Czym jest klaster VMware DRS?
Klaster to grupa hostów połączonych ze sobą za pomocą specjalnego oprogramowania, które sprawia, że stają się one elementami jednego systemu. Co najmniej dwa hosty (zwane również węzłami) muszą być podłączone do utworzyć klaster. Gdy hosty są dodawane do klastra, ich zasoby stają się zasobami klastra i są przez niego zarządzane.
Najpopularniejsze typy klastrów VMware vSphere to klastry High Availability (HA) oraz Distributed Resource Scheduler (DRS). Klastry HA zostały zaprojektowane w celu zapewnienia wysokiej dostępności maszyn wirtualnych i usług na nich działających; w przypadku awarii hosta natychmiast uruchamiają one maszyny wirtualne na innym hoście ESXi. Klastry DRS zapewniają równoważenie obciążenia między hostami ESXi, a w dzisiejszym wpisie na blogu zamierzamy dogłębnie zbadać system klastrów DRS.
Jak działa klaster DRS ?
Distributed Resource scheduler (DRS) to rodzaj klastra VMware vSphere, który zapewnia równoważenie obciążenia poprzez migrację maszyn wirtualnych z przeciążonego hosta ESXi na inny host dysponujący wystarczającymi zasobami obliczeniowymi, a wszystko to w trakcie działania tych maszyn. Rozwiązanie to stosuje się w celu zapobiegania przeciążeniom hostów ESXi. Obciążenie maszyn wirtualnych może być nierównomierne w różnych momentach, a w przypadku przeciążenia hosta ESXi spada wydajność wszystkich maszyn wirtualnych działających na tym hoście. Klaster VMware DRS pomaga w tej sytuacji, zapewniając automatyczną migrację maszyn wirtualnych.
Z tego powodu DRS jest zazwyczaj używany jako uzupełnienie HA, łącząc Tryb failover z równoważeniem obciążenia. W przypadku Trybu failover maszyny wirtualne są ponownie uruchamiane przez HA na innych hostach ESXi, a DRS, znając dostępne zasoby obliczeniowe, dostarcza zalecenia dotyczące rozmieszczenia maszyn wirtualnych. vMotion technologia jest wykorzystywana do tej migracji maszyn wirtualnych na żywo, która jest przezroczysta dla użytkowników i aplikacji.
Pule zasobów służą do elastycznego zarządzania zasobami hostów ESXi w klastrze DRS . Można ustawić limity procesora i pamięci dla każdej puli zasobów, a następnie dodawać do nich maszyny wirtualne. Na przykład można utworzyć jedną pulę zasobów z wysokimi limitami dla maszyn wirtualnych programistów, drugą pulę z normalnymi limitami dla maszyn wirtualnych testerów oraz trzecią pulę z niskimi limitami dla pozostałych użytkowników. vSphere umożliwia tworzenie pul zasobów podrzędnych i nadrzędnych.
Kiedy stosuje się klastry DRS?
Rozwiązanie DRS jest zazwyczaj stosowane w dużych środowiskach wirtualnych VMware o nierównomiernym obciążeniu maszyn wirtualnych w celu zapewnienia racjonalnego zarządzania zasobami. Połączenie DRS i HA pozwala uzyskać klaster o wysokiej dostępności z równoważeniem obciążenia. DRS jest również przydatne do automatycznej migracji maszyn wirtualnych z serwera ESXi przełączonego przez administratora w tryb konserwacji. Tryb ten musi być włączony, aby serwer ESXi mógł wykonywać operacje konserwacyjne, takie jak aktualizacje oprogramowania układowego, instalowanie poprawek bezpieczeństwa, aktualizacje ESXi itp. Na serwerze ESXi przechodzącym w tryb konserwacji nie mogą działać żadne maszyny wirtualne.
DRS Funkcje klastrowania
Główne DRS funkcje klastrowania to Load Balancing, Distributed Power Managementi Affinity Rules.
