Что нового в Windows Server 2012 R2?

Источник: habrahabrru

В этом посте я хотел бы дать краткий обзор наиболее интересных новых возможностей Windows Server 2012 R2, отталкиваясь, естественно, от доступной сейчас предварительной версии. На каждую возможность постараюсь потратить буквально несколько предложений, чтобы пояснить ее смысл, оставив детали реализации для последующих публикаций. Таким образом, главная цель - составить у вас общее представление о том, что интересного привнесет новый сервер, а дальше вы уже решите, что из этого наиболее применимо к вашим конкретным задачам. В общем, текста будет много, картинок не будет вообще.

Не смотря на то, что R2 - минорное обновление ОС, новых возможностей очень много. Чтобы как-то упорядочить изложение, я распределил эти возможности по трем группам: изменения в Hyper-V, в сетевом стеке и подсистеме управления хранилищами. По аналогии с тем, как это было сделано в свое время в обзорном курсе по Windows Server 2012. Хотя подобная классификация весьма условна, поскольку многие возможности можно в равной степени отнести сразу к нескольким категориям. Начнем с Hyper-V.

Что нового в Hyper-V?

Второе поколение виртуальных машин (Generation 2)

Помимо привычных виртуальных машин (первого поколения) вы можете создавать виртуальные машины нового (второго) поколения. Из этих ВМ удалены многие старые эмулируемые устройства, при этом поддерживается:

безопасная загрузка UEFI;
загрузка с виртуальных жестких дисков SCSI и виртуальных SCSI-DVD;
загрузка по сети с использованием синтетических сетевых адаптеров.

Производительность ВМ второго поколения выше, особенно разница заметна при загрузке и установке ОС в ВМ. В качестве гостевых ОС для ВМ второго поколения поддерживаются Windows Server 2012, Windows Server 2012 R2 и 64-битные версии Windows 8 и Windows 8.1.

Удаленное подключение через шину VMBus (Remote Desktop over VMBus)

Если гостевыми ОС являются Windows Server 2012 R2 или Windows 8.1, и в этих ОС запущена служба Remote Desktop Services (RDS), то подключаться к службам RDS гостевых ОС можно не только по сети, но и непосредственно через шину VMBus. Такое подключение происходит, когда вы просто открываете ВМ в консоли Hyper-V. При этом вы получаете все преимущества RDP-сеанса, такие как: выбор разрешения дисплея, поддержка аудио, поддержка буфера обмена (clipboard), перенаправление принтеров, смарт-карт и USB-устройств. Подчеркну, ВМ может быть вообще не подключена к сети.

Автоматическая активация

Если хостом виртуализации является Windows Server 2012 R2 Datacenter, а гостевой ОС любая редакция Windows Server 2012 R2, то такая гостевая ОС активируется автоматически при условии, что хостовая ОС уже активирована. Причем активация гостевых ОС не требует подключения к сети (ни к Интернет, ни к KMS, ни куда-либо еще).

Динамическая миграция (Live Migration)

Во-первых, возможная миграция ВМ с Windows Server 2012 на Windows Server 2012 R2. Речь идет о всех возможных видах live migration, включая shared nothing. Такой вариант миграции упрощает перевод инфраструктуры на Windows Server 2012 R2, поскольку позволяет не останавливать запущенные ВМ. Но надо помнить, что миграция на предыдущую версию, то есть с Windows Server 2012 R2 на Windows Server 2012, не поддерживается.
Во-вторых, динамическая миграция между серверами Windows Server 2012 R2 выполняется по умолчанию с компрессией (может быть отключена) данных, что сокращает нагрузку на сеть и время выполнения миграции.
В-третьих, если на источнике и приемнике установлены сетевые адаптеры с поддержкой RDMA, то динамическая миграция может осуществляться с использованием возможностей этих адаптеров, то есть с применением технологии SMB Direct, что, в свою очередь, еще более чем компрессия ускоряет процесс миграции.

