Hyper-V Cluster mit Windows Server

Dieser Artikel soll Dir zeigen, wie Du ein Hyper-V Cluster mit Windows Server installieren kannst. Ich zeige Dir dabei, wie die Netzwerkkarten konfiguriert werden müssen und auch wie Du den Speicher optimal in das Cluster integrierst. 

Ein Hyper-V Cluster installieren mit Server 2019

Hyper-V ist die Virtualisierungslösung von Microsoft. Wurde der Versuch, Platzhirsche wie VMware oder Citrix anzugreifen, in der Branche zunächst belächelt, so hat sich Hyper-V inzwischen zu einer wirklich ernst zunehmenden und performanten Plattform entwickelt. Da ich selbst bereits seit vielen Jahren damit arbeite, möchte ich in diesem Artikel beschreiben, wie ein Hyper-V Cluster mit Windows Server 2019 installiert und konfiguriert wird.

Das Wichtigste für den späteren Betrieb des Clusters ist die gewissenhafte Vorbereitung. Damit meine ich sämtliche Überlegungen und Konfigurationen, die vor der letztlichen Erstellung des Hyper-V Clusters durchzuführen sind. Dazu aber gleich mehr.

In dem folgenden Beispiel kamen zwei identische Server zum Einsatz. Der Storage wurde mittels iSCSI verbunden. Ziel war es, das Ausfallrisiko der virtuellen Maschinen zu minimieren und hierfür ein Hyper-V Cluster zu installieren.

Die Voraussetzung für die Clusterkonfiguration

• Je Server ein installiertes Windows Server 2019
• Rolle „Hyper-V Server“ installiert
• Netzwerkadapter wurden entsprechend der Verwendung benannt und ggf. als Team eingerichtet.
• Storage (z.B. DataCore) steht zur Verbindung per iSCSI bereit

Selbstverständlich sollten bereits sämtliche verfügbare Windows Updates installiert worden sein. Wichtig außerdem: Auf einen Virtualisierungsserver gehören keine weiteren Anwendungen – erst Recht keine weiteren Rollen wie Active Directory Services oder ähnliches. Wirklich niemals. Nie !

Für die Einrichtung eines Hyper-V Cluster in Windows Server 2019 benötigen wir die folgenden Netwerkinterfaces:

1. Management
   Hierbei handelt es sich um die „normale“ Schnittstelle in das Unternehmensnetzwerk, bzw. die Verbindung zu verwaltenden Domäne.
2. Livemigration
   Über dieses Interface werden später die virtuellen Maschinen von einem Server auf den anderen verschoben.
3. CSV-Netz
   Diese Schnittstelle wird für die interne Kommunikation des Clusters genutzt.
4. Virtuelle Switche
   Hierbei handelt es sich um die Netzwerkkarten für die virtuellen Maschinen. Der Hyper-V Host selbst hat keinerlei Bindung auf diese Karte.
5. iSCSI-Netz
   Dieses Netzwerk hat nur indirekt etwas mit dem Cluster zu tun. Es dient der Anbindung des Storage (SAN) an die Hyper-V Server. Jeder Hyper-V Server im Cluster muss auf den gleichen Storage zugreifen.

Virtuelle Switche / VM-Netz

Beginnen möchte ich mit der Konfiguration der virtuellen Switche der Hyper-V Server. Hierbei handelt es sich um die Netzwerkkarten, die später die Netzwerkverbindungen der virtuellen Maschinen übernehmen. Hierzu sollten immer dedizierte Netzwerkkarten verwendet werden. Das gilt im Übrigen auch für fast alle anderen Netzwerkkarten des Hyper-V Clusters. Ausnahme: Die Management-Schnittstelle kann auch für die Livemigration mitbenutzt werden.

Im Hyper-V Manager kannst Du im „Manager für virtuelle Switche“ die Netzwerkkarten für die virtuellen Server erstellen. Der Typ muss „Extern“ sein und die gemeinsame Verwendung (siehe Bild) muss deaktiviert werden. Die Namen der virtuellen Switche müssen auf jedem Hyper-V Server exakt übereinstimmen.

Hier muss zudem sehr genau darauf geachtet werden, den richtigen Netzwerkadapter zuzuweisen. Wenn Du Dir nicht sicher bist, kannst Du den angezeigten Namen mit dem Gerätenamen in den Windows Netzwerkverbindungen vergleichen. Das ist gerade bei NIC-Teaming hilfreich, weil die Adapter dort nur durchnummeriert werden (#1, #2).