Load Balancing to funkcja optymalizująca wykorzystanie zasobów obliczeniowych (Procesor i pamięć RAM). Wykorzystanie zasobów Procesora i pamięci przez każdą maszynę wirtualną, a także poziom obciążenia każdego hosta ESXi w klastrze, jest stale monitorowane. Usługa DRS sprawdza zapotrzebowanie maszyn wirtualnych na zasoby i ustala, czy istnieje lepszy host, na którym można umieścić daną maszynę wirtualną. Jeśli taki host istnieje, usługa DRS wydaje zalecenie dotyczące migracji maszyny wirtualnej w trybie automatycznym lub ręcznym, w zależności od ustawień użytkownika. Usługa DRS generuje te zalecenia co 5 minut, jeśli jest to konieczne. Poniższy rysunek ilustruje działanie DRS wykonywającego migrację maszyn wirtualnych w celu równoważenia obciążenia.
Distributed Power Management (DPM) to funkcja oszczędzania energii, która porównuje pojemność zasobów klastra z zasobami wykorzystywanymi przez maszyny wirtualne w klastrze. Jeśli w klastrze jest wystarczająco dużo wolnych zasobów, wówczas DPM zaleca migrację maszyn wirtualnych z hostów ESXi o niewielkim obciążeniu i wyłączenie tych hostów. Jeśli klaster potrzebuje więcej zasobów, wysyłane są pakiety budzące w celu ponownego włączenia hostów. Aby funkcja ta działała, serwery ESXi muszą obsługiwać jeden z następujących protokołów zarządzania energią: Wake-On-LAN (WOL), Hewlett-Packard Integrated Lights-Out (iLO)lub Intelligent Platform Management Interface (IPMI). Dzięki DRSklastra DPM można zaoszczędzić nawet 40% kosztów energii elektrycznej.
Affinity Rules umożliwiają pewną kontrolę nad rozmieszczeniem maszyn wirtualnych na hostach. Istnieją dwa rodzaje reguł, które pozwalają na utrzymywanie maszyn wirtualnych razem lub osobno:
- reguły powinowactwa lub anty-powinowactwa między poszczególnymi maszynami wirtualnymi.
- reguły powinowactwa lub anty-powinowactwa między grupami maszyn wirtualnych a grupami hostów ESXi.
Przyjrzyjmy się, jak działają te reguły na przykładach.
1. Załóżmy, że masz serwer bazy danych działający na jednej maszynie wirtualnej, serwer WWW działający na drugiej maszynie wirtualnej oraz serwer aplikacji działający na trzeciej maszynie wirtualnej. Ponieważ serwery te współdziałają ze sobą, idealnym rozwiązaniem byłoby umieszczenie trzech maszyn wirtualnych na jednym hoście ESXi, aby zapobiec przeciążeniu sieci. W tym przypadku wybralibyśmy opcję „ Keep Virtual Machines Together ” (affinity).
2. Jeśli w klastrze „ DRS ” przeprowadzono wdrażanie klastra na poziomie aplikacji w ramach maszyn wirtualnych, warto zapewnić odpowiedni poziom nadmiarowości dla tego klastra (zapewnia to dodatkową dostępność). W tym przypadku można utworzyć regułę anty-affinity i wybrać opcję “Separate Virtual Machines” . Podobnie można zastosować to podejście, gdy jedna maszyna wirtualna jest głównym kontrolerem domeny, a druga jest repliką tego kontrolera domeny (w przypadku kontrolerów domeny stosowana jest replikacja na poziomie Active Directory). Jeśli host ESXi z maszyną wirtualną głównego kontrolera domeny ulegnie awarii, użytkownicy mogą połączyć się z replikowaną maszyną wirtualną kontrolera domeny, o ile ta ostatnia działa na oddzielnym hoście ESXi.
