Che cos’è un cluster VMware DRS?
Un cluster è un gruppo di host collegati tra loro tramite un software speciale che li rende elementi di un unico sistema. Per creare un cluster devono essere collegati almeno due host (chiamati anche nodi) create a cluster. Quando gli host vengono aggiunti al cluster, le loro risorse diventano risorse del cluster e vengono gestite dal cluster stesso.
I tipi più comuni di cluster VMware vSphere sono i cluster ad alta disponibilità (HA) e Distributed Resource Scheduler (DRS). I cluster HA sono progettati per fornire alta disponibilità delle VM e dei servizi in esecuzione su di esse; se un host si guasta, riavviano immediatamente le VM su un altro Host VMware ESXi. I cluster DRS forniscono il bilanciamento del carico tra gli host ESXi e nel post del blog di oggi esploreremo in profondità il sistema di cluster DRS.
Come funziona il cluster DRS?
Distributed Resource Scheduler (DRS) è un tipo di cluster VMware vSphere che fornisce il bilanciamento del carico migrando le VM da un host VMware ESXi fortemente caricato a un altro host che dispone di risorse di elaborazione sufficienti, il tutto mentre le VM sono ancora in esecuzione. Questo approccio viene utilizzato per evitare il sovraccarico degli host VMware ESXi. Le VM possono avere carichi di lavoro irregolari in momenti diversi e, se un host VMware ESXi è sovraccarico, le prestazioni di tutte le VM in esecuzione su quell’host risultano ridotte. Il cluster VMware DRS aiuta in questa situazione fornendo la migrazione automatica delle VM.
Per questo motivo, DRS viene solitamente utilizzato in aggiunta a HA, combinando il failover con il bilanciamento del carico. In caso di failover, le VM vengono riavviate dall’HA su altri host ESXi e il DRS, essendo a conoscenza delle risorse di elaborazione disponibili, fornisce i consigli per il posizionamento delle VM. La tecnologia vMotion viene utilizzata per questa migrazione live delle VM, che è trasparente per gli utenti e le applicazioni.
I pool di risorse vengono utilizzati per la gestione flessibile delle risorse degli host ESXi nel cluster DRS. È possibile impostare limiti di processore e memoria per ciascun pool di risorse, quindi aggiungere VM ad essi. Ad esempio, è possibile creare un pool di risorse con limiti elevati per le VM degli sviluppatori, un secondo pool con limiti normali per le VM dei tester e un terzo pool con limiti bassi per gli altri utenti. vSphere consente di creare pool di risorse figlio e padre.
Quando vengono utilizzati i cluster DRS?
La soluzione DRS viene solitamente utilizzata in ambienti virtuali VMware di grandi dimensioni con carichi di lavoro irregolari delle macchine virtuali, al fine di fornire una gestione razionale delle risorse. L’utilizzo combinato di DRS e HA consente di ottenere un cluster ad alta disponibilità con bilanciamento del carico. Il DRS è utile anche per la migrazione automatica delle VM da un server ESXi messo in modalità di manutenzione da un amministratore. Questa modalità deve essere attivata affinché il server ESXi possa eseguire operazioni di manutenzione quali upgrade del firmware, installazione di patch di sicurezza, aggiornamenti ESXi ecc. Non possono esserci VM in esecuzione su un server ESXi che entra in modalità di manutenzione.
Funzionalità di clustering DRS
Le principali funzioni di clustering DRS sono il bilanciamento del carico, la gestione distribuita dell’alimentazione e le regole di affinità.
Bilanciamento del carico è la funzione che ottimizza l’utilizzo delle risorse di elaborazione (CPU e RAM). L’utilizzo delle risorse del processore e della memoria da parte di ciascuna VM, nonché il livello di carico di ciascun host ESXi all’interno del cluster, vengono monitorati continuamente. Il DRS controlla le richieste di risorse delle VM e determina se esiste un host migliore su cui collocare la VM. Se esiste un host di questo tipo, il DRS consiglia di migrare la VM in modalità automatica o manuale, a seconda delle impostazioni. Il DRS genera questi consigli ogni 5 minuti, se necessario. La figura seguente illustra il DRS che esegue la migrazione della VM a scopo di bilanciamento del carico.
Distributed Power Management (DPM) è una funzione di risparmio energetico che confronta la capacità delle risorse del cluster con le risorse utilizzate dalle VM all’interno del cluster. Se nel cluster sono disponibili risorse libere sufficienti, DPM consiglia di migrare le VM dagli host ESXi con carico ridotto e di spegnere tali host. Se il cluster necessita di ulteriori risorse, vengono inviati pacchetti di riattivazione per riaccendere gli host. Affinché questa funzionalità sia operativa, i server ESXi devono supportare uno dei seguenti protocolli di gestione dell’alimentazione: Wake-On-LAN (WOL), Hewlett-Packard Integrated Lights-Out (iLO) o Intelligent Platform Management Interface (IPMI). Con il DPM del cluster DRS, è possibile risparmiare fino al 40% sui costi dell’elettricità.
