的情況下建立。
專門設計用來提供OEM、IHV及其他軟體廠商將該功能內建到較大規模的端對端解決方案中，並非讓一般使用者部署所用（雖然有經驗的使用者還是有能力這樣做）。
本新功能可應用的案例情況包括：
∙地理位置分散的叢集。
本機制提供了Microsoft所有的單一仲裁資源，相較於其他應用於地理環境分散或多重站點叢集，本機制具備相當獨立性。
注意：
地理性叢集使用獨立的叢集硬體相容性列表（HardwareCompatibilityList，HCL）。
∙低成本或高應用性的可用解決方案。
雖然沒有使用共用磁碟，但卻利用其他技術，例如，記錄傳送、軟體磁碟、或是檔案系統複寫和鏡像，讓資料可以在叢集上的多個節點使用。
注意：
WindowsServer2003並沒有提供機制，可以跨MNS叢集的所有節點，進行鏡像或複寫使用者資料。
因此，雖然有可能建置一個完全不需共用磁碟的叢集，但是，如何讓應用程式資料擁有跨機器的高可用性和備援能力，依舊是應用程式的特定議題。
效益
∙儲存抽象化–釋放儲存子系統，使其能在多重站點間以最合適方式管理資料複寫工作，無須擔心共用仲裁磁碟，並同時仍可支援單一虛擬叢集概念。
∙無共用磁碟–有些案例需要緊密一致性的叢集功能，卻不需要共用磁碟。
舉例來說，a）應用程式會在節點間保持資料一致性的叢集（例如，靜態資料使用的資料庫記錄傳送及檔案複寫），b）可以裝載沒有持續性資料的應用程式，但需以高度合作連結方式提供一致性動態狀態的叢集。
∙強化的備援能力–如果共用仲裁磁碟有任何損壞，整個叢集都必須離線。
但使用MajorityNodeSets，當仲裁磁碟中的某個節點損壞時，就不會導致整個叢集都必需離線。
安裝
安裝預設值
在預設上，將會安裝叢集。
只需要執行「叢集系統管理員」設定叢集，或是使用「Cluster.exe」指令，以程式方式設定叢集組態。
此外，協力廠商的仲裁資源可以預先安裝，然後在設定伺服器叢集組態時再作選擇，不必為額外的資源指定安裝步驟。
所有伺服器叢集組態都可以使用相同方式部署。
效益
∙管理更容易–不再需要使用安裝光碟來安裝伺服器叢集。
∙不需重開機–當安裝或移除安裝叢集服務後，不需要重新開機。
設定前的分析
本功能可以分析及確認硬體和軟體組態並且發現潛在問題。
在建立伺服器叢集前，對任何潛在組態問題，提供一個易讀易懂的報告分析。
效益
∙相容性–確保任何已知不相容問題可以在設定組態前就偵測出。
例如，Macintosh服務（ServiceforMacintosh，SFM）、網路負載平衡（NetworkLoadBalancing，NLB）、動態磁碟以及DHCP定址問題，這些都不被叢集服務支援。
預設值
經由使用預設值及Heuristics，建置符合最佳案例的伺服器叢集。
通常對於新建置的伺服器叢集，預設值就是最合適組態設定。
效益
∙管理更容易–建置伺服器叢集時，使用者只會被詢問幾個安裝問題，接著收集資料並讓程式決定組態設定。
其目的在於，先建置預設伺服器叢集並啟動，日後若有需求，可以再利用伺服器叢集管理工具變更設定。
增加多重節點
可以使用單一操作增加多個節點至伺服器叢集中。
效益
∙管理更容易–可以更快更容易建置多重節點伺服器叢集。
可延展的架構
可延展的架構使得應用程式和系統元件成為伺服器叢集組態的一份子。
例如，應用程式可以在伺服器成為伺服器叢集前先行安裝完成，接著，應用程式可以在該節點連結伺服器叢集時，成為一份子（或者甚至中斷該連結）。
效益
∙協力廠商的支援–允許應用程式安裝伺服器叢集資源和（或）改變其組態，並成為伺服器叢集安裝時的一部份，而不是在伺服器叢集安裝完成後，才進行的獨立工作。
遠端管理
完整支援遠端建置和設定伺服器叢集的組態。
最新的伺服器叢集功能，可以讓使用者從遠端管理工作站建置新的伺服器叢集，也可以將節點加入現有的伺服器叢集中。
此外，磁碟機代號變更和實體磁碟資源的容錯移轉，都會被更新到終端伺服器用戶端的工作階段中。
效益
∙管理更容易–可以透過終端機服務獲得更好的遠端管理能力。
命令列工具
伺服器叢集的建置和組態設定，可以經由使用「cluster.exe」命令列工具以指令碼方式達成。
效益
∙管理更容易–讓自動化叢集建置過程變得更容易。