3. Reguła powiązania między maszyną wirtualną a hostem ESXi może zostać skonfigurowana przede wszystkim ze względów licencyjnych. Jak wiadomo, w klastrze typu „ VMware DRS ” maszyny wirtualne mogą migrować między hostami. Wiele zasad licencjonowania oprogramowania — na przykład oprogramowania bazodanowego — wymaga zakupu licencji dla wszystkich hostów, na których oprogramowanie jest uruchomione, nawet jeśli w klastrze działa tylko jedna maszyna wirtualna z tym oprogramowaniem. Dlatego należy zapobiegać migracji takiej maszyny wirtualnej na inne hosty, co wiązałoby się z koniecznością zakupu dodatkowych licencji. Można to osiągnąć, stosując regułę powiązania: maszyna wirtualna z oprogramowaniem bazodanowym musi działać wyłącznie na wybranym hoście, na który posiadamy licencję. W tym przypadku należy wybrać opcję „ “Virtual Machines to Hosts” ”. Wybierz „ “Must Run on Host” ”, a następnie wprowadź host z licencją. (Alternatywnie można wybrać „ “Must Not Run on Hosts in Group” ” i określić wszystkie hosty bez licencji.)
Sposób ustawiania reguł powinowactwa opisano w sekcji konfiguracji poniżej.
Wymagania dotyczące konfiguracji klastra DRS
Aby skonfigurować klaster DRS , muszą być spełnione następujące wymagania:
- Zgodność procesorów. Wymagana jest maksymalna zgodność procesorów między hostami ESXi. Procesory muszą pochodzić od tego samego dostawcy i należeć do tej samej rodziny o równoważnych zestawach instrukcji. Najlepiej byłoby, gdyby we wszystkich hostach ESXi stosowano ten sam model procesora.
- Wspólny magazyn danych. Wszystkie hosty ESXi muszą być podłączone do wspólnej pamięci masowej, takiej jak
SAN (Storage Area Network)lubNAS (Network Attached Storage), która umożliwia dostęp do wspólnych woluminówVMFS. - Połączenie sieciowe. Wszystkie hosty ESXi muszą być ze sobą połączone. Najlepiej byłoby mieć oddzielną sieć vMotion o przepustowości co najmniej 1 Gb/s do migracji maszyn wirtualnych między hostami.
- Należy przeprowadzić wdrażanie vCenter Server do zarządzania i konfiguracji klastra.
- Należy zainstalować i skonfigurować co najmniej 2 serwery ESXi (zalecane są 3 lub więcej serwerów ESXi).
Jak skonfigurować klaster DRS
Najpierw należy skonfigurować hosty ESXi, połączenie sieciowe, współdzielony magazyn i serwer vCenter. Po skonfigurowaniu tych elementów można skonfigurować klaster DRS . Zaloguj się do serwera vCenter za pomocą klienta internetowego vSphere. Utwórz centrum danych, w którym umieścisz hosty ESXi: vCenter -> Datacenters -> New Datacenter. Następnie wybierz swoje centrum danych i kliknij Actions -> Add Host , aby dodać potrzebne hosty ESXi, postępując zgodnie z zaleceniami kreatora. Teraz możesz utworzyć klaster.
Aby utworzyć klaster, wykonaj następujące czynności:
- Przejdź do
vCenter -> Hosts and Clusters. - Kliknij prawym przyciskiem myszy swoje centrum danych i wybierz
“New Cluster”. - Ustaw nazwę klastra i zaznacz pole wyboru
“Turn on DRS”.Kliknij“OK”, aby zakończyć.
Jeśli klaster został już utworzony, wykonaj następujące czynności:
- Przejdź do
vCenter -> Clusters-> Nazwa klastra. - Otwórz kartę
Manage -> Settings. - Wybierz
“vSphere DRS”i kliknij“Edit”. - Zaznacz pole wyboru
“Turn ON vSphere DRS”.Kliknij“OK”, aby zakończyć.
Teraz, gdy utworzyłeś klaster DRS , możesz skonfigurować automatyzację DRS , DPM, affinity rulesoraz inne opcje.
DRS automatyzacja . Aby skonfigurować równoważenie obciążenia, potrzebujesz sekcji “DRS Automation” . Tutaj możesz wybrać poziom automatyzacji (Manual, Partially Automated, lub Fully Automated), a także próg migracji (wartości od 1 do 5, gdzie 1 oznacza konserwatywny, a 5 agresywny). Jeśli chcesz skonfigurować indywidualne poziomy automatyzacji maszyn wirtualnych, zaznacz odpowiednie pole.
