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Criando um File Share em um File Server sobre o Failover Cluster no Windows Server 2012/R2

junho 8, 2014

Olá pessoALL!

Hoje eu vou falar sobre um assunto de alta importância para ambientes que necessitam de alta de disponibilidade. O Failover Cluster.

Com uma demanda cada de vez maior por recursos disponíveis e acessíveis todo o tempo, o uso de alta de disponibilidade é algo muito comum no dia a dia de quem trabalha com IT.

Existem as mais variadas necessidades de alta disponibilidade:

  • Serviços que precisam ter o menor tempo de downtime possível como DHCP, File Server, etc.
  • Bases de dados SQL, Oracle, Postgree, etc.
  • Aplicativos de terceiros.
  • Filas de mensagens como WebSphere Message Broker, MS Message Queue, etc.

Decidir quando utilizar este tipo de solução é um ponto muito importante e muitas vezes obscuro para muitos profissionais de IT, afinal, a implementação desta solução gera custos que normalmente não são bem visto pelo Business como algo necessário, mas que com os argumentos certos podem gerar o retorno necessário para o investimento.

Você deve ter em mente que este tipo de implementação, caso você ainda não possua em sua infraestrutura, irá demandar certas aquisições e alterações para que você tenha realmente confiabilidade e disponibilidade dos recursos e isto normalmente é o grande obstáculo entre IT e Business.

Falando em linhas gerais, pois este tutorial não visa ser detalhista sobre todos os pontos envolvidos, garantir a alta disponibilidade de informações vai muito além do que ter dois ou mais servidores em cluster. Quando falamos de alta disponibilidade, devemos ter em mente:

  • Redundância de software (Cluster local, Cluster goegráfico, etc.).
  • Redundância de hardware (Power Supply, NICs, etc.).
  • Redundância de network (Switch, Router, Links, etc.)
  • Redundância de armazenamento (NAS, SAN, etc.)
  • Redundância de Storage Network (Fiber Channel, iSCSI, etc.)
  • Redundância de alimentação (reguas, dijuntores, quadros, nobreaks, etc.)
  • Redundância de sites (PROD, BCM, COB, etc.)

Garantir que um ambiente seja altamente disponível envolve muitos outros fatores que nem sempre estão diretamente ligado a IT e o custo para a implementação destes fatores é alto, mas dependendo do segmento de negócios, completamente justificado.

Deixando um pouco o conceito de ter ou não ter um ambiente altamente disponível e presumindo que você já tenha em background todos os itens que garantem este fator, vamos voltar para o objetivo deste post: criar um File Server sobre um Failover Cluster.

Vamos presumir que a necessidade é garantir que um determinado compartilhamento esteja altamente disponível devido ao seu uso. Vamos assumir que diversos recursos que garantem a continuidade do negócio de sua empresa necessitam de acesso constante a este compartilhamento. Como então garantir que este recurso esteja altamente disponível e que ele tenha o menor downtime possível para não comprometer seu negócio?

Simples! É possível implementar a role de File Server sobre um Failover Cluster garantindo que este recurso passe a operar em alta disponibildade.

Antes de iniciarmos a criação de nosso File Server em Failover Cluster, vamos entender primeiramente como está o ambiente onde ele será implementado. Temos a seguinte infraestrutura onde iremos implementar o nosso File Server em Failover Cluster:

ServerName Hardware Configuration Used
SEUR001ST0001 HardDisk 32GB OS
HardDisk 20GB iSCSI Volume
NIC 10.10.10.162/24 Production
NIC 10.10.20.1/24 iSCSI
SEUR001FC0001 HardDisk 32GB OS
NIC 10.10.10.163/24 Production
NIC 10.10.20.2/24 iSCSI
NIC 192.168.0.1/24 Heartbeat
SEUR002FC0001 HardDisk 32GB OS
NIC 10.10.10.165/24 Production
NIC 10.10.20.3/24 iSCSI
NIC 192.168.0.2/24 Heartbeat

A tabela acima mostra o que iremos ter configurado e sobre qual servidor este recurso estará disponível. A imagem abaixo mostra um exemplo da solução final em operação, lembrando que no mundo ideal, ainda seria necessário um segundo Main Storage para redundância, mas como estamos criando um ambiente de testes para demostrarmos o funcionamento do recurso, a solução abaixo atende ao necessário.

