Was ist ein VMware DRS-Cluster?
Ein Cluster ist eine Gruppe von Hosts, die über eine spezielle Software miteinander verbunden sind, wodurch sie zu Elementen eines einzigen Systems werden. Mindestens zwei Hosts (auch als Knoten bezeichnet) müssen mit verbunden sein, um einen Cluster zu erstellen. Wenn Hosts zum Cluster hinzugefügt werden, werden ihre Ressourcen zu Ressourcen des Clusters und werden vom Cluster verwaltet.
Die gängigsten Arten von VMware vSphere-Clustern sind Hochverfügbarkeitscluster (HA) und Distributed Resource Scheduler (DRS)-Cluster. HA-Cluster sind darauf ausgelegt, eine hohe Verfügbarkeit der darauf ausgeführten virtuellen Maschinen und Dienste zu gewährleisten. Wenn ein Host ausfällt, starten sie die virtuellen Maschinen sofort auf einem anderen VMware ESXi-Host neu. DRS-Cluster sorgen für den Lastausgleich zwischen ESXi-Hosts. Im heutigen Blogbeitrag werden wir uns eingehend mit dem DRS-Cluster-System befassen.
Wie funktioniert der DRS-Cluster?
Der Distributed Resource Scheduler (DRS) ist eine Art VMware vSphere-Cluster, der Lastenausgleich bietet, indem er VMs von einem stark ausgelasteten VMware ESXi-Host auf einen anderen Host mit ausreichenden Rechenressourcen migriert, während die VMs weiterhin ausgeführt werden. Dieser Ansatz wird verwendet, um eine Überlastung der VMware ESXi-Hosts zu verhindern. Virtuelle Maschinen können zu unterschiedlichen Zeiten ungleichmäßige Workloads aufweisen. Wenn ein VMware ESXi-Host überlastet ist, wird die Leistung aller auf diesem Host ausgeführten VMs beeinträchtigt. Der VMware DRS-Cluster hilft in dieser Situation durch die automatische Migration von VMs.
Aus diesem Grund wird DRS in der Regel zusätzlich zu HA verwendet, wodurch Failover mit Lastenausgleich kombiniert wird. Im Falle eines Failovers werden die virtuellen Maschinen von HA auf anderen ESXi-Hosts neu gestartet, und DRS, das über die verfügbaren Rechenressourcen informiert ist, gibt Empfehlungen für die Platzierung der VMs. Für diese Live-Migration virtueller Maschinen wird die vMotion-Technologie verwendet, die für Benutzer und Anwendungen transparent ist.
Ressourcenpools werden für die flexible Ressourcenverwaltung von ESXi-Hosts im DRS-Cluster verwendet. Sie können für jeden Ressourcenpool Prozessor- und Speichergrenzen festlegen und dann Virtuelle Maschinen hinzufügen. Sie könnten beispielsweise einen Ressourcenpool mit hohen Ressourcengrenzen für die Virtuellen Maschinen der Entwickler, einen zweiten Pool mit normalen Grenzen für die Virtuellen Maschinen der Tester und einen dritten Pool mit niedrigen Grenzen für andere Benutzer erstellen. Mit vSphere können Sie untergeordnete und übergeordnete Ressourcenpools erstellen.
Wann werden DRS-Cluster verwendet?
Die DRS-Lösung wird in der Regel in großen virtuellen VMware-Umgebungen mit ungleichmäßigen Workloads der VMs eingesetzt, um ein rationelles Ressourcenmanagement zu ermöglichen. Durch die Kombination von DRS und HA entsteht ein hochverfügbarer Cluster mit Lastenausgleich. DRS ist auch nützlich für die automatische Migration von VMs von einem ESXi-Server, der von dem Administrator in den Modus der Wartung versetzt wurde. Dieser Modus muss aktiviert sein, damit der ESXi-Server Wartungsarbeiten wie Firmware-Upgrades, die Installation von Sicherheitspatches, ESXi-Updates usw. durchführen kann. Auf einem ESXi-Server, der in die Wartung versetzt wird, dürfen keine Virtuellen Maschinen ausgeführt werden.
DRS-Clustering-Funktionen
Die wichtigsten DRS-Clustering-Funktionen sind Lastenausgleich, verteiltes Energiemanagement und Affinitätsregeln.