Изменение размеров VHDX-дисков online (VHDX resizing)

В Windows Server 2012 R2 можно увеличивать и уменьшать размер виртуальных жестких дисков, не останавливая ВМ. Online resizing поддерживается только для VHDX-дисков, включая диск с ОС, и только подключенных к SCSI-контроллеру. Функция доступна как в консоли Hyper-V, так и в PowerShell.

Экспорт/клонирование ВМ online (Live VM export/clone)

В Windows Server 2012 R2 можно не выключая ВМ выполнять ее полный экспорт, то есть фактически создавать клон, либо экспортировать требуемый моментальный снимок (snapshot) запущенной ВМ.

Quality of Service для хранилищ (Storage QoS)

Для каждого виртуального жесткого диска ВМ на ходу можно задать максимальное и минимальное значения операций ввода-вывода в секунду (IOPS). Hyper-V будет ограничивать пропускную способность дисков сверху и генерировать оповещения, если дисковая активность ниже заданного минимального порога. Кроме того, обновлена функция resource metering, собирающая статистику по заданной ВМ или группе ВМ. В результаты измерения включены теперь и показатели IOPS.

Общий VHDX-файл (Shared VHDX)

Две и более виртуальных машин могут использовать один общий виртуальный жесткий диск формата VHDX. Эта возможность позволяет строить гостевые кластеры, то есть кластеры, узлами которых являются ВМ. Общий VHDX внутри ВМ представляется как Shared SAS-диск. В принципе, создавать гостевые кластеры можно было и раньше. Но для этого приходилось явным образом подключать ВМ к SAN с помощью, например, iSCSI или Fibre Channel. Однако подобный вариант не вполне оптимален для хостеров, которым в идеале хотелось бы полностью абстрагировать свои СХД от уровня ВМ, то есть скрыть от ВМ особенности реализации хранилища. Теперь такой сценарий легко реализовать. Нет необходимости выделять для очередного гостевого кластера отдельный LUN или CSV-том. Гостевой кластер строится на основе общего VHDX-файла, который можно расположить на CSV-томе физического failover-кластера, либо в общей папке (на шаре) Scale-Out File Server-а. При этом надо иметь в виду, что узлы failover-кластера или Scale-Out File Server-а должны работать под управлением Windows Server 2012 R2. В качестве ОС виртуальных машин, составляющих гостевой кластер, могут выступать как Windows Server 2012 R2, так и Windows Server 2012. В последнем случае необходимо обновить интеграционные компоненты ВМ.

Hyper-V Replica

Два полезных нововведения в механизме репликации ВМ.

Реплика ВМ может быть, в свою очередь, реплицирована. Например, вы не располагаете вторым ЦОД-ом, куда могли бы реплицировать критически важную для бизнеса ВМ. Поэтому решаете реплицировать ВМ в ЦОД провайдера. Провайдер же обладает дополнительными площадками, и для повышения уровня отказоустойчивости вашей ВМ, реплику этой ВМ реплицирует в свой второй сайт.
Теперь помимо пятиминутного интервала репликации, поддерживаемого в Windows Server 2012, можно задать интервал в 30 секунд, либо в 15 минут.

Кроме того, надо напомнить, что вы можете настроить репликацию для произвольного количества ВМ причем в разных ЦОД-ах. В Windows Azure появился специальный сервис, позволяющий вам централизованно управлять (оркестрировать) репликами ваших ВМ.

Что нового в сетевых возможностях?

Virtual RSS (vRSS)

Технология RSS, при условии, что она поддерживается сетевым адаптером хоста, позволяет обрабатывать входящий сетевой трафик хоста несколькими ядрами доступных физических процессоров. Однако, трафик внутри ВМ по-прежнему обрабатывается одним виртуальным процессором. В Windows Server 2012 R2 благодаря vRSS появилась возможность распределять обработку сетевого трафика по различным виртуальным процессорам ВМ. Это особенно важно в сценариях, когда на хосте запущено немного или вообще одна ВМ, но очень интенсивно обрабатывающая сетевые потоки. Подобная ситуация характерна, например, для различных шлюзов, специализированных устройств на базе Windows Server. Чтобы задействовать vRSS, на хосте доложен быть сетевой адаптер с поддержкой VMQ.

