Lastenausgleich für virtuelle Hyper-V-Virtuelle Maschinen
Einer der Hauptvorteile der Virtualisierung einer Umgebung ist die rationelle Nutzung von Ressourcen. Wenn bestimmte Virtuelle Maschinen nicht benötigt werden, können sie ausgeschaltet werden. Dadurch können freigesetzte Rechenressourcen den benötigten VMs zugewiesen werden. Mit Hyper-V Failover Cluster können Sie Ausfallzeiten Ihrer virtuellen Maschinen reduzieren. Ab den Ausgaben für Windows Server 2016 bietet Hyper-V eine Lastverteilung für VMs zwischen Hyper-V-Hosts (in diesem Fall als Cluster-Knoten bezeichnet).
Dieser Blogbeitrag behandelt die Lastverteilungsfunktion für VMs in Hyper-V Failover-Clustern und erläutert die Funktionsweise, die Konfigurationsparameter sowie die Vorteile der Lastverteilung in virtuellen Hyper-V-Umgebungen.
Was ist Hyper-V VM-Lastenausgleich und wie kann diese Funktion genutzt werden?
Lastenausgleich ist eine Funktion, die eine optimale Nutzung der Ressourcen von Hyper-V-Hosts innerhalb eines Clusters gewährleistet. Die Auslastung einer VM kann sich im Laufe der Zeit ungleichmäßig entwickeln, was dazu führen kann, dass Hyper-V-Hosts entweder stärker oder weniger stark ausgelastet sind. Dies kann wiederum dazu führen, dass einige der Knoten während der Installation von Patches oder anderen Wartungsprozessen vorübergehend nicht verfügbar sind. Ein Hyper-V-Cluster kann mit der Lastenausgleichs-Funktion, bei der VMs von einem Knoten auf einen anderen migriert werden, wenn ein Knoten überlastet ist und ein anderer Knoten über freie Rechenressourcen verfügt, ausreichend Rechenressourcen für VMs bereitstellen. Diese Funktion wird verwendet, um eine ausreichende Leistung für VMs innerhalb eines Hyper-V-Clusters bereitzustellen, und trägt somit dazu bei, eine hohe Qualität der auf VMs ausgeführten Dienste zu behalten.
Wie funktioniert Lastenausgleich?
Die Lastenausgleichsfunktion überprüft automatisch den Status eines Hyper-V-Clusters und initiiert dann je nach den Ergebnissen und Einstellungen die Migration von VMs vom überlasteten Knoten zum weniger ausgelasteten Knoten, um die Lasten auf die Hyper-V-Hosts neu zu verteilen.
Es gibt zwei Methoden, mit denen die Host-Auslastung überprüft werden kann:
- Überprüfen der RAM-Auslastung (Random Access Memory). Unzureichender Speicher auf einem Hyper-V-Host ist eines der häufigsten Probleme und kann zu Verzögerungen führen.
- Überprüfen der CPU-Auslastung (Central Processor Unit). Eine unzureichende Prozessorkapazität kann ebenfalls zu Verzögerungen führen.
Je mehr CPU- und RAM-Ressourcen von einem Host verbraucht werden, desto stärker wird der Host von Hyper-V ausgelastet. Wenn für einen Cluster ein periodischer Lastausgleich konfiguriert ist, wird die Auslastung der Hosts alle 30 Minuten bewertet. Sie können die Auslastung der Hosts auch bei Bedarf bewerten. Ein System identifiziert die Hosts, bei denen die Auslastung den definierten Schwellenwert überschreitet, sowie die Hosts, bei denen die Auslastung unter dem Schwellenwert liegt. Wenn die aktuelle Last der Cluster-Knoten ungleichmäßig ist und die genannten Bedingungen erfüllt, initiiert Hyper-V eine Live-Migration der VMs zwischen den Knoten. Mit Hyper-V Live Migration können Sie die Migration von VMs unbemerkt und ohne nennenswerte Ausfallzeiten durchführen.
Die Integration von Lastenausgleich mit einem Hyper-V-Failovercluster wird bereitgestellt. Die folgenden Clustering-Regeln werden für den Lastenausgleich berücksichtigt: Mögliche Eigentümer, Anti-Affinität (diese beiden Regeln existierten bereits vor Windows Server 2016) und Fehlerdomänen (neu).
Die Regel „ <” >„Possible Owners” definiert die Hyper-V-Hosts, für die die Migration durchgeführt werden kann. Diese Regel definiert nur mögliche VM-Besitzer und kann die VM-Migration auf unerwünschte Hosts verhindern.