Lastenausgleich ist die Funktion, die die Auslastung der Rechenressourcen (CPU und RAM) optimiert. Die Auslastung der Prozessor- und Speicherressourcen durch jede VM sowie die Auslastung jedes ESXi-Hosts innerhalb des Clusters werden kontinuierlich überwacht. DRS überprüft den Ressourcenbedarf der VMs und ermittelt, ob es einen besseren Host für die VM gibt. Wenn ein solcher Host vorhanden ist, gibt der DRS je nach Ihren Einstellungen eine Empfehlung zur Migration der VM im automatischen oder manuellen Modus aus. Der DRS generiert diese Empfehlungen bei Bedarf jede Minute. Die folgende Abbildung veranschaulicht den DRS bei der Durchführung einer VM-Migration zum Zwecke des Lastausgleichs.
Distributed Power Management (DPM) ist eine Energiesparfunktion, die die Kapazität der Cluster-Ressourcen mit den von den VMs innerhalb des Clusters genutzten Ressourcen vergleicht. Wenn im Cluster genügend freie Ressourcen vorhanden sind, empfiehlt DPM, die VMs von wenig ausgelasteten ESXi-Hosts zu migrieren und diese Hosts auszuschalten. Wenn der Cluster mehr Ressourcen benötigt, werden Wake-up-Pakete gesendet, um die Hosts wieder einzuschalten. Damit dies funktioniert, müssen die ESXi-Server eines der folgenden Energieverwaltungsprotokolle unterstützen: Wake-On-LAN (WOL), Hewlett-Packard Integrated Lights-Out (iLO) oder Intelligent Platform Management Interface (IPMI). Mit dem DPM des DRS-Clusters können Sie bis zu 40 % der Stromkosten einsparen.
Affinitätsregeln ermöglichen Ihnen eine gewisse Kontrolle über die Platzierung von VMs auf Hosts. Es gibt zwei Arten von Regeln, mit denen VMs zusammen oder getrennt behalten werden können:
- Affinitäts- oder Anti-Affinitätsregeln zwischen einzelnen VMs.
- Affinitäts- oder Anti-Affinitätsregeln zwischen Gruppen von VMs und Gruppen von ESXi-Hosts.
Sehen wir uns anhand von Beispielen an, wie diese Regeln funktionieren.
1. Angenommen, Sie haben einen Datenbankserver, der auf einer VM läuft, einen Webserver, der auf einer zweiten VM läuft, und einen Anwendungsserver, der auf einer dritten VM läuft. Da diese Server miteinander interagieren, sollten die drei VMs idealerweise auf einem ESXi-Host zusammengehalten werden, um eine Überlastung des Netzwerks zu vermeiden. In diesem Fall würden wir die Option „Virtuelle Maschinen zusammenhalten“ (Affinität) auswählen.
2. Wenn Sie einen Cluster auf Anwendungsebene innerhalb von VMs in einem DRS-Cluster bereitgestellt haben, möchten Sie möglicherweise ein angemessenes Maß an Redundanz für den Cluster auf Anwendungsebene sicherstellen (dies bietet zusätzliche Verfügbarkeit). In diesem Fall könnten Sie eine Anti-Affinitätsregel erstellen und die Option „Separate Virtual Machines“ (Virtuelle Maschinen trennen) auswählen. Ähnlich können Sie diesen Ansatz verwenden, wenn eine VM ein Hauptdomänencontroller und die zweite ein Replikat dieses Domänencontrollers ist (für Domänencontroller wird die Replikation auf Active Directory-Ebene verwendet). Wenn der VMware ESXi-Host mit der VM des Hauptdomänencontrollers ausfällt, können Benutzer eine Verbindung zur replizierten Domänencontroller-VM herstellen, sofern diese auf einem separaten VMware ESXi-Host ausgeführt wird.
3. Eine Affinitätsregel zwischen einer VM und einem VMware ESXi-Host kann insbesondere aus Gründen der Lizenzierung festgelegt werden. Wie Sie wissen, können in einem VMware DRS-Cluster die Virtuellen Maschinen zwischen Hosts migriert werden. Viele Softwarelizenzierungsrichtlinien – beispielsweise für Datenbanksoftware – verlangen, dass Sie eine Lizenz für alle Hosts erwerben, auf denen die Software ausgeführt wird, selbst wenn nur eine VM die Software innerhalb des Clusters ausführt. Daher sollten Sie verhindern, dass solche VMs auf andere Hosts migrieren und Ihnen zusätzliche Lizenzen kosten. Dies können Sie durch Anwenden einer Affinitätsregel erreichen: Die VM mit der Datenbanksoftware darf nur auf dem ausgewählten Host ausgeführt werden, für den Sie eine Lizenz besitzen. In diesem Fall sollten Sie die Option „Virtual Machines to Hosts“ (Virtuelle Maschinen zu Hosts) auswählen. Wählen Sie „Must Run on Host“ (Muss auf Host laufen) und geben Sie dann den Host mit der Lizenz ein. (Alternativ können Sie „Must Not Run on Hosts in Group“ (Darf nicht auf Hosts in der Gruppe laufen) auswählen und alle nicht lizenzierten Hosts angeben.