Динамический режим балансировки трафика в NIC Teaming (NIC Teaming Dynamic Mode)

Встроенная в Windows Server 2012 технология NIC Teaming позволяет агрегировать несколько сетевых адаптеров в группу, обеспечивая отказоустойчивость и балансировку сетевого трафика. Балансировка возможна в двух режимах: Hyper-V Port, когда фактически запущенная на хосте ВМ ставится в соответствие некоторому сетевому адаптеру тиминговой группы; Address Hash, когда по сути трафик на конкретный TCP- или UDP-порт (или IP-адрес) направляется через конкретный адаптер группы. В Windows Server 2012 R2 появился еще один режим балансировки - динамический. В этом случае исходящий трафик разбивается на так называемые flowlets и распределяется по всем адаптерам группы. Данный режим позволяет достичь более равномерного распределения трафика по имеющимся сетевым адаптерам. Для примера предположим, что на хосте в тиминг объединены четыре сетевых адаптера, при этом запущены три ВМ. В случае режима балансировки Hyper-V Port, исходящий трафик от ВМ будет передаваться с использованием только трех адаптеров группы (каждая ВМ будет "привязана" к одной сетевушке), в случае динамического режима - с использованием всех четырех.

Расширенные списки управления доступом (Extended ACLs)

В Windows Server 2012 для каждого порта Hyper-V Extensible Switch можно задать ACL, тем самым разрешив или запретив трафик на конкретный MAC-адрес либо IP-адрес, в одну либо в обе стороны. В Windows Server 2012 R2 в настройках ACL появилась возможность дополнительно указать протокол, порт, а также задать признак stateful для, например, расширенного анализа трафика.

Удаленные мониторинг сетевого трафика (Remote Live Monitoring)

Благодаря новым функциям в WMI и ETW появляется возможность удаленного мониторинга сетевого трафика в режиме online, либо сбора информации для последующего offline-анализа. Для этого на свою рабочую станцию вы устанавливаете Microsoft Message Analyzer (следующая версия Network Monitor, сейчас находится в бета-версии) и указываете трафик какого хоста или даже конкретной ВМ на этом хосте вас интересует. Понятно, на хосте предполагается Windows Server 2012 R2, упомянутые расширения WMI и ETW доступны только в этой ОС.

Изменения в Network Virtualization

Я упомяну четыре наиболее важных изменения в технологии виртуализации сети (Network Virtualization, NV).

Интеграция с NIC Teaming. Теперь на хостах, где используется виртуализация сети, можно совместно с NV применять тиминг сетевых адаптеров как для failover, так и для балансировки трафика.
NVGRE Task Offload. На рынке начинают появляться сетевые адаптеры с поддержкой NVGRE, позволяющие перевести на аппаратный уровень адаптера часть задач, связанных с обработкой трафика NV. Естественно, это в первую очередь призвано повысить производительность сетевых операций.
Hyper-V Extensible Switch в Windows Server 2012 "видит" только CA-адреса при использовании NV. Напротив, в Windows Server 2012 R2, свитч работает и на уровне PA-адресов, что позволяет настраивать правила форвардинга, фильтрации, инспекции пакетов с учетом NV.
Встроенный шлюз (Built-in software gateways). Теперь Windows Server 2012 R2 может выступать в качестве готового шлюза для NV, обеспечивая связь ВМ, использующих виртуализацию сети, с внешним миром. При этом поддерживается и вариант маршрутизации трафика, и Site-to-Site туннелирование.

Управление коммутаторами (Standards Based Switch Management)

Коммутаторы, поддерживающие Open Management Infrastructure (OMI), могут управляться через PowerShell. В Windows Server 2012 R2 добавлен набор командлетов, позволяющих задавать необходимые настройки для свитчей: настраивать VLAN-ы, конкретные порты и пр.

IP Address Management (IPAM)

Модуль для взаимодействия с System Center Virtual Machine Manager позволяет теперь настроить двусторонний обмен информаций между VMM и службой IPAM и аккумулировать в IPAM данные как о физическом, так и виртуальном адресном пространстве.

