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在 Azure Elastic SAN 上部署群集应用程序

  • 项目

Azure 弹性 SAN 卷可以同时附加到多个计算客户端，从而允许将群集应用程序部署或迁移到 Azure。 需要使用群集管理器来共享弹性 SAN 卷，例如 Windows Server 故障转移群集 (WSFC) 或 Pacemaker。 群集管理器处理群集节点通信和写入锁定。 弹性 SAN 本身不提供可通过 SMB 或 NFS 访问的完全托管文件系统。

用作共享卷时，弹性 SAN 卷可以跨可用性区域或区域共享。 由于卷与客户端之间的延迟增加，跨区域在本地冗余存储 SAN 中共享卷会降低性能。

限制

  • 弹性 SAN 连接脚本可用于将共享卷附加到 虚拟机规模集 中的虚拟机或可用性集中的虚拟机。 不支持容错域对齐。
  • 共享卷支持的最大会话数为 128。
    • 单个客户端可以创建与单个卷的多个会话，以提高性能。 例如，如果在每个客户端上创建 32 个会话，则只有四个客户端可以连接到单个卷。

有关弹性 SAN 的其他限制，请参阅 对 Azure 存储功能的支持 。

工作原理

弹性 SAN 共享卷使用 SCSI-3 永久性预留，允许发起方（客户端）控制对共享弹性 SAN 卷的访问。 此协议使发起程序能够保留对弹性 SAN 卷的访问权限，限制写入（或读取）其他发起程序的访问权限，并在默认情况下将预留保留在超过会话生存期的卷上。

在群集方案中，SCSI-3 PR 在维护共享卷中的数据一致性和完整性方面起着关键作用。 群集中的计算节点可以根据群集应用程序选择的预留，读取或写入其附加的弹性 SAN 卷。

永久预留流

下图演示了一个示例 2 节点群集数据库应用程序，该应用程序使用 SCSI-3 PR 启用从一个节点到另一个节点的故障转移。

显示应用程序映射详细信息的图。

流程如下所示：

  1. 在 Azure VM1 和 VM2 上运行的群集应用程序均注册了其读取或写入弹性 SAN 卷的意图。
  2. 然后，VM1 上的应用程序实例将使用独占预留以写入卷。
  3. 已对卷强制实施此预留，并且数据库现在可以独占方式写入卷。 从 VM2 上的应用程序实例进行的任何写入都会失败。
  4. 如果 VM1 上的应用程序实例关闭，则 VM2 上的实例可以启动数据库故障转移和卷接管。
  5. 现在已对卷强制实施此预留，并且它将不会接受来自 VM1 的写入操作。 它只接受来自 VM2 的写入。
  6. 群集应用程序可以完成数据库故障转移并处理来自 VM2 的请求。

下图说明了另一个常见的群集工作负载，该工作负载由多个节点组成，这些节点从弹性 SAN 卷读取数据以运行并行进程，例如机器学习模型训练。

显示机器学习群集的图。

流程如下所示：

  1. 在所有 VM 上运行的群集应用程序均注册了其读取或写入弹性 SAN 卷的意图。
  2. 然后，VM1 上的应用程序实例将使用独占预留以写入卷，同时开放其他 VM 的卷读取。
  3. 已对卷强制实施此预留。
  4. 群集中的所有节点现在都可以从卷中读取。 只有一个节点代表群集中的所有节点将结果写回卷。

支持的 SCSI PR 命令

弹性 SAN 卷支持以下命令：

若要与卷交互，请从适当的永久性预留操作开始：

  • PR_REGISTER_KEY
  • PR_REGISTER_AND_IGNORE
  • PR_GET_CONFIGURATION
  • PR_RESERVE
  • PR_PREEMPT_RESERVATION
  • PR_CLEAR_RESERVATION
  • PR_RELEASE_RESERVATION

使用 PR_RESERVE、PR_PREEMPT_RESERVATION 或 PR_RELEASE_RESERVATION 时，请提供下列永久性预留类型之一：

  • PR_NONE
  • PR_WRITE_EXCLUSIVE
  • PR_EXCLUSIVE_ACCESS
  • PR_WRITE_EXCLUSIVE_REGISTRANTS_ONLY
  • PR_EXCLUSIVE_ACCESS_REGISTRANTS_ONLY
  • PR_WRITE_EXCLUSIVE_ALL_REGISTRANTS
  • PR_EXCLUSIVE_ACCESS_ALL_REGISTRANTS

永久性预留类型确定群集中每个节点对卷的访问权限。

永久预留类型 预留持有者 已注册 其他
不预留 不可用 读/写 读取/写入
写入独占 读/写 只读 只读
独占访问 读/写 无访问权限 无访问权限
写入独占 - 仅限注册者 读取/写入 读/写 只读
独占访问 - 仅限注册者 读取/写入 读/写 无访问权限
写入独占 - 所有注册者 读取/写入 读/写 只读
独占访问 - 所有注册者 读取/写入 读/写 无访问权限

还需要在使用时提供一个 persistent-reservation-key：

  • PR_RESERVE
  • PR_REGISTER_AND_IGNORE
  • PR_REGISTER_KEY
  • PR_PREEMPT_RESERVATION
  • PR_CLEAR_RESERVATION
  • PR_RELEASE-RESERVATION。