Wie Sie Affinitätsregeln festlegen, erfahren Sie im Abschnitt „Einrichtung“ weiter unten.
Anforderungen für die Einrichtung eines DRS-Clusters
Die folgenden Anforderungen müssen erfüllt sein, um einen DRS-Cluster einzurichten:
- CPU-Kompatibilität. Es ist die maximale Kompatibilität der Prozessoren zwischen ESXi-Hosts erforderlich. Die Prozessoren müssen vom selben Anbieter stammen und zur selben Familie mit identischen Befehlssätzen gehören. Idealerweise sollte für alle ESXi-Hosts dasselbe Prozessormodell verwendet werden.
- Gemeinsamer Datenspeicher. Alle ESXi-Hosts müssen mit einem gemeinsam genutzten Speicher wie SAN (Storage Area Network) oder NAS (Network Attached Storage) verbunden sein, der auf gemeinsam genutzte VMFS-Volumes zugreifen kann.
- Netzwerkverbindung. Alle ESXi-Hosts müssen miteinander verbunden sein. Idealerweise verfügen Sie über ein separates vMotion-Netzwerk mit einer Bandbreite von mindestens 1 Gbit für die VM-Migration zwischen Hosts.
- vCenter Server muss bereitgestellt werden , um den Cluster zu verwalten und zu konfigurieren.
- Mindestens 2 ESXi-Server müssen installiert und konfiguriert sein (3 oder mehr ESXi-Server werden empfohlen).
So richten Sie den DRS-Cluster ein
Zunächst müssen Sie die ESXi-Hosts, die Netzwerkverbindung, den gemeinsam genutzten Speicher und den vCenter-Server konfigurieren. Nach der Konfiguration können Sie Ihren DRS-Cluster einrichten. Melden Sie sich mit dem vSphere-Webclient beim vCenter-Server an. Erstellen Sie ein Rechenzentrum, in dem Sie Ihre ESXi-Hosts platzieren möchten: vCenter –> Rechenzentren –> Neues Rechenzentrum. Wählen Sie dann Ihr Rechenzentrum aus und klicken Sie auf „Aktionen“ –> Host hinzufügen, um die benötigten ESXi-Hosts gemäß den Empfehlungen des Assistenten hinzuzufügen. Jetzt können Sie einen Cluster erstellen.
Um einen Cluster zu erstellen, gehen Sie wie folgt vor:
- Gehen Sie zu vCenter –> Hosts & Cluster.
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Ihr Rechenzentrum und wählen Sie „Neuer Cluster“.
- Legen Sie den Namen des Clusters fest und aktivieren Sie das Kontrollkästchen „DRS aktivieren“. Klicken Sie auf „OK“, um den Vorgang zum Fertigstellen durchzuführen.
Wenn Sie bereits einen Cluster erstellt haben, führen Sie die folgenden Schritte aus:
- Gehen Sie zu vCenter –> Cluster –> Ihr Cluster-Name.
- Öffnen Sie „Verwalten“ –> Registerkarte „Einstellungen“.
- Wählen Sie „vSphere DRS“ und klicken Sie auf „Bearbeiten“.
- Aktivieren Sie das Kontrollkästchen „vSphere DRS aktivieren“. Klicken Sie auf „OK“, um den Vorgang fertigzustellen.
Nachdem Sie den DRS-Cluster erstellt haben, können Sie die DRS-Automatisierung, DPM, Affinitätsregeln und andere Optionen konfigurieren.
DRS-Automatisierung. Um die Lastverteilung einzurichten, benötigen Sie den Abschnitt „DRS-Automatisierung“. Hier können Sie die Automatisierungsstufe (manuell, teilweise automatisiert oder vollständig automatisiert) sowie den Migrationsschwellenwert (Werte von 1 bis 5, wobei 1 konservativ und 5 aggressiv ist) auswählen. Wenn Sie individuelle Automatisierungsstufen für virtuelle Maschinen einrichten möchten, aktivieren Sie das entsprechende Kontrollkästchen.
Energieverwaltung. Sie können DPM einrichten, indem Sie einen der folgenden Werte auswählen: Aus, Manuell oder Automatisch. Wie bei der oben beschriebenen Lastenausgleichsfunktion können Sie die DPM-Schwellenwerte von 1 (konservativ) bis 5 (aggressiv) auswählen.
Erweiterte Optionen. Sie können die erweiterten Optionen manuell einstellen, um Ihren Cluster detailliert zu optimieren.
