Suporte multicast activado para o cluster heartbeat

Nós de cluster do Windows Server 2003 trocam heartbeats multicast em vez de unicast heartbeats. No Microsoft Windows NT 4.0 e Microsoft Windows 2000, todas as mensagens de heartbeat foram unicast.

Funcionamento em rede multicast refere-se a transmissão de dados de rede para um grupo de interfaces em vez de uma único destino na interface. Apenas as outras interfaces no mesmo grupo de multicast podem utilizar os dados transmitidos. Através da tecnologia multicast permite várias mensagens unicast para ser substituído por uma única mensagem multicast. Ao contrário de difusão, o tráfego de multicast não é necessário ser propagadas através da rede, reduzir a hipótese de ciclos da CPU desnecessária são gasto a filtragem de tráfego em nós fora do cluster. À medida que o número de nós aumenta, a capacidade para substituir várias mensagens unicast por uma única mensagem multicast melhora o desempenho do nó e diminui o consumo de largura de banda de rede.

Clusters são constituídos por menos de três nós não enviará heartbeats multicast. O serviço de cluster também não envia heartbeats multicast em clusters de versão mista. Por exemplo, um cluster de Windows Datacenter Server quatro nó com três nós com o Windows Server 2003 Datacenter Server e o nó restante que esteja a executar o Windows 2000 Datacenter Server será revertido para unicast heartbeats. Caso contrário, o serviço de cluster automaticamente configura e utiliza o multicast para os heartbeats do cluster por predefinição.

O controlador de rede (Clusnet.sys) do cluster é o controlador de cluster principais que tenha sido rescrito para suportar o multicast. Multicast não é utilizado para todas as comunicações dentro de clusters. Mensagens multicast substituir mensagens unicast em dois componentes de clustering do Windows:

• heartbeats : clustering do Windows O motor de detecção de falha se baseia um esquema em que nós enviem mensagens de heartbeat para outros nós. Especificamente, para cada interface de rede, o nó envia uma mensagem de heartbeat para todos os outros nós com interfaces nessa rede. As mensagens de heartbeat são enviadas segundos 1.2. No caso comum em que cada nó tem uma interface em cada rede de cluster, existem N * (N - 1) heartbeats unicast enviadas por rede segundos 1.2 num cluster do nó N. Com heartbeats multicast, o número de mensagens desce para N heartbeats multicast por rede segundos 1.2, uma vez que cada nó envia a 1 mensagem em vez de N - 1. Isto representa uma redução no processamento de ciclos no nó enviar e uma redução de largura de banda consumida.
• Reagrupar : clustering do Windows O mecanismo de membro executa um protocolo Reagrupar durante uma alteração de vista de membros. O algoritmo de protocolo Reagrupar assume a capacidade para difundir mensagens para todos os nós do cluster. Para evitar desnecessários congestionamento de rede e autenticar correctamente mensagens, primitivo difusão é implementado por uma sequência de mensagens unicast. Converter mensagens unicast para uma única mensagem multicast irá conservar energia de processamento no nó envio, reduzir o consumo de largura de banda de rede e reflectir com mais precisão intenções do algoritmo.

Configuração

Configuração multicast principalmente envolve seleccionando e concordando após um endereço de grupo multicast para cada rede de cluster. Um endereço de grupo multicast pode ser qualquer endereço D (224.0.0.0 a 239.255.255.255) de classe de IPv4. O endereço do grupo multicast pode ser configurado de uma das três formas:

• A partir de um multicast endereço dinâmico cliente de protocolo de atribuição (MADCAP) de servidor
• Automaticamente por self-selecting um endereço multicast
• Configuração manual pelo administrador

De um servidor MADCAP

Se um administrador de clusters não configurada manualmente um endereço multicast, o cluster tenta obter um endereço multicast a partir de um servidor MADCAP. Servidores MADCAP concessionar endereços multicast muito como servidores DHCP concessionar endereços unicast.