Что нового в управлении хранилищами?

Поддержка VHDX в iSCSI Target

iSCSI Target Server, который, напомню, является встроенной компонентой серверной ОС, теперь поддерживает формат VHDX со всеми вытекающими последствиями: поддержка файлов размером до 64 ТБ, увеличение/уменьшение размеров VHDX в режиме online и пр. VHDX теперь является форматом по умолчанию для iSCSI Target, реализована полная поддержка SMI-S для управления iSCSI Target с помощью VMM. Немного уклоняясь от темы, замечу здесь, что из консоли System Center 2012 R2 Virtual Machine Manager можно не только настраивать iSCSI-хранилища с поддержкой SMI-S, но и создавать и конфигурировать Scale-Out File Server, причем как из хостов с уже установленной Windows Server 2012 R2, так и bare metal.

Усовершенствования файлового кластера

Файловый кластер в Windows Server 2012 можно настроить в режиме "активный-активный", когда все узлы кластера могут обрабатывать SMB-подключения клиентов к общим папкам (кластерным шарам). Это и есть Scale-Out File Server. Такой режим подразумевает наличие CSV-томов (Cluster Shared Volume), поскольку запросы на чтение/запись в один и тот же файл, хранящийся на общем кластерном хранилище, могут приходить с разных (активных) узлов кластера. CSV как раз и реализует такую возможность. Но для каждого CSV-тома все равно назначается владелец (owner), который отвечает за операции над метаданными (создание, переименование, удаление файлов и т.д.). Представим, что очередной SMB-клиент подключается к кластеру и пытается создать файл. SMB-подключение от клиента обрабатывает конкретный узел кластера, скажем, Node3. Но владельцем тома, где нужно создать файл, является узел Node2. В этом случае происходит перенаправление (SMB Redirect) запроса по сети с Node3 на Node2, и уже последний, как владелец тома, выполняет операцию создания файла. Так вот в Windows Server 2012 все подключения конкретного SMB-клиента обрабатывались одним и тем же узлом кластера, в приведенном примере узлом Node3, что могло порождать большое количество операций перенаправления. В Windows Server 2012 R2 подключения отслеживаются не per server, а per share. Если тот же SMB-клиент подключается к другой шаре кластера, то это подключение может обрабатывать другой узел кластера. Такой подход обеспечивает более оптимальную балансировку нагрузки между узлами кластера. Более того, владение различными CSV-томами, принадлежащими кластеру, теперь автоматически распределяется между узлами кластера, и это распределение изменяется при изменении конфигурации кластера (добавление узла, отработка отказа узла и пр.).

Управление полосой пропускания для SMB-трафика (SMB Bandwidth Management)

В Windows Server 2012 R2 вы можете задать лимит, выраженный в байтах в секунду, для определенного типа SMB-трафика. Таких предопределенных типов пока три: VirtualMachine (трафик между виртуальной машиной и VHDX-файлом, расположенным на файловом SMB-сервере), LiveMigration (трафик динамической миграции, если используется SMB), Default (весь остальной трафик). Лимиты задаются с помощью командлета Set-SMBBandwidthLimit.

Усовершенствования дедупликации

Впервые представленная в Windows Server 2012 дедупликация теперь поддерживается в том числе для открытых файлов VHD/VHDX, для CSV-томов, подключенных к Scale-Out File Server.

Поддержка многоуровневого хранилища в Storage Spaces (Storage Spaces - Storage Tiering)

При создании пулов Storage Spaces в Windows Server 2012 R2 можно объединять в отдельные уровни диски SSD и HDD. Для повышения производительности ОС автоматически размещает на SSD-уровне наиболее востребованные данные, плюс администратор может явным образом указать, какие конкретно файлы необходимо расположить на этом уровне.

Это не все. Как уже говорил, я отобрал наиболее интересные с моей субъективной точки зрения возможности. В дальнейшем о некоторых из них, а также о тех, которые в обзор не вошли, мы поговорим более подробно. Если есть пожелания, о чем рассказать в первую очередь, пишите.