Server 2016 Failover-Cluster: SMB-Multichannel im selben Subnet

    SMB-Multichannel im Failover-Cluster unter Windows Server 2016Es mag unwe­sent­lich er­schei­nen, dass im Fail­over-Cluster unter Windows Server 2016 keine unter­schied­lichen Sub­netze mehr erfor­derlich sind, um in den Genuss von SMB-Multi­channel zu kommen. Das verein­facht die Cluster-Konfigu­ration jedoch deutlich.

    Software-defined Storage (SDS) wie beispielsweise Microsofts Scale-out File Server (SoFS) oder Storage Spaces Direct (S2D) bauen auf SMB3 und nutzen die Vorteile dieses Protokolls, wie zum Beispiel Multichannel. Hochverfügbarkeit erreichen sie durch das Feature Failover-Cluster von Windows Server. Auch Storage Replica in Server 2016 Datacenter beruht auf SMB 3.1.1 bzw. SMB Direct mit RDMA-fähigen Netzwerkkarten.

    Obwohl für Multichannel grundsätzlich keine separaten Netze erfor­derlich sind, musste man für das Clustering bisher genau diesen Weg beschreiten. Windows Server 2016 erlaubt dagegen eine deutlich einfachere Konfiguration ohne separate Netzwerke.

    Kurzer Überblick zu SMB-Multichannel

    Seit Windows Server 2012 und SMB 3.0 gibt es neben transparentem Failover und anderen SMB-Fähigkeiten auch die Möglichkeit, Multichannel zu nutzen. Das Feature erhöht die Bandbreite und Verfügbarkeit, indem es mehrere Kanäle parallel für den Datentransfer aufbaut. Um diese Vorteile zu nutzen, sind mindestens zwei Einheiten, nämlich Client und Server erforderlich.

    Vergleich: Links ohne und rechts mit Support für SMB-Multichannel.

    Multichannel ist per default aktiviert, bedarf keiner besonderen Konfiguration und lässt sich mit den Cmdlets Get-SmbServerConfiguration oder Get-SmbClientConfiguration verifizieren. Benötigt man das Feature nicht, dann kann es beispielsweise Server-seitig mit

    Set-SmbServerConfiguration –EnableMultiChannel $false

    explizit abgeschaltet werden. Neben dem Verändern anderer Stellschrauben lässt sich auch die maximale Anzahl der Verbindungen mit

    Set-SmbClientConfiguration -MaximumConnectionCountPerServer <n>

    beeinflussen.

    Multichannel in Cluster unter Windows Server 2012 (R2)

    Wie eingangs erwähnt, setzt die Nutzung von Multichannel generell keine Konfiguration unterschiedlicher Subnetze voraus. Doch kommen mehrere NICs und das Failover-Clustering unter Windows Server 2012 (R2) zum Einsatz, dann müssen verschiedene Subnetze gebildet werden, um auch Multichannel zu ermöglichen. Der Cluster erkennt in diesem Fall für seine Topologie nur eine NIC pro Subnetz.

    Zwei Tiers bestehend aus Hyper-V-Knoten und auf der anderen Seite einem SoFS-Cluster.

    Die Abbildung zeigt die Knoten der beiden Ebenen, bestehend aus einem Hyper-V- und einem SoFS-Cluster. Pro Knoten dienen jeweils zwei Netzwerkkarten dem Speicherzugriff, der SoFS stellt die HA-Shares über SMB bereit.

    Die NICs der einzelnen Knoten werden in diesem Layout in unter­schiedliche Subnetze integriert, da sonst die redundanten Pfade nicht genutzt werden können. Dieses Layout erfordert somit immer die Bereitstellung verschiedener Netze und kann in vielen Enterprise-Umgebungen eine Hürde darstellen.

    Verbesserung in Windows Server 2016

    Ein Cluster unter Windows Server 2016 erkennt automatisch die Netzwerk-Interfaces der Knoten, die sich im gleichen Subnetz befinden. Eine zusätzliche Konfiguration braucht es nicht und SMB-Multichannel ist standardmäßig aktiv.

    Unter dem Abschnitt Netzwerke im Failovercluster-Manager werden die NICs der Nodes samt IPs im gleichen Subnet dargestellt. Oberhalb wird wie gewohnt über die Cluster-Verwendung entschieden, diese aktiviert man beim Scale-out File-Server mit Clients das Herstellen einer Verbindung über dieses Netzwerk gestatten, um den Hyper-V-Knoten Zugriff zu erteilen.

    Der Failovercluster-Manager zeigt die Netzwerkkarten für SMB im gleichen Netzwerk.

    Auch der grundlegende Cluster-Validierungsprozess erfasst die gleichen Subnetze richtig und moniert sie nicht im folgenden Abschluss­bericht. Die Konfiguration gleicher Subnets ist kein Zwang, vielmehr vereinfacht sie zukünftige Failover-Cluster und ebnet den Weg für die aktuellen Storage-Szenarien mit Low-Latency-RDMA oder RSS-Karten.

    Nicht nur Live-Migrationen profitieren von der SMB-Konfiguration, sondern auch Storage Spaces Direct mit beispielsweise vier Knoten im Clusterverbund oder Storage Replica bei der Übertragung der Daten. Diese neuen Features waren für Microsoft ein Grund zur Änderung des Multichannel-Supports für SMB im Failover-Cluster.

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