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Ainda antes de prosseguirmos com a criação de nosso Failover Cluster eu recomendo a leitura dos links abaixo relacionados aos requerimentos e também ao checklist necessário para ter sucesso na implantação desta função.

Tendo feita a leitura e também a validação do pré requesitos necessários para a criação de Failover Cluster, ainda sim é necessário mais uma verificação quanto a uma tecnologia relacionada ao Storage utilizado neste post. Para que seja criado o Failover Cluster com sucesso, o Storage envolvido deve suportar e ter habilitado um recurso chamado SCSI-3 Persistent Reservations ou SCSI-3 PR.

Caso este recurso não esteja habilitado ou no pior dos casos, não seja suportado, não será possível a criação do Failover Cluster, pois no momento da execução dos testes de validação de todos os nós, o assistente irá falhar no momento de validar se os comandos relativos ao SCSI-3 PR foram executados com sucesso no Storage.

Este recurso não é exclusividade do Windows Server 2012/R2. Ele foi implementado para substituir o SCSI-2 no Windows Server 2008 para resolver alguns problemas crônicos relacionados com a comunicação entre o Cluster e os discos apresentados pela Storage.

É muito importante a verificação do suporte ao SCSI-3 PR, pois, como estamos falando da implementação em um ambiente de laboratório neste momento, nem todos os softwares que permitem a criação de um armazenamento do tipo iSCSI suportam esta tecnologia.

Verifique antes se o seu software suporta realmente este recurso, como habilitá-lo caso positivo e aproveitando a deixa, posso informar que algumas das soluções abertas mais comuns e utilizadas para esta finalidade podem não suportar este recurso em suas versões antigas, por exemplo:

  • FreeNAS
  • OpenFiler

Neste post, eu irei utilizar um aplicativo da StarWind chamado StarWind iSCSI SAN & NAS V6 Free que irá permitir a criação dos iSCSI Targets necessários para o nosso Failover Cluster e que suporta o recurso de SCSI-3 PR nativamente. Este aplicativo pode ser obtido gratuitamente no site http://www.starwindsoftware.com/downloads-free após um cadastro.

Feito o cadastro, download do software e do arquivo que contem a chave de ativação, você será capaz de instalar/ativar o software em até 2 servidores, o que já é suficiente para a nossa implementação que contempla apenas um servidor atuando como Storage. Para mais informações sobre as diferenças entre a versão Free e Paid, leia o seguinte PDF: http://new.starwind.com/styles-v2/pdf/starwind-free/StarWind_iSCSI_SAN_Free_vs_Paid.pdf

Cabe mencionar aqui que o Windows Server 2012/R2 já suporta por padrão este tipo de recurso e permite a criação de iSCSI Targets com o uso da função iSCSI Target Server. Para mais informações caso você escolha utilizar esta função no lugar do software da StarWind, leia: Introduction of iSCSI Target in Windows Server 2012

Faça a instalação do StarWind iSCSI SAN & NAS V6 Free e inicie o aplicativo através do ícone que estará disponível no Desktop do servidor. Após abrir o aplicativo, você irá visualizar a seguinte interface:

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É provavel que o endereço IP de seu servidor esteja como 127.0.0.1 em seu servidor, mas isto não é nenhum problema. Clique sobre o nome do servidor SEUR001ST0001 e em seguinda no botão Connect para se conectar ao software. Você passará a visualizar as seguintes informações:

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Perceba que nas imagens acima existem 4 targers e 4 devices, pois eu já criei os volumes virtuais que serão utilizados, mas irei mostrar como criá-los da forma correta para permitir que o recurso SCSI-3 PR seja habilitado.

Sobre o container Devices clique com o botão direito e escolha a opção Add Device. Será apresentado o assistente para a criação de um novo device e na primeira etapa chamada Select Device Type escolha a opção Virtual Hard Disk e clique em Next

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Na segunda etapa do Select Device Type deixe selecionada a opção Image File Device e clique em Next.