Le regole di affinità consentono di controllare in parte il posizionamento delle VM sugli host. Esistono due tipi di regole che consentono di mantenere le VM insieme o separate:
- regole di affinità o anti-affinità tra singole VM.
- regole di affinità o anti-affinità tra gruppi di VM e gruppi di host ESXi.
Esploriamo il funzionamento di queste regole con alcuni esempi.
1. Supponiamo di avere un server di database in esecuzione su una VM, un server web in esecuzione su una seconda VM e un server applicativo in esecuzione su una terza VM. Poiché questi server interagiscono tra loro, l’ideale sarebbe mantenere le tre VM insieme su un unico host ESXi per evitare di sovraccaricare la rete. In questo caso, selezioneremmo l’opzione “Mantieni insieme le VM” (affinità).
2. Se si dispone di un cluster a livello di applicazione distribuito all’interno di VM in un cluster DRS, è possibile garantire il livello appropriato di ridondanza per il cluster a livello di applicazione (ciò fornisce ulteriore disponibilità). In questo caso, è possibile creare una regola di anti-affinità e selezionare l’opzione “Separate Virtual Machines” (Separa VM). Allo stesso modo, è possibile utilizzare questo approccio quando una VM è un controller di dominio principale e la seconda è una replica di quel controller di dominio (la replica a livello di Active Directory viene utilizzata per i controller di dominio). Se l’host ESXi con la VM del controller di dominio principale si guasta, gli utenti possono connettersi alla VM del controller di dominio replicato, a condizione che quest’ultima sia in esecuzione su un host ESXi separato.
3. È possibile impostare una regola di affinità tra una VM e un host ESXi, in particolare per motivi di licenza. Come sapete, in un cluster VMware DRS, le macchine virtuali possono migrare tra gli host. Molte politiche di licenza software, come ad esempio quelle relative al software di database, richiedono l’acquisto di una licenza per tutti gli host su cui viene eseguito il software, anche se all’interno del cluster è presente una sola VM che esegue il software. Pertanto, è necessario impedire che tale VM migri su host diversi, con un conseguente aumento dei costi delle licenze. È possibile ottenere questo risultato applicando una regola di affinità: la VM con il software di database deve essere eseguita solo sull’host selezionato per il quale si dispone di una licenza. In questo caso, è necessario selezionare l’opzione “VM su host”. Scegliere “Deve essere eseguito sull’host” e quindi inserire l’host con la licenza. (In alternativa, è possibile selezionare “Non deve essere eseguito sugli host nel gruppo” e specificare tutti gli host senza licenza).
È possibile vedere come impostare le regole di affinità nella sezione di configurazione riportata di seguito.
Requisiti per la configurazione di un cluster DRS
Per configurare un cluster DRS è necessario soddisfare i seguenti requisiti:
- Compatibilità della CPU. È obbligatoria la massima compatibilità dei processori tra gli host ESXi. I processori devono essere prodotti dallo stesso vendor e appartenere alla stessa famiglia con set di istruzioni equivalenti. Idealmente, per tutti gli host ESXi dovrebbe essere utilizzato lo stesso modello di processore.
- Archivio dati condiviso. Tutti gli host ESXi devono essere collegati a uno storage condiviso, come SAN (Storage Area Network) o NAS (Network Attached Storage), in grado di accedere a volumi VMFS condivisi.
- Connessione di rete. Tutti gli host ESXi devono essere collegati tra loro. Idealmente, si dovrebbe disporre di una rete vMotion separata, con almeno 1 Gbit di larghezza di banda, per la migrazione delle VM tra gli host.
- vCenter Server deve essere implementato per gestire e configurare il cluster.
- È necessario installare e configurare almeno 2 server ESXi (si consigliano 3 o più server ESXi).
Come configurare il cluster DRS
Innanzitutto, è necessario configurare gli host ESXi, la connessione di rete, lo storage condiviso e il server vCenter. Dopo aver configurato questi elementi, è possibile impostare il cluster DRS. Accedere al server vCenter con il client Web vSphere. Creare un datacenter in cui collocare gli host ESXi: vCenter -> Datacenters -> New Datacenter. Quindi, selezionare il datacenter e fare clic su Azioni -> Add Host per aggiungere gli host ESXi necessari, seguendo le raccomandazioni della procedura guidata. Ora sei pronto per creare un cluster.
Per creare un cluster, procedi come segue:
- Vai a vCenter -> Host e cluster.
- Fare clic con il pulsante destro del mouse sul datacenter e selezionare “Nuovo cluster”.