更簡單的移除安裝
現在，移除節點的叢集服務，已經變成移除節點過程的一個步驟。
在之前版本，使用者需要先移除安裝，然後才能移除節點。
效益
∙管理更容易–移除叢集服務的安裝變得更有效率。
只需要透過「叢集系統管理員」或「Cluster.exe」移除節點，該節點就不再支援叢集。
「Cluster.exe」有個新切換選項，當發生問題無法使用「叢集系統管理員」時，可以強制進行移除安裝：
clusternode%NODENAME%/force
仲裁記錄檔大小
仲裁記錄檔預設的大小增加到4096KB（之前是64KB）。
效益
∙共用數增加–4,096KB的仲裁記錄檔允許大量的檔案或印表機共用（例如，200個印表機共用）。
在之前版本，在這麼多共用狀況下，仲裁記錄檔一定會發生空間不足，並導致資源的容錯移轉不一致的現象發生。
本機仲裁
如果有個節點並未連結到共用磁碟，將會自動設定一個「本機仲裁」（LocalQuorum）資源。
當叢集服務執行時，也可以建置一個本機仲裁資源。
效益
∙測試叢集–使用者非常容易就能在本機PC上產生一個測試叢集，藉以充分測試叢集應用程式或熟悉叢集服務。
使用者不需要已通過MicrosoftClusterHCL認證的特殊叢集硬體，就可執行測試叢集。
注意：
本機仲裁只支援單節點叢集（也就是獨立運作的）。
此外，未通過HCL認證合格的硬體，不被支援使用於製作環境。
∙復原–萬一所有共用磁碟都無法再使用，有個方法可以得到暫時性叢集繼續使用（例如，在等待新硬體送來前）；就是使用「cluster.exe/fixquorum」切換選項啟動叢集，接著產生一個本機仲裁資源，並將它設定為仲裁。
例如列印叢集，可以將多工緩衝資料夾指向本機磁碟。
例如檔案共用，可以將檔案共用資源指向本機磁碟，該磁碟存放著已復原的備份資料。
不過，很顯然的，這種方式無法提供任何錯誤後轉移功能，只是暫時性應急而已。
選擇仲裁
不必再費神選擇要用那個磁碟作為仲裁資源（QuorumResource）。
系統會自動選用超過50MB並格式化成NTFS的最小磁碟。
效益
∙管理更容易–一般使用者不需再煩惱該選擇那個磁碟作為仲裁。
注意：
在安裝時或是當叢集設定完成後，會有選項讓您可以移動仲裁資源至另一個磁碟。
整合
ActiveDirectory
現在，叢集服務和ActiveDirectory™（AD）有了更緊密的整合，包括一個「虛擬的」電腦物件、透過Kerberos進行認證、以及提供發行服務控制端點（例如MSMQ）的服務使用的預設位置。
效益
∙虛擬伺服器–藉由將叢集虛擬伺服器發行成ActiveDirectory中的電腦物件，使用者可以存取虛擬伺服器，就像對任何Windows2000伺服器一樣。
特別是，它移除了NetBIOS瀏覽和管理叢集節點的需求，允許用戶端可透過DNS（WindowsServer2003預設名稱解析服務）找到叢集物件。
注意：
雖然網路名稱伺服器叢集資源在ActiveDirectory發行電腦物件，但是該電腦物件不可使用於管理性工作，例如，套用群組原則。
在WindowsServer2003中，該虛擬伺服器電腦物件只能扮演以下角色：
o允許對虛擬伺服器中所裝載的服務進行Kerberos認證，以及
o讓叢集感知及ActiveDirectory感知的服務（例如MSMQ），可以對裝載他們的虛擬伺服器，發行獨有的服務供應者資訊。
∙Kerberos認證–這種形式認證允許使用者不必傳送密碼，而是藉由提出允許他們存取伺服器的通行證，來得到伺服器的認證。
這與Windows2000叢集服務中所用的NTLM認證不同；後者將使用者密碼編譯成亂碼並在網路上傳送。
此外，Kerberos支援用戶端和伺服器的雙向認證，並允許可以跨多台機器的認證委派。
注意：
為了讓混合模式叢集（也就是Windows2000和WindowsServer2003）的虛擬伺服器上擁有Kerberos認證功能，必須執行Windows2000AdvancedServerSP3或更新版本。
否則，NTLM將可被所有認證使用。
∙發行服務–現在，叢集服務為ActiveDirectory感知，可以和其他在AD上發行服務資訊的服務共同整合。