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Na etapa Select device creation method escolha a opção Create new virtual disk e clique em Next.

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Na etapa Virtual Disk Parameters use o botão no canto direito do campo New virtual disk location and name para informar a localização do arquivo do disco virtual como mostrado na imagem abaixo:

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Foi criado o volume S: no servidor SEUR001ST0001 com 20GB para armazenar os arquivos relacionados aos discos virtuais. Duplo clique sobre o volume que você criou e complete com o nome do arquivo.img no campo Remote file name e clique em OK.

Ao retornar a etapa Virtual Disk Parameters, atribua o tamanho do disco virtual e marque as opções tal como na imagem abaixo e clique em Next.

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Na etapa Image file device parameters deixe a configuração padrão e clique em Next.

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Na etapa Image file Device cache parameters preserve as configurações como na janela padrão e clique em Next.

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Na etapa Target parameters atribua um nome ao target que está sendo criado no campo Target Alias, marque as opções como mostrado na imagem abaixo e clique em Next.

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OBS: Na etapa anterior a opção Allow multiple concurrent iSCSI connections (clustering) é a reponsável por habilitar o recurso de SCSI-3 PR no StarWind iSCSI SAN & NAS V6.

Clique em Next e depois em Finish para concluir a criação do disco virtual. Repita os passos anteriores para adicionar quantos discos virtuais você desejar. Neste post eu crei 4 – 1 disco para quorum e 3 para suportarem os compartilhamentos que iremos criar.

Neste momento nós já temos o nosso Storage baseado em software configurado para receber as conexões através do protocolo iSCSI. Agora, vamos começar a configuração de nossos servidores que atuarão como nó 1 e 2 para o nosso File Server em Failover Cluster.

Vamos acessar o servidor SEUR001FC0001, abrir o Server Manager, clicar no menu Tools, em seguida em iSCSI Initiator – será exibida uma mensagem informando que o serviço será iniciado após clicar na opção. Clique em OK para iniciar o serviço e prosseguir.

Na guia Targets da interface de configuração do iSCSI Initiator, clique no campo Target e informe o endereço IP 10.10.20.1 que é endereço da rede de dados entre nossos nós do Failover Cluster e o Storage e clique em Quick Connect.

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Selecione cada um dos discos apresentados na imagem anterior, clique em Connect até que todos os discos estejam com o status de Connected e clique em Done.

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Você deverá visualizar a guia Targets da seguinte forma após efetuar a conexão com os discos:

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Selecione então a guia Volumes and Devices e clique no botão Auto Configure para visualizar os discos disponíveis.

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Clique em OK e já terminamos as configurações necessárias para conectar os volumes ao servidor SEUR001FC0001.

Abra agora o console Computer Management (compmgmt.msc) e navegue até o container Storage > Disk Management. Você irá visualizar os 4 discos que acabamos de configurar através do iSCSI Initiator.

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O que é preciso fazer neste momento é clicar com o botão direito sobre cada disco e escolher a opção Online para iniciarmos a configuração dos volumes.

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Após executar este passo para todos os discos entregues, você deverá inicializar os discos clicando novamente com o botão direito e escolhendo a opção Initialize Disk.

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Selecione todos os discos relacionados ao cluster, configure-os como GPT (GUID Partition Table) e clique em OK.

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Com todos os discos Online, inicializados e configurados como GPT, nós vamos criar os volumes do Cluster. Clique com o botão direito sobre o volume desalocado e escolha New Simple Volume.

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Configure o tamanho total, letra como Q e no rótulo do primeiro volume atribua o nome de Quorum, pois iremos utilizá-lo para esta função após configurarmos o Failover Cluster.

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Configure os volumes restantes como desejar – neste post eu vou usar o rótulo Storage_X onde X equivale a um número sequencial e letras quaisquer.

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Já temos os volumes configurados para o nosso File Server em Failover Cluster, agora vamos para a parte final relacionada aos discos. Clique novamente sobre cada disco e escolha a opção Offline.