Segue-se o procedimento que o serviço de cluster utiliza para obter um endereço multicast quando existe um servidor MADCAP na rede:

1. Envie um pedido MADCAP para obter uma lista de âmbitos de multicast.
   
   Um âmbito é um intervalo de endereços multicast que estão configuradas para que o tráfego que é enviado para estes endereços possa ser limitado a um subconjunto da rede. Um servidor MADCAP pode oferecer endereços em vários âmbitos. Quando pedir um endereço MADCAP, o cluster tem de especificar o âmbito a partir do qual o endereço deve estar seleccionado.
2. Os âmbitos anunciados pelo servidores MADCAP, determine as que são válidos para a rede de clusters.
   
   Um âmbito é válido para a rede de cluster apenas se cumprir os seguintes critérios:
   • O âmbito está disponível na interface local para esta rede (por oposição a uma interface de rede diferente neste nó).
   • O âmbito não estiver no intervalo de endereços multicast reservados para tráfego de origem único (232.*. *. *).
3. Classificar os âmbitos válidos que falta de acordo com os seguintes critérios:
   • Âmbito cair o âmbito administrativo local (239.255. *. *)
   • Proximidade do servidor MADCAP com relação para o nó de cluster (mesma sub-rede como nó do cluster)
   • Âmbito tem o maior intervalo de endereços das enumerados
   • Âmbito com o menor tempo de vida atributo (tempo restante TTL) dessas enumerados
   
   
4. Pedir uma concessão de endereço de cada âmbito classificados ordem até uma concessão é obtida. Endereço semelhante um DHCP atribuído, o MADCAP endereço atribuído tem uma hora de expiração através do qual deve ser renovada a concessão.
   
   Se nenhum servidor MADCAP responde ou se existirem não âmbitos válidos com concessões disponíveis, o serviço de cluster selecciona automaticamente um endereço.

Automaticamente por Self-Selecting um endereço multicast

Se um administrador não especificou um endereço e MADCAP pedidos não conseguirão, o serviço de cluster selecciona automaticamente um endereço. O serviço de cluster selecciona aleatoriamente um endereço de um subconjunto de todos os endereços D o IPv4 classe. O intervalo de endereços multicast a utilizar para self-selection é determinado da seguinte forma:

1. Verificar o registo cluster para verificar se o administrador especificado um intervalo de endereços multicast. Não se foi especificado nenhum intervalo, o âmbito administrativo local (239.0.0.0 a 239.255.255.255) [RFC 2365] é escolhido como o intervalo predefinido.
2. Aplicar as exclusões seguintes ao intervalo de endereços:
   • 256 Endereços superiores o âmbito administrativo local tanto o âmbito administrativo organizacional, que está reservado para atribuições relativas de acordo com RFC 2365 [RFC 2365]
   • O âmbito de origem único (232.*. *. *)
   • Quaisquer âmbitos válidos obtidos recentemente um MADCAP servidor
   Se o intervalo de endereços para self-selection não estiver vazio depois de aplicadas as exclusões, o cluster selecciona aleatoriamente um endereço. O cluster configura endereços self-selected a expirar dentro de 24 horas, no caso de um servidor MADCAP é implementado na rede (ou uma concessão fica disponível).

Configuração manual pelo administrador

Um administrador pode configurar manualmente um endereço multicast para uma rede de cluster. Se um endereço de classe D IPv4 é configurado manualmente, esse endereço é utilizado sem pergunta. Um endereço configurado manualmente persiste, mesmo se o serviço de cluster for parado e reiniciado, até que o administrador configura manualmente um endereço diferente. Se um administrador especifica um endereço multicast inválido (por exemplo, não um IPv4 classe D endereço), o serviço de cluster tenta configurar automaticamente um endereço multicast válido.

Um administrador também pode desactivar o multicast, no cluster todo ou para redes individuais para que o tráfego provocado por heartbeats reverte para efectuar o unicast. Se multicast estiver desactivado para uma rede, existirá qualquer tentativa de obter um endereço multicast e o serviço de cluster utiliza unicast até que a rede é reconfigurada.