例如，MicrosoftMessageQueuing（MSMQ）2.0可以發行有關AD的公用佇列資訊，使用者可以輕易地找到離他們最近的佇列。
WindowsServer2003將此功能延伸，使得叢集式公用佇列資訊可以在AD中發行。
注意：
叢集整合並未對AD架構造成任何變更。
擴充叢集共用磁碟分割區
如果下層儲存硬體支援磁碟動態擴充或LUN，就可以使用「DISKPART.EXE」公用程式進行線上擴充磁碟區。
效益
∙管理更容易–現有的磁碟區可作線上擴充，而不必結束應用程式或服務。
資源
印表機設定
目前，叢集服務提供了更簡單的設定程序，用以設定叢集印表機。
效益
∙管理更容易–要設定叢集列印伺服器，只需要設定叢集系統管理員中的多工緩衝處理程式（Spooler）資源，然後再連結到虛擬伺服器設定列印埠和列印佇列。
相較於之前的叢集服務版本，功能已增強許多；在以前，必須針對叢集的每個節點，進行重複的組態設定步驟，包括安裝印表機驅動程式。
MSDTC組態
對於設定MicrosoftDistributedTransactionCoordinator（MSDTC）而言，程序變得更加簡單，組態只需要設定一次，便能複製到各個節點上。
效益
∙管理更容易–在之前版本，在每個節點上都要執行「COMCLUST.EXE」公用程式，以便能夠叢集MSDTC。
現在可以將MSDTC設定成資源類別，再將其指派到資源群組，使其能在所有叢集節點上自動完成設定。
指令碼
現有的應用程式可以使用指令碼語言（VBScript和Jscript），使其成為伺服器叢集感知，而不必使用C或C++撰寫資源DLL。
效益
∙開發更容易–您可以更容易撰寫應用程式使用的特定資源外掛程式，並可在伺服器叢集中監視和控制。
此外，還支援資源特定屬性，允許資源指令碼儲存伺服器叢集端組態，就像用同樣方法來使用與管理其他資源一樣。
MSMQ觸發程序
叢集服務加強了MSMQ資源類型，允許在同一叢集上支援多重執行個體。
效益
∙加強的功能–可同時執行多重叢集訊息佇列，提高效能和彈性（以Active/ActiveMSMQ叢集為例）。
注意：
每個叢集群組只能有一個MSMQ資源。
加強網路效能
增強的網路容錯移轉
當內部通訊完全失效時，叢集服務支援了增強的容錯移轉邏輯，所有節點公用通訊網路狀態都將列入考量。
效益
∙更好的容錯移轉–在Windows2000中，如果節點A擁有仲裁磁碟，當遺失所有網路介面（例如公用和內部的），它可能仍擁有叢集控制權；即使此時已經沒有人可以與它溝通，而另一個節點可能擁有可作用的公用介面也不管。
WindowsServer2000叢集節點，現在會優先考慮公用介面狀態，再決定叢集控制權轉移給誰。
MediaSense偵測
正在使用叢集服務時，如果網路連線中斷，預設狀況下TCP/IP堆疊不會被移除，但在Windows2000則會被移除。
所以現在不需再設定「DisableDHCPMediaSense」登錄機碼。
效益
∙更好的容錯移轉–在Windows2000，如果網路連線中斷，TCP/IP堆疊會被移除，也就表示，所有與IP位址相依的資源都將斷線。
當網路恢復連線時，其網路角色也會回復為預設值（也就是「Client」及「Private」）。
藉由預設情況下停用「MediaSense」，網路角色以及所有和IP位址相依的資源仍然保持連線。
多點傳播訊號
允許伺服器叢集的節點間，進行多點傳播訊號（multicasthearbeat）。
如果叢集夠大且網路基礎結構可以支援叢集節點間的多點傳播，就可以自動選擇多點傳播訊號。
雖然多點傳播參數可以手動控制，但是，標準組態是不需要管理或調整來啟動該功能。
如果多點傳播通訊因為任何原因失敗，內部通訊將會復原成單點傳播。
所有內部通訊都是經過簽章和安全的。
效益
∙降低網路通訊量–藉著使用多點傳播，可以降低叢集子網路的通訊量，這對超過兩個節點的叢集或地理位置分散的叢集特別有效益。
儲存
磁碟區掛接點
目前，在共用磁碟（除了仲裁以外）上可支援磁碟區掛接點（VolumeMountPoints），如果組態設定正確，容錯移轉功能也可正常運作。
效益