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Concluímos a configuração de nossos discos/volumes para o File Server em Failover Cluster no servidor SEUR001FC0001. Vamos agora configurar os discos no servidor SEUR002FC0001.

Abra o Server Manager, clique em Tools, clique em iSCSI Initiator e proceda da mesma forma para configurar os discos como fizemos anteriormente – IP 10.10.20.1, Quick Connect, Connect em cada volume, guia Volume and Devices, Auto Configure.

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Abra o Computer Management e navegue até Storage > Disk Management apenas para garantir que os discos estão entregues da mesma forma que no servidor SEUR001FC0001, pois não é necessário efetuar nada mais além disto neste momento.

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Finalizada a etapa de configuração dos discos no servidor SEUR002FC0001, vamos instalar o recurso de Failover Cluster para iniciarmos a criação de nosso cluster.

Retorne ao Server Manager no servidor SEUR001FC0001, clique em Manager > Add Roles and Features. Clique em Next, Next, em Server Selection escolha servidor atual caso houver outros, clique em Next, Next, em Features selecione o recurso Failover Clustering, no popup clique no botão Add Features, clique em Next, em Confirmation clique em Install.

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Repita o passo anterior para o servidor SEUR002FC0001.

Após concluir a instalaçao do recurso Failover Clustering em ambos os servidores, vamos começar a configurar o nosso Failover Cluster. No Server Manager, clique em Tools e em seguida em Failover Cluster Manager no servidor SEUR001FC0001.

O primeiro passo que devemos fazer é validar todos os nós envolvidos em nosso Failover Cluster para garantir que não há nada de errado e que precise ser corrigido antes da criação.

No console Failover Cluster Manager, clique no link Valide Configuration disponível no bloco Management ou no painel de ações ao lado direito do console.

Clique em Next e na etapa Select Servers or a Cluster, use o botão Browser… para localizar/adicionar os servidores SEUR001FC0001 e SEUR002FC0001 para a validação e clique em Next.

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Tenha certeza de deixar marcada a opção Run all tests (Recommended) na etapa Testing Options e clique em Next.

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Na etapa de Confirmation, você poderá verificar todos os testes que serão feitos em ambos os servidores do cluster. Clique em Next e aguarde o processo de verificação que levará algum tempo para ser concluído.

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Na etapa Summary, clique no botão View Report para verificar se há alguma coisa que precisa ser corrigida antes de prosseguir.

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Como podemos ver na imagem anterior, não há nenhum item de alerta ou erro no relatório na parte Results by Category, então podemos prosseguir na criação de nosso Failover Cluster. Feche a janela do Internet Explorer, preserve a opção Create the cluster now using the validated nodes… e clique no botão Finish.

Clique em Next e na etapa Access Point to Administering the Cluster escolha o nome do Failover Cluster que desejar informando no campo Cluster Name e clique em Next – neste post será usado o nome CEUR001FC0001.

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Valide as informação na etapa Confirmation e clique em Next.

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Aguarde a criação e conclusão da configuração do cluster em clique em Finish.

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Expanda o nó do cluster CEUR001FC0001 que será exibido no console Failover Cluster Manager no painel de navageção como mostrado abaixo.

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Verifique as configurações e opções disponíveis clicando em cada item do cluster para conhecer o que você pode visualizar e configurar.

Agora, vamos alterar o disco usado para Witness in Quorum. Navegue até Storage > Disks, selecione o volume marcado como Disk Witness in Quorum e verifique qual disco foi atribuído com está função olhando o painel de visualização inferior.

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Como podemos ver, o disco que está como Witness é o Storage_3 e precisamos associar o disco que nomeamos como Quorum para esta função. Localize o volume de nome Quorum clicando sobre cada disco – neste caso o disco a ser usado é o Cluster Disk 3.

Clique com o botão direito sobre o cluster CEUR001FC0001 no painel de navegação, escolha More Actions > Configure Cluster Quorum Settings.

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Clique em Next e na etapa Select Quorum Configuration Option, selecione Select the Quorum Witness e clique em Next.

