Instances de cluster de basculement Always On (SQL Server)

S'applique à : SQL Server

Les instances de cluster de basculement Always On SQL Server utilisent le clustering de basculement Windows Server (WSFC) afin de fournir une haute disponibilité locale. Une instance de cluster de basculement (instance FCI) est redondante au niveau de l’instance de serveur. Une instance FCI est une instance unique de SQL Server installée sur plusieurs nœuds de cluster Windows Server et, éventuellement, sur plusieurs sous-réseaux. Sur le réseau, une instance de cluster de basculement (FCI) apparaît en tant qu'instance de SQL Server s'exécutant sur un ordinateur unique, mais elle permet le basculement d'un nœud WSFC vers un autre en cas d'indisponibilité du nœud actuel.

Une instance FCI peut tirer parti des groupes de disponibilité Always On pour fournir la récupération d’urgence à distance au niveau de la base de données. Pour plus d’informations, consultez Clustering de basculement et groupes de disponibilité (SQL Server).

Avantages d'une instance de cluster de basculement

En cas de défaillance matérielle ou logicielle d'un serveur, les applications ou les clients qui se connectent au serveur font face à un temps mort. Les nœuds redondants protègent la disponibilité de l’instance SQL Server lorsqu’il s’agit d’une instance FCI plutôt que d’une instance autonome. Un seul des nœuds de l'instance FCI possède le groupe de ressources WSFC à la fois. En cas de défaillances (défaillances matérielles, du système d'exploitation, d'une application ou d'un service) ou lors d'une mise à niveau planifiée, la propriété du groupe de ressources est transférée vers un autre nœud WSFC. Ce processus est transparent pour le client ou l’application se connectant à SQL Server. Cela réduit les temps d’arrêt subis par l’application ou les clients lors d’une défaillance. Les listes suivantes répertorient certains des avantages clés des instances de cluster de basculement SQL Server :

• Protection au niveau de l'instance par redondance.

• Basculement automatique en cas de défaillances (défaillances matérielles, défaillances du système d'exploitation, d'une application ou d'un service).

  Important

  Dans un groupe de disponibilité, le basculement automatique depuis une instance FCI vers d’autres nœuds au sein du groupe de disponibilité n’est pas pris en charge. Cela signifie que les instances FCI et les nœuds autonomes ne doivent pas être associés dans un groupe de disponibilité si le basculement automatique est un composant important de votre solution haute disponibilité. Toutefois, cette association peut être effectuée pour votre solution de récupération d'urgence .

• Prise en charge d'une vaste gamme de solutions de stockage, y compris les disques de cluster WSFC (iSCSI, Fiber Channel, etc.) et les partages de fichiers de protocole SMB.

• Solution de récupération d’urgence à l’aide d’une instance FCI à plusieurs sous-réseaux ou exécutant une base de données hébergée par l’instance FCI au sein d’un groupe de disponibilité. Avec la nouvelle prise en charge de plusieurs sous-réseaux dans Microsoft SQL Server 2012 (11.x), une instance FCI à plusieurs sous-réseaux ne requiert plus un réseau local virtuel, ce qui augmente la facilité de gestion et la sécurité d’une telle instance.

• Absence de reconfiguration des applications et des clients pendant les basculements.

• Stratégie flexible de basculement pour les événements déclencheurs granulaires dans le cas de basculements automatiques.

• Basculements fiables par la détection périodique et détaillée de l'intégrité à l'aide de connexions dédiées et persistantes.

• Possibilité de configuration et de prévision de la durée de basculement via des points de contrôle d'arrière-plan indirects.

• Utilisation des ressources limitée au cours des basculements.

Recommandations

Dans un environnement de production :

• Utilisez des adresses IP statiques en association avec l'adresse IP virtuelle d'une instance de cluster de basculement.
• N’utilisez pas DHCP dans un environnement de production. En cas d'arrêt du système, si le bail IP DHCP expire, il faudra consacrer du temps supplémentaire pour réinscrire la nouvelle adresse IP DHCP associée au nom DNS.