∙彈性化的檔案系統命名空間–所謂磁碟區掛接點（Windows2000版本以上才有），是那些以固定方式指向特定磁碟區的目錄。
（例如，可以設定「C：
\Data」指向某個磁碟區）。
使得可以不必為每一個磁碟區指定一個磁碟機代碼，因而突破了只能有26個磁碟機的限制。
（例如，如果沒有磁碟區掛接點，就可能必須建立一個G：
磁碟機以對應到「Data」磁碟區。
）現在，叢集服務支援磁碟區掛接點，使得為共用磁碟命名空間作對應時，擁有極大的彈性。
注意：
可以擁有磁碟區掛接點功能的目錄必須是NTFS，因為下層機制是使用NTFS重新分析點。
不過所掛接的檔案系統則可以是FAT、FAT32、NTFS、CDFS或UDFS。
用戶端快取
用戶端快取（ClientSideCaching，CSC）現在可支援叢集檔案共用。
效益
∙離線檔案存取–叢集檔案共用的用戶端快取功能，允許用戶端快取資料並儲存在叢集的共用區中。
用戶端使用的是一份資料的本機複本，當本機的檔案關閉時，再往上更新到伺服器叢集。
因此，如果伺服器叢集中的伺服器發生錯誤以及檔案共用服務的容錯移轉，用戶端將不會發覺。
分散式檔案系統
分散式檔案系統（DFS）功能也有一些改良，包括支援多個獨立根目錄，獨立的根目錄容錯移轉以及支援Active/Active組態。
效益
分散式檔案系統（DFS）也允許在不同電腦上的多個檔案共用區整合成一個通用的名稱空間。
（例如，\\dfsroot\share1和\\dfsroot\share2事實上是由\\server1\share1和\\server2\share2聚集而來。
）新叢集效益包括：
∙多個獨立根目錄–之前的版本只支援一個叢集的獨立根目錄。
現在可以支援多個，使得在規劃分散式檔案系統命名空間上，擁有極大的彈性空間。
（例如，同一台虛擬伺服器上擁有多個DFS根目錄，或是在不同的虛擬伺服器上擁有多個DFS根目錄。
）
∙獨立的容錯移轉–每個DFS根目錄都有容錯移轉的控制，可以根據個別不同的狀況作容錯移轉設定，而得到更快的容錯移轉速度。
∙Active/Active組態–現在可以讓多個獨立根目錄在多個節點上主動執行。
加密檔案系統
在WindowsServer2003，在叢集的檔案共用上可支援加密檔案系統（EncryptedFileSystem，EFS）。
因此資料可用加密格式儲存在叢集磁碟上。
儲存區域網路（SAN）
叢集服務針對儲存區域網路（StorageAreaNetwork,SAN）也做了最佳化處理，包括對目標匯流排重設，以及共用儲存匯流排。
效益
∙目標匯流排重設–伺服器叢集軟體在仲裁過程要釋放磁碟機時，會發佈一個特別控制碼。
這可以和支援WindowsServer2003擴充功能的HBA驅動程式一起使用，它能選擇性地重設SAN上的裝置，而不是對整個匯流排作重設。
這功能確保伺服器叢集對SAN影響少很多。
∙共用儲存匯流排–共用磁碟，可以像Boot、Pagefile和dump檔案磁碟，在同一儲存匯流排上被找到位置。
這使得叢集伺服器可只有一個單一的儲存匯流排（或一個單一的、多餘的儲存匯流排）。
注意：
因為受到組態限制，此功能的預設值是關閉的。
這功能只能，也只應該由OEM廠商和IHV為了特定且合格的解決方案而啟用。
不應該是個會讓一般使用者會看見的一般性功能。
操作
備份和復原
可以主動復原本機叢集節點的叢集組態，或是將叢集資訊復原到叢集的所有節點。
在自動系統復原（AutomaticSystemRecovery，ASR）中，也內建支援節點復原功能。
效益
∙備份和復原–WindowsServer2003中，備份（NTBackup.exe）功能已被增強，可更順暢地進行備份和復原本機叢集資料庫，以及將組態復原至本機和叢集中的所有節點。
∙自動系統復原–ASR在各種情況下都可以完全復原一個叢集，這些情況包括：
a）系統檔案毀損或遺失，b）因硬體出問題而重新安裝OS，c）叢集資料庫毀損，和d）磁碟簽章被更動（包括共用）。
增強的節點容錯移轉
對擁有三個或更多節點的叢集，叢集服務現在改善了節點容錯移轉邏輯。
其中包括在叢集系統管理員中，手動進行「移動群組」（MoveGroup）。
效益
∙更好的容錯移
升级会员 