轉(zhuǎn)眼已經(jīng)是2018年了，真快啊，在這里老王首先祝福各位博友新的一年身體健康，事業(yè)順利，在新的一年里老王仍然會(huì)繼續(xù)為大家分享微軟企業(yè)級(jí)技術(shù)，也歡迎大家與我一同探討，共同學(xué)習(xí)，這新年第一篇老王想和大家聊聊WSFC的群集數(shù)據(jù)庫(kù)，以及和它相關(guān)的一些組件

成都創(chuàng)新互聯(lián)公司從2013年創(chuàng)立，先為埇橋區(qū)等服務(wù)建站，埇橋區(qū)等地企業(yè)，進(jìn)行企業(yè)商務(wù)咨詢服務(wù)。為埇橋區(qū)企業(yè)網(wǎng)站制作PC+手機(jī)+微官網(wǎng)三網(wǎng)同步一站式服務(wù)解決您的所有建站問題。

   首先，我們回憶下之前介紹過的群集基礎(chǔ)概念，里面有提到Windows群集的運(yùn)作機(jī)制，群集在運(yùn)作過程中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)群集數(shù)據(jù)庫(kù)，存放在各節(jié)點(diǎn)注冊(cè)表中，如果有磁盤見證也會(huì)存放在磁盤見證一份，群集會(huì)把各節(jié)點(diǎn)的狀況，以及節(jié)點(diǎn)承載的群集角色紛紛記錄在注冊(cè)表中，然后在各節(jié)點(diǎn)與磁盤見證上復(fù)制，當(dāng)其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)宕機(jī)，群集協(xié)調(diào)其它活著的節(jié)點(diǎn)檢查自身的群集數(shù)據(jù)庫(kù)注冊(cè)表，查看宕機(jī)節(jié)點(diǎn)承載的角色，進(jìn)行failover

   因此大家可以看出，群集數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存了群集運(yùn)作過程中節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，群集狀態(tài)，群集角色狀態(tài)等配置數(shù)據(jù)，它需要被復(fù)制到各個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)其它節(jié)點(diǎn)會(huì)參照群集數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行failover，因此如果重要的群集，應(yīng)該針對(duì)于群集節(jié)點(diǎn)OS進(jìn)行備份，系統(tǒng)狀態(tài)中會(huì)包括群集數(shù)據(jù)庫(kù)

   群集數(shù)據(jù)庫(kù)注冊(cè)表位置，位于各節(jié)點(diǎn)HKEY_LOCAL_MACHINE\Cluster單元下，可以在里面看到群集的配置，各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，群集角色的配置

其中paxos標(biāo)記為2008開始WSFC新增的功能，在2008之前，群集只有“仲裁驅(qū)動(dòng)器”會(huì)保存一份群集數(shù)據(jù)庫(kù)的最新副本，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要和仲裁盤進(jìn)行同步，由仲裁盤復(fù)制群集數(shù)據(jù)庫(kù)到各節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)在關(guān)機(jī)重啟后也必須連接到仲裁盤同步下載群集數(shù)據(jù)庫(kù)，如果仲裁盤出現(xiàn)故障，則群集將無(wú)法啟動(dòng)，因此在2008之前，仲裁磁盤成為了單一故障點(diǎn)，2008開始，群集引入了paxos標(biāo)記的機(jī)制，每個(gè)節(jié)點(diǎn)本身都可以保存群集數(shù)據(jù)庫(kù)最新副本，如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)修改群集數(shù)據(jù)，則該節(jié)點(diǎn)paxos標(biāo)記增加，隨后各節(jié)點(diǎn)感應(yīng)到有更新的paxos標(biāo)記，會(huì)自動(dòng)與其同步群集數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，當(dāng)節(jié)點(diǎn)宕機(jī)恢復(fù)后，會(huì)對(duì)比自身paxos標(biāo)記與磁盤見證paxos標(biāo)記，如果如果磁盤見證更新，則與其同步后上線，如果磁盤見證檢測(cè)到群集節(jié)點(diǎn)有更新paxos標(biāo)記的群集數(shù)據(jù)庫(kù)也會(huì)與其同步