Vue d'ensemble d'une instance de cluster de basculement

Une instance FCI s'exécute dans un groupe de ressources WSFC avec un ou plusieurs nœuds WSFC. Au démarrage de l’instance FCI, l’un des nœuds suppose la propriété du groupe de ressources et met son instance SQL Server en ligne. Les ressources détenues par ce nœud sont les suivantes :

• Nom du réseau

• Adresse IP

• Disques partagés

• SQL Server Service Moteur de base de données

• SQL Server Service Agent

• SQL Server Analysis Services, s'il est installé

• Une ressource de partage de fichiers, si la fonctionnalité FILESTREAM est installée

À un moment donné, seul le propriétaire du groupe de ressources (et aucun autre nœud de l'instance FCI) exécute ses services SQL Server respectifs dans le groupe de ressources. En cas de basculement, qu’il s’agisse d’un basculement automatique ou d’un basculement planifié, la séquence d’événements suivante se produit :

1. Sauf en cas de défaillance du système ou du matériel, toutes les pages de modifications dans le cache de tampons sont écrites sur le disque.

2. Tous les services SQL Server respectifs du groupe de ressources sont arrêtés sur le nœud actif.

3. La propriété du groupe de ressources est transférée vers un autre nœud de l'instance FCI.

4. Le nouveau propriétaire du groupe de ressources démarre ses services SQL Server .

5. Les demandes de connexion de l'application cliente sont automatiquement dirigées vers le nouveau nœud actif à l'aide du même nom de réseau virtuel (VNN).

L'instance FCI reste en ligne tant que son cluster WSFC sous-jacent présente une intégrité de quorum satisfaisante (la majorité des nœuds de quorum WSFC est disponible en tant que cibles de basculement automatique). Lorsque le cluster WSFC perd son quorum, soit en raison d'une défaillance du matériel, du logiciel ou du réseau, soit à cause d'une configuration de quorum inappropriée, l'intégralité du cluster WSFC, ainsi que l'instance FCI, sont mis hors connexion. Une intervention manuelle est alors requise dans ce scénario de basculement non planifié afin de rétablir le quorum dans les nœuds disponibles restants et de remettre le cluster WSFC et l'instance FCI en ligne. Pour plus d’informations, consultez Modes de quorum WSFC et configuration de vote (SQL Server).

Durée de basculement prévisible

Selon le moment auquel votre instance SQL Server a exécuté pour la dernière fois une opération de point de contrôle, le cache de tampons peut renfermer un nombre substantiel de pages de modifications. Par conséquent, les basculements durent aussi longtemps que nécessaire pour écrire les pages de modifications restantes sur le disque, opération qui peut provoquer une durée de basculement longue et imprévisible. À compter de Microsoft SQL Server 2012 (11.x), l’instance FCI peut utiliser des points de contrôle indirects pour limiter le nombre de pages de modifications conservées dans le cache des tampons. Même si cette opération consomme des ressources supplémentaires avec une charge de travail normale, elle rend la durée de basculement plus prévisible et plus facile à configurer. Cela s'avère très utile lorsque le contrat de niveau de service de votre organisation spécifie un objectif de durée maximale d'interruption admissible (RTO, Recovery Time Objective) pour votre solution haute disponibilité. Pour plus d'informations sur les points de contrôle indirects, consultez Indirect Checkpoints.

Contrôle d'intégrité fiable et stratégie flexible de basculement

Après le démarrage réussi de l'instance FCI, le service WSFC surveille à la fois l'intégrité du cluster WSFC sous-jacent, ainsi que l'intégrité de l'instance SQL Server . À compter de Microsoft SQL Server 2012 (11.x), le service WSFC utilise une connexion dédiée pour interroger l’instance SQL Server active en vue d’un diagnostic de composant détaillé via une procédure stockée système. Son implication est triple :

• La connexion dédiée à l'instance SQL Server permet d'interroger de manière fiable le diagnostic de composant à tout moment, même lorsque l'instance FCI est soumise à une charge importante. Cela permet de distinguer un système dont la charge est importante d'un système qui présente réellement des conditions d'échec, ce qui empêche la survenue de problèmes tels que les basculements inappropriés.

• Le diagnostic de composant détaillé permet de configurer une stratégie de basculement plus souple, dans laquelle vous pouvez choisir les conditions d'échec qui déclenchent des basculements.