Beispielsweise können Sie „MinImbalance 40“ für die Berechnung der Zielungleichgewichtigkeit festlegen. Der Standardwert ist 50, wobei 0 der aggressivste Wert ist. Weitere Informationen hierzu und zu allen erweiterten Optionen finden Sie in der VMware-Dokumentation.
Affinitätsregeln. Um Affinitäts- und Anti-Affinitätsregeln festzulegen, führen Sie die folgenden Schritte aus:
1. Gehen Sie zu vCenter –> Cluster –> Ihr Cluster-Name
2. Gehen Sie zu „Verwalten“ –> Registerkarte „Einstellungen“
3. Wählen Sie „DRS-Regeln“ und klicken Sie auf „Hinzufügen“. Legen Sie einen Namen für die Regel fest.
4. Wählen Sie den Regeltyp aus:
- Virtuelle Maschinen zusammenhalten (Affinität)
- Virtuelle Maschinen trennen (Anti-Affinität)
- Virtuelle Maschinen zu Hosts (Affinität oder Anti-Affinität)
5. Wählen Sie VMs für die ersten beiden Regeltypen oder VM-Gruppen, Hostgruppen und Richtlinien für den dritten Regeltyp aus.
6. Klicken Sie auf „OK“, um den Vorgang zu beenden.
Ressourcenpools. Wenn Sie einen Ressourcenpool für Ihre VMs in einem Cluster erstellen möchten, gehen Sie wie folgt vor:
- Gehen Sie zu vCenter –> Cluster –> Ihr Cluster-Name.
- Klicken Sie auf „Aktionen“ (Aktionen) –> „New Resource Pool“ (Neuer Ressourcenpool).
- Geben Sie dem Pool einen Namen und legen Sie dann die Grenzen und Reservierungen für CPU und Arbeitsspeicher fest. Klicken Sie anschließend auf „OK“.
Jetzt können Sie Ihre Virtuellen Maschinen zum Ressourcenpool hinzufügen. So können Sie eine vorhandene VM in den Ressourcenpool migrieren:
- Gehen Sie zu vCenter –> Virtuelle Maschinen.
- Wählen Sie Ihre virtuelle Maschine aus.
- Klicken Sie auf „Aktionen“ –> „Migrate“. Das Assistentenfenster wird angezeigt.
- Wählen Sie im Abschnitt „Migrationstyp“ die Option „Host ändern“ aus und klicken Sie auf „Weiter“.
- Wählen Sie im Abschnitt „Zielressource auswählen“ Ihren Ressourcenpool aus und klicken Sie auf „Weiter“.
- Klicken Sie im Abschnitt „Auswahl überprüfen“ auf „Fertigstellen“.
Nach der Konfiguration können Sie den Status Ihres neu erstellten DRS-Clusters überprüfen. Gehen Sie dazu einfach zu vCenter –> Cluster –> Name Ihres Clusters und klicken Sie auf die Registerkarte „Zusammenfassung“.
Die Vorteile der Verwendung von DRS
Der Hauptvorteil der Verwendung eines VMware DRS-Clusters ist das effektive Ressourcenmanagement mit Lastenausgleich. Dies verbessert die Qualität der bereitgestellten Dienste und ermöglicht Ihnen gleichzeitig, mit DPM Strom (und damit Geld) zu sparen. Sie können die Platzierung der virtuellen Maschinen manuell oder automatisch verwalten, was die Wartung und den Support vereinfacht.
Zusammenfassung
Die DRS-Cluster-Lösung ist Teil der VMware vSphere-Virtualisierungssoftware und besonders nützlich in großen virtuellen Umgebungen. DRS-Funktionen wie Lastenausgleich, Energieverwaltung und Affinitätsregeln helfen Ihnen, die Ressourcennutzung sowie die Leistung des Clusters zu optimieren. Mit Distributed Power Management können Sie Stromkosten sparen. Durch die Kombination von DRS und HA erhalten Sie einen ausgewogenen VMware vSphere-Cluster mit hoher Verfügbarkeit, der eine effektive und leistungsstarke Lösung für jede virtuelle Infrastruktur darstellt.
NAKIVO Backup & Replication ist ein Produkt zum Schutz von VMware-Virtuellen Maschinen und Clustern. Wenn Sie vCenter mit einem Cluster zum Inventar des Produkts hinzufügen, werden automatisch auch alle VMs des Clusters hinzugefügt. Wenn ein Cluster für einen Backup- oder Replikationsauftrag ausgewählt wird, werden automatisch alle VMs dieses Clusters ausgewählt, unabhängig davon, auf welchem ESXi-Host sie sich befinden.
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