默認(rèn)情況下節(jié)點(diǎn)群集服務(wù)每次啟動(dòng)都會(huì)檢查群集數(shù)據(jù)庫(kù)注冊(cè)表配置單元，確保完整才可以正常啟動(dòng)群集，如果非最新，則需與其他節(jié)點(diǎn)或磁盤見證同步群集數(shù)據(jù)庫(kù)，如果節(jié)點(diǎn)群集服務(wù)未啟動(dòng)，則不會(huì)加載群集數(shù)據(jù)庫(kù)注冊(cè)表配置單元，除了我們說(shuō)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)本身的群集數(shù)據(jù)庫(kù)注冊(cè)表單元，如果節(jié)點(diǎn)是見證磁盤所在節(jié)點(diǎn)，還會(huì)額外加載一個(gè)0.Cluster配置單元，非見證磁盤所有者節(jié)點(diǎn)，不會(huì)加載這個(gè)配置單元

在群集數(shù)據(jù)庫(kù)注冊(cè)表中我們可以看到關(guān)于群集的配置信息，在碰見一些棘手的問題時(shí)我們也許會(huì)需要改動(dòng)它們，例如有一些資源沒辦法圖形界面或命令行界面刪除，這時(shí)候就可以在注冊(cè)表里面進(jìn)行刪除處理，但是官方并不建議這樣做，以下為官方推薦做法：刪除群集資源的標(biāo)準(zhǔn)操作，建議采用標(biāo)準(zhǔn)做法，輕易不要直接操作注冊(cè)表

除了注冊(cè)表，我們?cè)诹硗庖粋€(gè)位置也可以找到關(guān)于群集數(shù)據(jù)庫(kù)的文件，C:\Windows\Cluster目錄中，事實(shí)上CLUSDB正是群集數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)體存在，每次群集服務(wù)啟動(dòng)時(shí)都會(huì)將CLUSDB加載到注冊(cè)表配置單元，我們只有從注冊(cè)表配置單元才可以看到群集數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容，至于為什么要設(shè)計(jì)成這樣的架構(gòu)，老王猜想可能是因?yàn)閮?chǔ)存為文件格式更易于各節(jié)點(diǎn)間傳輸，或者備份恢復(fù)操作。

打開群集見證磁盤，可以看到0.Hive的磁盤文件，它將會(huì)被加載到見證磁盤所在節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)表配置單元

下面我們來(lái)實(shí)際驗(yàn)證下群集數(shù)據(jù)庫(kù)的同步，首先，我們隨便在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上面修改群集的配置

修改前節(jié)點(diǎn)paxos標(biāo)記

修改后節(jié)點(diǎn)paxos標(biāo)記

其它節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到其它節(jié)點(diǎn)有paxos標(biāo)記更新，與其同步群集數(shù)據(jù)庫(kù)，同步完成后paxos標(biāo)記為最新

0.Cluster 見證磁盤注冊(cè)表單元也同步群集數(shù)據(jù)庫(kù)為最新，paxos標(biāo)記更新一致

其它節(jié)點(diǎn)查看群集注冊(cè)表，可以看到同步后最新的群集數(shù)據(jù)庫(kù)配置

0.Cluster見證磁盤注冊(cè)表單元 也可以看到同步后最新的群集數(shù)據(jù)庫(kù)配置

查看群集日志

此為后來(lái)老王又修改了一次群集實(shí)時(shí)遷移網(wǎng)絡(luò)后的分析

GUM (Global Update Manager) ，檢測(cè)到有節(jié)點(diǎn)群集配置發(fā)生變化，有paxos更新，提醒Node2節(jié)點(diǎn)與其更新，Node2節(jié)點(diǎn)收到請(qǐng)求后與Node1同步最新群集數(shù)據(jù)庫(kù)

接收到GUM的信號(hào)后接下來(lái)由Database Manager組件負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)同步，進(jìn)一步我們可以看出，具體同步的是那些注冊(cè)表鍵值，由此可見，每次群集數(shù)據(jù)庫(kù)是增量的，僅同步修改后的內(nèi)容，同步完成后，確保群集數(shù)據(jù)庫(kù)已為最新，更新節(jié)點(diǎn)paxos標(biāo)記