- Impostare il nome del cluster e selezionare la casella “Attiva DRS”. Fare clic su “OK” per terminare.
Se è già stato creato un cluster, seguire questi passaggi:
- Andare su vCenter -> Cluster -> Nome del cluster.
- Aprire Gestisci -> Scheda Impostazioni.
- Selezionare “vSphere DRS” e fare clic su “Modifica”.
- Selezionare la casella “Attiva vSphere DRS”. Fare clic su “OK” per terminare.
Ora che è stato creato il cluster DRS, è possibile configurare l’automazione DRS, DPM, le regole di affinità e altre opzioni.
Automazione DRS. Per impostare il bilanciamento del carico, è necessaria la sezione “Automazione DRS”. Qui è possibile selezionare il livello di automazione (manuale, parzialmente automatizzato o completamente automatizzato), nonché la soglia di migrazione (valori da 1 a 5, dove 1 è conservativo e 5 è aggressivo). Se si desidera configurare livelli di automazione individuali per le VM, selezionare la casella appropriata.
Gestione dell’alimentazione. È possibile configurare DPM selezionando uno dei seguenti valori: Off, Manuale o Automatico. Come per la funzione di bilanciamento del carico descritta sopra, è possibile selezionare i valori di soglia DPM da 1 (conservativo) a 5 (aggressivo).
Opzioni avanzate. È possibile impostare manualmente le opzioni avanzate per una regolazione dettagliata del cluster.
Ad esempio, è possibile impostare “MinImbalance 40” per il calcolo dello squilibrio target. Il valore predefinito è 50, mentre 0 è il più aggressivo. Per ulteriori informazioni su questo argomento e per esplorare tutte le opzioni avanzate, consultare la documentazione VMware.
Regole di affinità. Per impostare le regole di affinità e anti-affinità, procedere come segue:
1. Andare su vCenter -> Cluster -> nome del cluster
2. Vai su Gestisci -> scheda Impostazioni
3. Seleziona “Regole DRS” e fai clic su “Aggiungi” Imposta un nome per la regola
4. Seleziona il tipo di regola:
- Mantieni insieme le VM (affinità)
- Separare le VM (anti-affinità)
- VM agli host (affinità o anti-affinità)
5. Seleziona le VM per i primi due tipi di regole, oppure i gruppi di VM, i gruppi di host e i criteri per il terzo tipo di regola
6. Fare clic su “OK” per terminare.
Pool di risorse. Se desideri creare un pool di risorse per le tue VM in un cluster, procedi come segue:
- Vai a vCenter -> Cluster -> Il nome del tuo cluster.
- Fare clic su Azioni -> Nuovo pool di risorse.
- Assegnare un nome al pool, quindi definire i limiti e le prenotazioni per la CPU e la memoria. Al termine, fare clic su “OK”.
Ora puoi aggiungere le tue VM al pool di risorse. Ecco come è possibile migrare una VM esistente al pool di risorse:
- Andare su vCenter -> VM.
- Selezionare la VM.
- Fare clic su Azioni -> Migrazione. Viene visualizzata la finestra della procedura guidata.
- Seleziona “Cambia host” nella sezione “Tipo di migrazione” e fai clic su “Avanti”.
- Seleziona il tuo pool di risorse nella sezione “Seleziona risorsa di destinazione” e fai clic su “Avanti”.
- Nella sezione “Rivedi selezioni”, fai clic su “Termina”.
Dopo la configurazione, puoi controllare lo stato del cluster DRS appena creato. Basta andare su vCenter -> Clusters -> Il nome del cluster e fare clic sulla scheda “Summary”.
I vantaggi dell’utilizzo di DRS
Il vantaggio principale dell’utilizzo di un cluster VMware DRS è l’efficace gestione delle risorse con bilanciamento del carico. Ciò migliora la qualità dei servizi forniti, consentendo al contempo di risparmiare energia (e quindi denaro) con DPM. È possibile controllare il posizionamento delle VM manualmente o automaticamente, rendendo più comoda la manutenzione e l’assistenza.
Riepilogo
La soluzione cluster DRS fa parte del software di virtualizzazione VMware vSphere ed è particolarmente utile in ambienti virtuali di grandi dimensioni. Le funzioni DRS quali il bilanciamento del carico, la gestione dell’alimentazione e le regole di affinità consentono di ottimizzare l’utilizzo delle risorse e le prestazioni del cluster. Con la gestione distribuita dell’alimentazione è possibile risparmiare sui costi dell’elettricità. L’utilizzo di DRS in combinazione con HA offre un cluster VMware vSphere ad alta disponibilità bilanciato, che rappresenta una soluzione efficace e ad alte prestazioni per qualsiasi infrastruttura virtuale.
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