Die richtige Konfiguration der Netzwerkkarten für das Cluster

Im nächsten Schritt widmen wir uns den Netzwerkkarten. Diese sollten bereits gemäß ihrer Verwendung benannt worden sein. Die IPv4-Adressen sollten so gewählt werden, dass jede Netzwerkkarte in einem eigenen Subnetz agiert. Das bedeutet, dass z.B. die Schnittstellen der Livemigration aller Clusterknoten in einem gemeinsamen Subnetz sind, ebenso die CSV-Schnittstellen, das Management Interface usw..

Für alle Netzwerkkarten, außer dem Management-Interface, muss die DNS-Registrierung, sowie WINS deaktiviert werden:

Nun kommen wir zu den Bindungen der Netzwerkkarten. Hier gibt es je nach Verwendung einige Unterschiede. Die folgenden vier Bilder verdeutlichen dies.

iSCSI-Interface

CSV-Interface

Livemigration Interface

Interface virtueller Switche

Multipfad E/A installieren

Die Anbindung des Storage an die Hyper-V Server soll per iSCSI erfolgen. Da jeweils mehrere Pfade zum gleichen Storage verfügbar sein werden, muss das Feature „Multipfad E/A“ (MPIO) installiert werden. Hierfür kannst Du entweder den Server Manager verwenden („Rollen und Features installieren“) oder die Windows PowerShell verwenden:

Install-WindowsFeature -name Multipath-IO

Nun öffnest Du über den Server Manager einmal das Tool „iSCSi Initiator“ und schließt es anschließend wieder. Dadurch wird der Dienst des iSCSI-Initiators auf „Automatisch“ gesetzt und die anschließende Konfiguration wirft keine Fehlermeldung aus. Anschließend startest Du den Server neu.

Nach dem Neustart findest Du den Eintrag „MPIO“ in den Tools des Server Managers. Dort musst Du nun einmalig die iSCSI Unterstützung aktivieren und diese hinzufügen.

Nach einem erneuten Reboot des Servers kann die erfolgreiche Aktivierung im MPIO-Tool im Reiter „Geräte mit MPIO“ kontrolliert werden. Dort muss der Eintrag „MSFT2005iSCSIBusType_0x9“ enthalten sein.

Storage per iSCSI verbinden

Der nächste Schritt in der Vorbereitung des Hyper-V Clusters ist das Herstellen der iSCSI Verbindung mit dem Storage. Damit wir später ein freigegebenes Clustervolume erstellen können, in welchem die virtuellen Maschinen samt Festplatten gespeichert sind, muss je Clusterknoten eine Verbindung mit dem Speicher hergestellt werden. Hierzu verwenden wir den iSCSI-Initiator (Server Manager -> Tools).

Je Server müssen nun im Reiter „Suche“ alle verfügbaren iSCSI-Ziele eingetragen werden. Durch einen Klick auf „Portal ermitteln“ kannst Du die jeweilige IP eingeben.

Wenn Du alle iSCSI-Ziele eingegeben hast, kannst Du zum Reiter „Ziele“ wechseln. Dort werden die erkannten iSCSI Ziele aufgelistet. Sofern der Storage redundant verbunden ist, es also mehrere Pfade zum gleichen Ziel gibt, muss pro Eintrag einmal auf „Verbinden“ geklickt werden (auch wenn Ziel bereits verbunden ist). Es öffnet sich ein neues Fenster, wo nun das zuvor konfigurierte Multipfad E/A aktiviert werden kann.

In den erweiterten Zieleinstellungen kannst Du nun noch den „Microsoft iSCSI-Initiator“ als lokalen Adapter auswählen, sowie die Initiator- und Target-IP der iSCSI-Verbindung auswählen. Abschließend wechselst Du noch in den Reiter „Volumes und Geräte“ und klickst auf „Automatisch konfigurieren“. Dieser Schritt ist wichtig, damit Windows nach einem Neustart des Betriebssystems die iSCSI-Verbindungen schnellstmöglich wieder aufbaut.

Wenn alles richtig konfiguriert wurde, findest Du den verbundenen Storage nun in der Windows Datenträgerverwaltung. Hier solltest Du jeden Datenträger einmal Online schalten, initialisieren (GPT) und formatieren. Ein Laufwerksbuchstabe sollte nicht zugewiesen werden.