• Le diagnostic de composant détaillé permet également rétroactivement un meilleur dépannage des basculements automatiques. Les informations de diagnostic sont stockées dans les fichiers journaux, qui sont colocalisés avec les journaux d'erreurs de SQL Server . Vous pouvez les charger dans la Visionneuse du fichier journal afin d'examiner les états de composant qui mènent à la survenue d'un basculement et d'en déterminer la cause.

Pour plus d'informations, consultez Stratégie de basculement pour les instances de cluster de basculement

Éléments d'une instance de cluster de basculement

Une instance FCI se compose d'un ensemble de serveurs physiques (nœuds) qui présentent une configuration matérielle similaire, ainsi qu'une configuration logicielle identique qui inclut la version du système d'exploitation et le niveau de correctif, la version de SQL Server , le niveau de correctif, les composants et le nom de l'instance. Une configuration logicielle identique est nécessaire pour garantir le fonctionnement intégral de l'instance FCI au moment du basculement entre les nœuds.

Groupe de ressources WSFC
Une instance SQL Server FCI s'exécute dans un groupe de ressources WSFC. Chaque nœud du groupe de ressources conserve une copie synchronisée des paramètres de configuration, ainsi que les clés de Registre ayant fait l'objet d'un point de contrôle, pour garantir la fonctionnalité complète de l'instance FCI suite à un basculement. Seul un des nœuds du cluster possède le groupe de ressources à la fois (nœud actif). Le service WSFC gère le cluster de serveurs, la configuration de quorum, la stratégie de basculement et les opérations de basculement, ainsi que les adresses IP virtuelles et le nom VNN de l'instance FCI. En cas de défaillance (défaillances matérielles, défaillances du système d'exploitation, d'une application ou d'un service) ou lors d'une mise à niveau planifiée, la propriété du groupe de ressources est transférée vers un autre nœud dans le FCI. Le nombre de nœuds pris en charge dans un groupe de ressources WSFC dépend de votre édition SQL Server. De plus, le même cluster WSFC peut exécuter plusieurs instances FCI (plusieurs groupes de ressources), selon la capacité du matériel, notamment le processeur, la mémoire et le nombre de disques.

Binaires de SQL Server
Les binaires de produit sont installés localement sur chaque nœud de l'instance FCI, un processus similaire aux installations autonomes de SQL Server . Toutefois, lors du démarrage, les services ne sont pas démarrés automatiquement ; ils sont gérés par WSFC.

Stockage
Contrairement au groupe de disponibilité, une instance FCI doit utiliser le stockage partagé entre tous les nœuds de l’instance FCI pour le stockage des journaux et des bases de données. Le stockage partagé peut se présenter sous la forme de disques de cluster WSFC, de disques sur un réseau SAN, d’espaces de stockage direct (S2D) ou de partages de fichiers sur un serveur SMB. De cette façon, tous les nœuds de l'instance FCI ont la même vue des données d'instance lors d'un basculement. Cela signifie, toutefois, que le stockage partagé présente le risque d'être l'unique point de défaillance et que l'instance FCI dépend de la solution de stockage sous-jacente pour assurer la protection des données.

Nom de réseau
Le nom de réseau virtuel (VNN) de l'instance FCI fournit un point de connexion unifié pour l'instance FCI. Cela permet aux applications de se connecter au VNN sans avoir besoin de connaître le nœud actif. Lorsqu'un basculement se produit, le VNN est inscrit sur le nouveau nœud actif après son démarrage. Ce processus est transparent pour le client ou l’application se connectant à SQL Server, ce qui permet de réduire les temps d’arrêt de l’application ou des clients lors d’une défaillance.

Adresses IP virtuelles
Dans le cas d'une instance FCI à plusieurs sous-réseaux, une adresse IP virtuelle est affectée à chaque sous-réseau au sein de l'instance FCI. Durant un basculement, le VNN sur le serveur DNS est mis à jour pour indiquer l'adresse IP virtuelle du sous-réseau respectif. Les applications et les clients peuvent ensuite se connecter à l'instance FCI à l'aide du même nom VNN après un basculement de plusieurs sous-réseaux.

Concepts et tâches de basculement SQL Server

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