Die Regeln „Anti-affinity” ermöglichen es Ihnen, die Ausführung von zwei definierten VMs auf demselben Host zu verhindern. Beispiel: Sie haben zwei VMs mit einem primären und einem sekundären Domänencontroller, die nicht auf demselben Host ausgeführt werden dürfen. Dieser Ansatz erhöht die Zuverlässigkeit für den Fall, dass der Host mit einem der Domänencontroller ausfällt.
Fehlerdomäne ist eine Funktion, die eine Gruppe von Hyper-V-Hosts definiert, die von bestimmten Arten physischer Ausfälle betroffen sein können, z. B. Netzwerkausfall, Stromausfall usw. Hyper-V-Hosts mit VMs derselben Fehlerdomäne sind in der Regel an dieselbe Stromquelle und denselben Netzwerk-Switch verbunden, sodass sie in dasselbe Rack eingebaut werden können. Bei einem Ausfall wären alle VMs derselben Fehlerdomäne betroffen. Ein Cluster kann logisch in mehrere Fehlerdomänen unterteilt werden, wobei der Ausfall einer Domain keine Auswirkungen auf andere Domänen haben sollte.
Konfigurationsparameter
Die Lastenausgleichsfunktion ist standardmäßig für Failover-Cluster in Hyper-V 2016 aktiviert. Es gibt zwei Arten von Verhaltensweisen: „Nur verwenden, wenn ein neuer Knoten zum Cluster hinzugefügt wird” und „In Zeitintervallen überprüfen”.
Nur verwenden, wenn ein neuer Knoten zum Cluster hinzugefügt wird. In diesem Fall erhält ein Cluster mehr CPU- und RAM-Ressourcen und erweitert die gesamte Rechenkapazität. Ein System bewertet die Auslastung jedes Knotens. Wenn einer der Knoten überlastet ist (ein in der Konfiguration festgelegter Schwellenwert wird überschritten), werden die entsprechenden VMs von den überlasteten Knoten auf kürzlich hinzugefügte Knoten mit freien Ressourcen migriert. Diese Option ist nützlich, wenn Sie regelmäßig Kapazitäten zu Ihrem Hyper-V-Failovercluster hinzufügen, und kann für Cluster auf Basis der Storage Spaces-Technologie nützlich sein. Diese Option hat keine Auswirkungen auf einen Cluster, wenn der Knoten, der zuvor vom Cluster getrennt wurde (z. B. für Wartung), wieder mit dem Cluster verbunden wird.
Überprüfen mit Zeitintervallen. Diese Option initiiert alle 30 Minuten eine Überprüfung der Auslastung der Clusterknoten. Wenn einer der Knoten überlastet ist (ein in der Konfiguration festgelegter Schwellenwert wird überschritten), werden die entsprechenden VMs von den überlasteten Knoten auf Knoten mit freien Ressourcen migriert.
Der Schwellenwert für die Aggressivität ist ein Parameter, der die Aggressivität des Ausgleichs definiert, der auf der RAM- und CPU-Auslastung der Knoten basiert. Der Schwellenwert für die Aggressivität kann einen von drei Werten annehmen: Niedrig (1), Mittel (2) und Hoch (3). Weitere Details zur Konfiguration finden Sie im folgenden Abschnitt.
Konfiguration
Die Hyper-V-Lastverteilung kann entweder über die grafische Benutzeroberfläche (GUI) oder über PowerShell konfiguriert werden. Um die Hyper-V-Lastverteilung zu konfigurieren, öffnen Sie zunächst den Failovercluster-Manager, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Ihren Clusternamen und wählen Sie im Kontextmenü die Option „Eigenschaften“ aus.
Wählen Sie im Fenster „Eigenschaften“ die Registerkarte „Balancer“ aus. Aktivieren/deaktivieren Sie das Kontrollkästchen, wenn Sie die Lastverteilung aktivieren/deaktivieren möchten. Sie können den Ausgleichsmodus und die Aggressivität auswählen.