Damit sind nun alle Vorbereitungen für das Hyper-V Cluster mit Windows Server 2019 getroffen worden. Wird können daher mit der Installation des Clusters beginnen.

Windows Failovercluster installieren

Damit wir ein Failovercluster einrichten können, müssen wir das Feature „Failoverclustering“ zunächst auf den Hyper-V Servern installieren. Am schnellsten funktioniert das per PowerShell:

Install-WindowsFeature Failover-Clustering –IncludeAllSubFeature –IncludeManagementTools -ComputerName xxx

Alternativ kannst Du das natürlich auch über den Server Manager erledigen. Gefühlt dauert das aber wesentlich länger. Direkt nach der Installation (es ist ausnahmsweise mal kein Neustart nötig) kannst Du im Server Manager das Tool „Failovercluster-Manager“ öffnen.

Die folgenden Schritte gelten für das gesamte Cluster – müssen also nur noch auf einem der Server ausgeführt werden. Über den Link „Cluster erstellen“ öffnest Du den Assistenten, der Dich durch alle wichtigen Schritte leitet.

Im ersten Schritt müssen die Servernamen aller Hyper-V Hosts des zu erstellenden Clusters eingetragen werden. Nachdem Du alle vorbereiteten Server eingetragen hast, wirst Du im nächsten Fenster gefragt, ob die Konfiguration vor Erstellung des Clusters getestet werden soll. Hier sollten unbedingt alle Konfigurationstests durchgeführt werden. Nur so kannst Du eventuelle Fehlkonfigurationen im Vorfeld erkennen und beseitigen.

Das Ausführen sämtlicher Tests kann ein paar Minuten dauern – je nachdem, wie viele Hyper-V Server in das Cluster integriert werden. Die Ergebnisse geben eine sehr umfangreiche Auskunft über Warnungen und Fehler. Fehler sollten unbedingt beseitigt, Warnungen zumindest überprüft werden. Im Gegensatz zu anderen Windows Fehlermeldungen gibt der Bericht ziemlich genaue Beschreibungen der Fehler wieder.

Wenn alle Fehler und möglichst viele Warnungen beseitigt wurden, kann das Hyper-V Cluster eingerichtet werden.  Dafür muss im nächsten Schritt ein Name für das Cluster vergeben werden. Ebenso muss eine (virtuelle) IP-Adresse aus dem Domänennetzwerk (Management Interface) vergeben werden. Den Clusternamen findest Du anschließend samt IP-Adresse im DNS-Server der Windows Domäne.

Damit sind nun alle Überprüfungen durchgeführt worden und das Cluster kann endlich erstellt werden. Das automatische hinzufügen des gesamten verfügbaren Speichers zum Cluster sollte deaktiviert werden. Das führen wir in den nächsten Schritten manuell durch, um mehr Kontrolle über die Verwendung zu haben.

Nachdem das Hyper-V Cluster erstellt wurde, bekommen wir die Warnung angezeigt, dass kein geeigneter Datenträger für die Konfiguration als Datenträgerzeuge gefunden werden konnte. Das liegt daran, dass wir dem neuen Cluster noch keinen Datenträger zugeordnet haben. Das holen wir aber in Kürze nach. Klicke auf „Fertig stellen“ um den Assistenten zu beenden. Im Failovercluster-Manager wird Dir nun das soeben erstellte Hyper-V Cluster angezeigt.

Grundeinstellungen im Hyper-V Cluster treffen

Bevor wir den Speicher in das Cluster integrieren, müssen wir noch ein paar kleinere, aber wichtige Konfigurationen vornehmen. Als erstes benennen wir die Netzwerke gemäß deren Verwendung um. Dazu klickst Du im Failovercluster-Manager auf „Netzwerke“. Auf der rechten Seite werden Dir daraufhin alle verfügbaren Netzwerke angezeigt. In der Spalte „Clusterverwendung“ kannst Du erkennen, welche Netzwerke Teil des Clusters sind.

Wenn Du ein Netzwerk anklickst, kannst Du im unteren Bereich erkennen, um welche Adapter es sich handelt. Ändere mit einem Rechtsklick nun die Namen der Netzwerke.

Achte darauf, dass die Option „Clients das Herstellen einer Verbindung über dieses Netzwerk gestatten“ nur für das Management-Netzwerk aktiviert ist.