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Na etapa Select Quorum Witness, selecione a opção Configure a Disk Witness e clique em Next.

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Na etapa Configure Storage Witness, selecione o volume Cluster Disk 3 e clique em Next.

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Clique em Next em Confirmation e depois em Finish para concluir o processo.

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Agora que já temos configurado o Disk Witness com o disco correto, nós já podemos criar o nosso File Server sobre o Failover Cluster. No entanto, por questões de organização, eu recomendo renomear os discos restantes para que eles reflitam o que eles realmente suportam neste Failover Cluster.

Retorne ao container Storage > Disks, clique com o botão direito sobre o volume que está marcado como Disk Witness in Quorum e escolha Properties. Renomei este volume para QUORUM.

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Os outros discos também foram renomeados de acordo com o compartilhamento que será suportado quando o File Server estiver operando sobre o Failover Cluster.

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Vamos agora configurar o nosso File Server em Failover Cluster. Volte ao Server Manager, clique em Manage > Add Roles and Features, clique em Next, Next, em Server Selection escolha o servidor SEUR001FC0001 e clique em Next.

Na etapa Server Roles, expanda File and Storage Services > Files and iSCSI Services, marque File Server e clique em Next.

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Clique em Next até concluir a configuração e Install para efetuar a instalação. Repita a instalação da função de File Server para o servidor SEUR002FC0001.

Apos concluir a instalação em ambos os nós, retorne o console Failover Cluster Manager, clique com o botão direito sobre Role  no painel de navegação e escolha a opção Configure Role…. Na janela de configuração de funções em Select Role escolha a opção File Server e clique em Next.

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Na etapa File Server Type, escolha a opção File Server for General use e clique em Next.

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Na etapa Client Access Point, escolha o nome do cluster para o File Server que estamos criando, informe-o no campo Name e clique em Next – foi escolhido o nome CEUR001FS0001.

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Na etapa Select Storage, selecione os discos que você deseja usar para o File Server e clique em Next – serão escolhidos todos os volumes disponíveis.

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Clique em Next, aguarde a configuração e em seguida em Finish para finalizar o processo de criação de nosso File Server sobre o nosso Failover Cluster.

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Retorne ao container Role, selecione com um clique a função CEUR001FS0001 no painel de visualização central e navegue nas guias inferiores Summary, Resources e Shares para visualizar as opções disponíveis.

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Clique na guia Summary ou Resources e ao lado direito no painel de ações, clique na opção Add File Share.

Na interface do assistente New Share em Select Profile, selecione a opção que fizer mais sentido para o seu File Server e clique em Next – será escolhida a opção SMB Share – Quick.

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Na etapa Share Location, selecione o disco onde iremos criar o nosso primeiro File Share e clique em Next.

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Na etapa Share Name, insira o nome do diretório que será criado/compartilhado no campo Share Name e caso desejar, uma descrição no campo Description e clique em Next.

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Em Other Settings, marque as opções como mostrado na imagem abaixo e clique em Next:

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Em Permissions, você pode escolher customizar as permissões agora ou então posteriomente após criar o File Share. Faça o que fizer sentido neste momento e clique em Next.

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Clique em Create e aguarde o File Share ser criado.

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Pronto! Nosso primeiro File Share em nosso File Server sobre um Failover Cluster está criado e acessível. Para testar o acesso, abra a caixa Run e digite \\CEUR001FS0001\MANCHESTER e tente criar um diretório/arquivo.

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Após criar todos os File Shares restantes, clique na guia Shares como mostrado abaixo para visualizar os compartilhamentos.

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Concluindo… Acabamos de configurar e criar o nosso File Server sobre um Failover Cluster com compartilhamentos disponíveis em alta disponibilidade. Se desejar testar o Failover Cluster, clique com o botão direito sobre CEUR001FS0001 no painel de visualização, escolha Move > Select Node… selecione o servidor que for apresentado na lista e clique em OK.

Espero que a informação seja de bom proveito para quem tenha o interesse de configurar um File Server com File Share sobre um Failover Cluster.

Até o próximo post…

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