Um administrador configura multicast modificando as propriedades privadas de redes individuais e o cluster. Para visualizar as propriedades privadas para uma rede relativamente a configuração multicast; utilize o parâmetro /privproperties sem quaisquer opções. Por exemplo, para ver as propriedades multicast heartbeat para a rede de cluster PrivNet, escreva o seguinte na linha de comandos: A tabela seguinte lista todas os parâmetros de configuração para uma rede cluster em particular relativamente à utilização de multicast. A coluna gravável indica se o parâmetro pode ser definido com o cluster.exe.




O parâmetro MulticastClusterDisabled é gravável e indica se o multicast deve ser utilizado para todas as redes de cluster. Cada definição de MulticastDisabled de rede de cluster substitui a definição de MulticastClusterDisabled cluster global. O serviço de cluster em todos os nós têm que ser parado completamente antes do serviço de cluster é iniciado em cada nó para desactivar global entrem em vigor. A tabela seguinte descreve se o heartbeat multicast está desactivada para uma rede específica conforme determinado pelo valor MulticastDisabled para essa rede e o valor de MulticastClusterDisabled para todo o cluster:

* - "Não definido" implica que o parâmetro está em falta

Exemplos

Os exemplos seguintes são utilizações de exemplo de cluster.exe para gerir definições de multicast:

Para desactivar o multicast heartbeat para a rede de cluster denominada PrivNet, escreva o seguinte na linha de comandos: Para definir o endereço multicast para rede PrivNet 224.1.2.3, escreva o seguinte na linha de comandos: Para definir o intervalo de endereços multicast para PrivNet de rede a partir do qual um endereço deve ser automaticamente escolhido quando não for detectado nenhum servidor MADCAP para 239.255.0.0-239.255.0.255, escreva o seguinte na linha de comandos: Para desactivar o multicast para todo o cluster, escreva o seguinte na linha de comandos:

Chave para assinar e verificar as mensagens

O passo final para a configuração de multicast é concordar numa chave para assinar e verificar as mensagens. A chave tem de ser secreta mas deve ser acordado por todos os nós de cluster. Periodicamente, cada rede de cluster em multicast não é desactivada, um nó de cluster gera um grande número aleatório para servir como a nova chave multicast. Essa chave é encriptada e distribuída para todos os outros nós do cluster. Quando cada nó recebe a nova chave, cada nó deixa de assinar mensagens com a chave antiga. Chaves multicast nunca são registadas na base de dados do cluster e são sempre encriptadas antes da distribuição através de uma rede.

• Se alguma vez falharem heartbeats multicast (por exemplo, devido hardware incorrectamente configurado), o cluster será automaticamente e silenciosamente reverter para heartbeats unicast sem intervenção do utilizador
• Se um cluster mantiver uma concessão MADCAP num endereço multicast quando um administrador configura um endereço ou manualmente desactiva multicast, é contactado o servidor MADCAP para libertar o endereço. Não existe qualquer tentativa de libertar um endereço se o cluster for encerrado (se comunicações dentro de clusters divide, poderá ser impossível determinar se outros nós activos e utilizando o endereço)
• Imposição de propriedades privadas de multicast não graváveis é implementada apenas em nós do Windows Server 2003. Nós do Windows 2000 não irão impedir propriedades só de leitura definido
• O TTL de multicast para mensagens a enviar é definido como 1. Clustering do Windows Server 2003 Windows clusters não é possível expandir subredes. Definir o TTL de multicast para 1 indica routers com capacidade multicast não dentro de clusters forward mensagens multicast fora da sub-rede. Para clusters dispersos geograficamente, hardware VLAN deve ser configurada para reencaminhar o tráfego multicast
• Se a configuração automática for necessário e MADCAP os pedidos de tempo limite, a configuração de multicast pode ser atrasada por mais de 60 segundos. Porque MADCAP pedidos são invocados modo assíncrono, configuração de multicast não atrasará colocar quaisquer recursos de cluster online
• ClusNet utiliza o algoritmo hash HMAC SHA-1 para assinar e verificar mensagens multicast

Para mais informações sobre a rede privada e multicast, consulte os seguintes artigos e documentos: