Proxmox 節點叢集與高可用性 (HA) 架構建置

Posted on by Rico

🔰 引言

在安裝並成功啟用 Proxmox VE 之後，
若希望建立具備 自動容錯 (Failover) 與 集中管理 (Cluster Management) 的虛擬化環境，
就需要進一步了解 Proxmox 節點叢集（Cluster） 與 高可用性（High Availability, HA） 架構的建置方式。

Proxmox 內建 Corosync 與 PVE Cluster Manager (pmxcfs)，
不需要額外安裝 vCenter、DRS 或 SRM 等商業軟體，
即可讓多台主機組成協同運作的虛擬化叢集環境。

本文將說明：
1️⃣ Proxmox 叢集的原理與運作方式
2️⃣ 叢集建立的實際步驟
3️⃣ 高可用性 (HA) 的設定與自動切換驗證

🧩 一、Proxmox 叢集 (Cluster) 架構原理

1️⃣ 基本概念

在 Proxmox 環境中，「叢集」是由多台節點 (Node) 組成的管理群組。
叢集可讓多台主機共享統一的：

  • 虛擬機清單與設定檔
  • 儲存設定（例如 NFS / Ceph / ZFS Replication）
  • 使用者權限與憑證
  • HA 自動切換控制

每個節點都執行一個 pmxcfs (Proxmox Cluster File System)，
它是一個透過 Corosync 通訊層 同步的記憶體式檔案系統，
確保所有節點設定一致。

2️⃣ 架構圖 (概念)

          ┌──────────────────────────┐
          │        Proxmox Cluster   │
          │   (pmxcfs + Corosync)    │
          └──────────────────────────┘
             │          │           │
       ┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐
       │ Node01 │ │ Node02 │ │ Node03 │
       └────────┘ └────────┘ └────────┘
           │             │            │
        Shared Storage  (NFS / Ceph / ZFS Replication)

3️⃣ 叢集關鍵元件

元件角色說明
Corosync通訊層提供節點之間的狀態同步與投票機制。
pmxcfs檔案層Cluster 設定檔案系統，確保所有節點設定一致。
pve-cluster管理層提供叢集指令與節點控制。
HA Manager (pve-ha-manager)控制層監控虛擬機狀態並執行自動 Failover。

⚙️ 二、叢集環境建立步驟

範例環境

節點名稱IP 位址說明
pve-node01192.168.10.11主要節點 (Cluster Creator)
pve-node02192.168.10.12成員節點
pve-node03192.168.10.13成員節點

所有節點：

  • 已安裝 Proxmox VE 9.0.10
  • 使用相同的網段與靜態 IP
  • 同步系統時間（建議使用 NTP）

步驟 1：建立叢集（在主節點執行）

pvecm create mycluster

此指令會建立一個名為 mycluster 的叢集，
並在 /etc/pve/corosync.conf 產生設定檔。

步驟 2：加入其他節點

在 pve-node02、pve-node03 上分別執行：

pvecm add 192.168.10.11

系統會要求輸入 root 密碼，
成功後會同步叢集設定並自動加入 Corosync 群組。

步驟 3：驗證叢集狀態

pvecm status

正常情況會看到：

Cluster information
-------------------
Name:             mycluster
Config Version:   3
Nodes:            3
Quorum:           3
Votequorum:       2

💡 Quorum（投票機制）為叢集判定節點存活的核心機制，
若失去過半節點，叢集將停止 HA 自動操作以防資料損毀。

🧠 三、高可用性 (HA) 架構與設定

1️⃣ HA 的基本概念

Proxmox 的 HA 功能可讓虛擬機（VM / CT）在節點故障時自動轉移至其他節點。
其運作原理如下：

  • pve-ha-manager 監控 VM 狀態。
  • 若偵測節點離線（由 Corosync 判定），
    pve-ha-crm 會將該 VM 自動在其他節點上重新啟動。
  • 所有 HA 資訊由叢集內的節點共享管理。

2️⃣ 啟用 HA 管理器

確認叢集已建立，啟用服務：

systemctl enable pve-ha-lrm pve-ha-crm --now

3️⃣ 將 VM 加入 HA 群組

在 Proxmox Web 介面中：

  1. 選取要啟用 HA 的 VM。
  2. 點選 Resources → HA → Add。
  3. 選擇 HA Group（預設可為 “default”）。
  4. 儲存設定。

CLI 方式：

ha-manager add vm:101

4️⃣ 驗證 HA 自動切換

模擬節點故障：

systemctl stop pve-cluster corosync

或直接關閉節點電源。

幾秒後可在其他節點上看到該 VM 自動啟動：

ha-manager status

狀態應顯示：

vm:101 state = started node=pve-node02

🗄️ 四、叢集共享儲存選項

若要讓 VM 在節點間自動切換，
所有節點必須能 存取相同的虛擬磁碟檔案（shared storage）。
常見方案如下：

儲存方式說明適用場景
NFS / iSCSI最簡單的共用儲存，集中於一台 NAS 或 SAN。中小型環境
ZFS Replication透過定時同步複製資料集。單機容錯或跨機備援
Ceph Cluster分散式儲存架構，整合於 Proxmox。中大型企業叢集

💡 若使用 Ceph，可在同一介面中統一管理儲存與計算節點，
並支援多副本 (replica) 自動修復。

⚙️ 五、HA 實務建議

項目建議
節點數量建議至少 3 台，以確保 Quorum 正常運作。
Corosync 網路可使用獨立 VLAN 或 10Gb 專線，避免與 VM 網路干擾。
電源管理 (Fence)企業環境可整合 IPMI 進行自動斷電隔離。
備份策略即使啟用 HA，仍建議搭配 PBS 進行定期備份。

✅ 結語

Proxmox VE 的叢集與 HA 架構，是其最具競爭力的功能之一。
透過內建的 Corosync 通訊、pmxcfs 同步檔案系統與 HA 管理模組，
即可在不依賴第三方授權軟體的情況下，
實現 多節點自動容錯、高可用虛擬化平台。

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