對(duì)于群集數(shù)據(jù)庫(kù)的處理，磁盤見證和文件共享見證，云見證有所不同，如上所述，磁盤見證中也保存著群集數(shù)據(jù)庫(kù)的副本，使用CLFS組件與DM組件，確保磁盤見證內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)文件為最新，而文件共享和云見證，則不會(huì)在目錄中存放群集數(shù)據(jù)庫(kù)副本，只是負(fù)責(zé)存放一個(gè)日志，記錄著群集當(dāng)前那個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有最新的paxos標(biāo)記

之前老王曾經(jīng)和大家說(shuō)過一個(gè)時(shí)間分區(qū)場(chǎng)景的問題，節(jié)點(diǎn)1，節(jié)點(diǎn)2，使用文件共享見證或云見證，節(jié)點(diǎn)1宕機(jī)，節(jié)點(diǎn)2修改了群集配置內(nèi)容，然后節(jié)點(diǎn)2宕機(jī)，節(jié)點(diǎn)1開機(jī)上線，會(huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)法聯(lián)機(jī)，為什么，因?yàn)镚UM組件會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)1沒有最新的群集數(shù)據(jù)庫(kù)，所以會(huì)阻止該節(jié)點(diǎn)聯(lián)機(jī)，這時(shí)除非強(qiáng)制仲裁才可以啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)1，但是啟動(dòng)后節(jié)點(diǎn)1為黃金副本，節(jié)點(diǎn)2再開機(jī)會(huì)丟失之前修改過的內(nèi)容。

如果是見證磁盤則不會(huì)，同樣的場(chǎng)景，如果節(jié)點(diǎn)2修改內(nèi)容，節(jié)點(diǎn)1不在，那么修改的內(nèi)容會(huì)被同步至見證磁盤，也就是0.Cluster注冊(cè)表單元內(nèi)容，然后當(dāng)節(jié)點(diǎn)1聯(lián)機(jī)上線，GUM會(huì)檢測(cè)對(duì)比，告知節(jié)點(diǎn)1，你的群集數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)前不是最新的，需要和見證磁盤進(jìn)行同步，同步前節(jié)點(diǎn)不可以獲得成員資格，群集節(jié)點(diǎn)1從見證磁盤同步到最新群集數(shù)據(jù)庫(kù)后，正常聯(lián)機(jī)上線

因此，如果群集會(huì)經(jīng)常修改一些內(nèi)容，為了避免時(shí)間分區(qū)的問題，老王通常建議采用見證磁盤

群集數(shù)據(jù)庫(kù)與其他群集組件協(xié)同：

GUM：GUM為群集全局更新管理器，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)群集各個(gè)節(jié)點(diǎn)群集數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容為最新,GUM工作機(jī)制分為以下幾種

1.全局周期性更新，由群集自動(dòng)完成，默認(rèn)情況下每隔四小時(shí)，告知各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理器復(fù)制群集數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容

2.通知性更新，在以下場(chǎng)景發(fā)生：節(jié)點(diǎn)聯(lián)機(jī)，節(jié)點(diǎn)脫機(jī)，群集注冊(cè)表發(fā)生修改變化，一旦檢測(cè)到節(jié)點(diǎn)有以上變化，則立刻通知各節(jié)點(diǎn)DM組件復(fù)制最新paxos標(biāo)記數(shù)據(jù)庫(kù)

3.仲裁更新，特定于磁盤見證仲裁模型，當(dāng)群集更改無(wú)法復(fù)制到其它節(jié)點(diǎn)時(shí)，對(duì)于群集修改的配置，會(huì)以恢復(fù)日志的方式存儲(chǔ)在見證磁盤，當(dāng)有節(jié)點(diǎn)恢復(fù)時(shí)，自動(dòng)從見證磁盤獲取