Sie können den Ausgleichsmodus auch in PowerShell festlegen oder den automatischen Ausgleich deaktivieren:
(Get-Cluster).AutoBalancerMode =
Dabei kann
| AutoBalancerMode | Beschreibung |
| 0 | Deaktiviert |
| 1 | Lastenausgleich zu einem Knoten, wenn dieser beitritt |
| 2 (standardmäßig verwendet) | Immer Lastenausgleich |
Um den Schwellenwert für die Aggressivität festzulegen, geben Sie den folgenden Befehl in PowerShell ein:
(Get-Cluster).AutoBalancerLevel =
Dabei kann
| AutoBalancerLevel | Aggressivität | Beschreibung |
| 1 (standardmäßig verwendet) | Niedrig | VMs werden verschoben, wenn die Host-Auslastung mehr als 80 % beträgt |
| 2 | Mittel | VMs werden verschoben, wenn die Host-Auslastung mehr als 70 % beträgt |
| 3 | High | VMs werden verschoben, wenn die Host-Last mehr als 60 % beträgt |
System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) kann auch für die Clusterverwaltung als Alternative zum Failover Cluster Manager verwendet werden. SCVMM enthält die Funktion „Dynamische Optimierung” (verfügbar seit Windows Server 2012), die ebenfalls eine Virtuelle Maschine zwischen Cluster-Knoten neu verteilt. Wenn Sie Hyper-V-Lastenausgleich aktiviert haben und die dynamische Optimierung von SCVMM verwenden, wird der Lastenausgleich automatisch deaktiviert, sobald Sie die dynamische Optimierung in SCVMM aktivieren. In diesem Fall übernimmt SCVMM das Management der Lastverteilung, um Konflikte zu vermeiden, die durch das gleichzeitige Arbeiten zweier Funktionen und damit verbundene Probleme verursacht werden können. Microsoft empfiehlt, SCVMM mit dynamischer Optimierung zu verwenden.
Die Vorteile der Hyper-V-Lastverteilung
Die Lastverteilung ist eine hilfreiche Funktion. Die Vorteile der Verwendung von Lastenausgleich für Hyper-V-Failovercluster umfassen:
- Keine Überlastung physischer Server
- Keine Überlastung von VMs
- Verbesserte Reaktionsfähigkeit von Anwendungen
- Verbessert die Qualität der angebotenen Dienste
- Verbessert die Skalierbarkeit Ihrer Dienste und Anwendungen
- Mindert Ausfälle
NAKIVO Backup & Replikation & Replikation und Sicherung von Cluster-VMs
Hyper-V Failover Cluster ist eine effektive Lösung, die sowohl die Verfügbarkeit laufender VMs verbessert als auch vor möglichen Hardwareausfällen der Knoten schützt. Um Ihre Daten vor anderen Arten von Katastrophen zu schützen, sollte VM Backup & Replication verwendet werden. VMs, die sich auf den Hyper-V-Cluster-Hosts befinden, können bei Ereignissen wie Failover oder Lastenausgleich zwischen den Hosts migriert werden. Infolgedessen kann das Sichern der benötigten VM schwierig erscheinen, da Sie den Host erkennen müssen, auf dem sich die VM befindet (host-level VM backup wird in Betracht gezogen).
NAKIVO Backup & Replication ist eine schnelle, zuverlässige und kostengünstige Lösung zur Datensicherheit für VM-Daten, die Hyper-V-Cluster unterstützt. NAKIVO Backup & Replication kann automatisch verfolgen, auf welchem Host sich die VM befindet, sobald Sie den gesamten Cluster zum Inventar hinzugefügt haben. Dadurch wird der Prozess der Erstellung von VM-Backups oder Replikaten aus dem Hyper-V-Cluster so einfach wie das Sichern der VMs von eigenständigen Hyper-V-Hosts.
Fazit
Hyper-V Load Balancing ist eine nützliche Clustering-Funktion, die in Hyper-V für Windows Server 2016 enthalten ist. Die Funktion hilft Ihnen, Hardware-Ressourcen rationeller zu nutzen und verbessert dadurch die Qualität der bereitgestellten Dienste. CPU- und RAM-Metriken werden verwendet, um Entscheidungen zur Umverteilung der Lasten zu treffen. Der Lastenausgleich initiiert automatisch die Migration von VMs von überlasteten Knoten zu Knoten mit freien Ressourcen, wenn ein Schwellenwert (in der Konfiguration festgelegt) überschritten wird. Da Live Migration verwendet wird, kommt es zu keinen nennenswerten Ausfallzeiten. Der Hyper-V-Failovercluster mit Lastenausgleich schützt Ihre VMs vor Knotenausfällen und bietet darüber hinaus hohe Verfügbarkeit und ausreichende Rechenressourcen für VMs.