Mit einem Rechtsklick auf „Netzwerke“ kannst Du nun die Einstellungen für die Livemigration vornehmen. Hier wählst Du die Netzwerke aus, welche für die Livemigration genutzt werden dürfen und kannst gleichzeitig auch die Reihenfolge festlegen. In meinem Beispiel nutze ich natürlich das dedizierte Livemigration-Netzwerk an erster Stelle. Zusätzlich aktiviere ich auch das Management-Netzwerk als optionale Schnittstelle für die Livemigration.

Metriken festlegen

Die letzte Einstellung kann nur über die PowerShell erfolgen. Wir müssen die Reihenfolge der Netzwerkschnittstellen für den umgeleiteten Modus festlegen. Dies geschieht über die Metriken der Clusternetzwerke. Die Netzwerke mit einem niedrigeren Wert werden bevorzugt – die Reihenfolge muss also aufsteigend sein. Es gilt: CSV -> Management -> Livemigration.

Mit diesem Befehl kannst Du die aktuellen Werte abrufen:

Get-ClusterNetwork | ft Name, Metric, Autometric -Autosize

Wir ändern die Werte mit den folgenden Befehlen:

(Get-ClusterNetwork „CSV01“).Metric = 100
(Get-ClusterNetwork „CSV02“).Metric = 110
(Get-ClusterNetwork „Management“).Metric = 110
(Get-ClusterNetwork „Livemigration“).Metric = 120

Datenträger dem Hyper-V Cluster hinzufügen

Jetzt fehlen noch die Datenträger im Hyper-V Cluster. Wir haben diese zwar schon zuvor per iSCSI mit Windows Server 2019 verbunden, jedoch müssen diese auch explizit in das Failovercluster integriert werden.

Dieser Schritt ist erstaunlich schnell erledigt. Du klickst im Failovercluster-Manager auf „Speicher“ und anschließend auf „Datenträger“. Auf der rechten Seite kannst Du nun „Datenträger hinzufügen“ auswählen. Aktiviere die Kontrollkästchen der angezeigten Datenträger und klicke auf OK.

Mit einem Rechtsklick auf die Datenträger können noch deren Namen geändert werden. Ich benenne die Datenträger immer nach deren Verwendung (z.B. Quorum).

Damit ein Datenträger für das Speichern von virtuellen Maschinen verwendet werden kann, musst Du diesen noch zu den freigegebenen Clustervolumes hinzufügen. Auch dieses funktioniert schnell mittels Rechtsklick auf den jeweiligen Datenträger.

Nach diesem Schritt findest Du auf allen Mitgliedsservern des Hyper-V Clusters den Ordner C:\ClusterStorage inkl. der soeben hinzugefügten Volumes. In diese Volumes gehören später sämtliche Dateien der virtuellen Maschinen.

Datenträgerzeugen / Quorum konfigurieren

Im letzten Schritt dieser Anleitung zeige ich Dir noch, wie Du den Datenträgerzeugen für das Hyper-V Cluster konfigurierst. Dieses sogenannte Quorum sollte immer erstellt werden. Ganz egal, wieviele Server dem Cluster angehören. Als Datenträgerzeuge kann jeder Clusterdatenträger verwendet werden, der nicht als Clustervolume freigegeben wurde. Der Datenträger sollte mindestens 1GB groß sein.

Klicke dazu mit der rechten Maustaste auf den Clusternamen im Failovercluster-Manager und wähle unter „Weitere Aktionen“ die Option „Clusterquorumeinstellungen konfigurieren“ aus. Ein Assistent wird Dich daraufhin durch die nächsten Schritte leiten.

Der Assistent konfiguriert nach Bestätigung der Auswahl den Datenträgerzeugen für das Hyper-V Cluster automatisch. Du kannst den Zeugen anschließend auch in der Datenträgerübersicht erkennen. Das Hyper-V Cluster unter Windows Server 2019 ist damit installiert und fertig eingerichtet.

Optional kannst Du nun im Hyper-V Manager jedes Clusterknotens das Verzeichnis C:\ClusterStorage als Standardspeicherort für virtuelle Maschinen und deren Festplatten eintragen. Das erspart Dir anschließend die Auswahl der Ordner bei der Erstellung der virtuellen Maschinen.

Quellen und weitere Hilfe zu dem Thema:

• Failovercluster unter Windows Server 2012
• Quorum im Failovercluster
• Hyper-V: Ausnahmen für Virenscanner

Ebenfalls interessant:

• Hyper-V Failovercluster auflösen
• CSV vergrößern im Hyper-V Failovercluster
• Hyper-V: Virtuelle Festplatte vergrößern

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