GUM組件從NT4 Cluster Server開始就內(nèi)置在群集組件中，這個(gè)組件在2012R2之前一直處于自我運(yùn)作的情況，工作方式不能修改，2012R2之后發(fā)生了改變，在2012R2之前，GUM的原則是有最新的群集數(shù)據(jù)庫(kù)更新了，我需要通知到你們所有節(jié)點(diǎn)，讓你們都更新到群集數(shù)據(jù)庫(kù)為最新，群集所有節(jié)點(diǎn)都需要響應(yīng)GUM的更改通知，如果有節(jié)點(diǎn)未響應(yīng)，數(shù)據(jù)庫(kù)更改處理將延遲等待，2012R2開始，支持下圖三種模式工作，對(duì)于Hyper-V負(fù)載默認(rèn)為1，能夠?qū)崿F(xiàn)只要大部分主機(jī)響應(yīng)GUM的更改通知，就可以完成數(shù)據(jù)庫(kù)更改處理，可以使用命令修改

（Get-Cluster).DatabaseReadWriteMode = 1

一個(gè)潛在的問題，當(dāng)針對(duì)群集中的節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求信息時(shí)，節(jié)點(diǎn)必須與群集中的大多數(shù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信得到確認(rèn)，然后才能發(fā)送對(duì)請(qǐng)求的響應(yīng)。對(duì)于不需要請(qǐng)求，這樣可以，但是當(dāng)請(qǐng)求經(jīng)常被放入群集時(shí)，這會(huì)給群集帶來(lái)巨大的通信負(fù)擔(dān)，會(huì)為虛擬主機(jī)帶來(lái)性能影響，于是2016開始微軟改默認(rèn)值為0

DM: Database Manager為數(shù)據(jù)庫(kù)管理器，負(fù)責(zé)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行并維護(hù)群集數(shù)據(jù)庫(kù)的本地副本，包括群集本身，群集節(jié)點(diǎn)成員資格，資源組，資源類型以及特定資源（如磁盤和IP地址）的描述，數(shù)據(jù)庫(kù)管理器使用全局更新管理器將更改復(fù)制到其它節(jié)點(diǎn)

MM: MemberShip Manager為節(jié)點(diǎn)管理器，負(fù)責(zé)記錄各節(jié)點(diǎn)資格，將節(jié)點(diǎn)資格列表在各節(jié)點(diǎn)復(fù)制，確保所有節(jié)點(diǎn)一致，節(jié)點(diǎn)管理器會(huì)收到各節(jié)點(diǎn)心跳檢測(cè)的結(jié)果，如果檢測(cè)到新的成員節(jié)點(diǎn)加入，則通知GUM為其復(fù)制群集數(shù)據(jù)庫(kù)。如果檢測(cè)到某個(gè)節(jié)點(diǎn)不可用，則將該節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)可用列表中標(biāo)記為不可用，下次GUM復(fù)制將不會(huì)通知被MM標(biāo)記為不可用的節(jié)點(diǎn)復(fù)制群集數(shù)據(jù)庫(kù)，需要注意如果節(jié)點(diǎn)僅是脫機(jī)狀態(tài)，并不會(huì)從群集節(jié)點(diǎn)可用列表完全刪除，只是會(huì)被標(biāo)記為不可用，恢復(fù)后，將通知GUM完成群集數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制，如果將節(jié)點(diǎn)逐出群集，則徹底從節(jié)點(diǎn)列表刪除。

RHS&RCM:RHS為群集資源主機(jī)子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)監(jiān)視各個(gè)群集資源的運(yùn)作狀態(tài)，一旦RHS檢測(cè)到群集資源不可用，則會(huì)將結(jié)果報(bào)告給RCM資源控制管理器，RCM根據(jù)資源的故障轉(zhuǎn)移策略嘗試重啟或故障轉(zhuǎn)移資源，一旦RCM將資源轉(zhuǎn)移至其它節(jié)點(diǎn)，則觸發(fā)節(jié)點(diǎn)群集數(shù)據(jù)庫(kù)變化，更新paxos標(biāo)記，GUM收到變化后會(huì)通知各節(jié)點(diǎn)DM復(fù)制最新的群集數(shù)據(jù)庫(kù)