Zarządzanie energią . Możesz skonfigurować DPM wybierając jedną z następujących wartości: Off, Manuallub Automatic. Podobnie jak w przypadku opisanej powyżej funkcji równoważenia obciążenia, możesz wybrać wartości progowe DPM od 1 (konserwatywne) do 5 (agresywne).
Opcje zaawansowane . Można ręcznie ustawić opcje zaawansowane w celu szczegółowego dostrojenia klastra.
Na przykład można ustawić “MinImbalance 40” dla obliczania nierównowagi docelowej. Wartością domyślną jest 50, natomiast 0 oznacza najbardziej agresywne ustawienie. Więcej informacji na ten temat oraz wszystkie opcje zaawansowane można znaleźć w dokumentacji VMware.
Reguły powinowactwa . Aby skonfigurować reguły powinowactwa i anty-powinowactwa, wykonaj następujące czynności:
1. Przejdź do vCenter -> Clusters -> nazwa klastra
2. Przejdź do Manage -> Settings zakładka
3. Wybierz “DRS Rules” i kliknij “Add.” Ustaw nazwę reguły
4. Wybierz typ reguły:
- Keep Virtual Machines Together (affinity)
- Separate Virtual Machines (anti-affinity)
- Virtual Machines to Hosts (affinity or anti-affinity)
5. Wybierz maszyny wirtualne dla dwóch pierwszych typów reguł lub grupy maszyn wirtualnych, grupy hostów i politykę dla trzeciego typu reguły
6. Kliknij “OK” , aby zakończyć.
Pule zasobów . Jeśli chcesz utworzyć pulę zasobów dla swoich maszyn wirtualnych w klastrze, wykonaj następujące czynności:
- Przejdź do
vCenter -> Clusters-> Nazwa twojego klastra. - Kliknij
Actions -> New Resource Pool. - Nadaj puli nazwę, a następnie zdefiniuj limity i rezerwacje dla Procesora oraz pamięci. Po zakończeniu kliknij „
OK”.
Teraz możesz dodać swoje maszyny wirtualne do puli zasobów. Oto jak możesz przenieść istniejącą maszynę wirtualną do puli zasobów:
- Przejdź do
vCenter -> Virtual Machines. - Wybierz swoją maszynę wirtualną.
- Kliknij
Actions -> Migrate. Pojawi się okno kreatora. - W sekcji „
“Change Host”” wybierz opcję „“Migration Type”” i kliknij przycisk „“Next””. - W sekcji „
“Select Destination Resource”” wybierz swoją pulę zasobów i kliknij przycisk „“Next””. - W sekcji „
“Review Selections”” kliknij przycisk „“Finish””.
Po zakończeniu konfiguracji możesz sprawdzić stan nowo utworzonego klastra „ DRS ”. Wystarczy przejść do vCenter -> Clusters -> Nazwa klastra i kliknąć kartę “Summary” .
Zalety korzystania z DRS
Główną zaletą korzystania z klastra VMware DRS jest efektywne zarządzanie zasobami z równoważeniem obciążenia. Poprawia to jakość świadczonych usług, a jednocześnie pozwala oszczędzać energię (a tym samym pieniądze) dzięki DPM. Można kontrolować rozmieszczenie maszyn wirtualnych ręcznie lub automatycznie, co sprawia, że konserwacja i wsparcie techniczne są wygodniejsze.
Podsumowanie
Rozwiązanie klastrowe DRS jest częścią oprogramowania do wirtualizacji VMware vSphere i jest szczególnie przydatne w dużych środowiskach wirtualnych. DRS Funkcje takie jak równoważenie obciążenia, zarządzanie energią i reguły powinowactwa pomagają zoptymalizować wykorzystanie zasobów, a także wydajność klastra. Dzięki Distributed Power Managementmożna zaoszczędzić na kosztach energii elektrycznej. Wykorzystanie DRS w połączeniu z HA zapewnia zrównoważony High Availability klaster VMware vSphere, który jest skutecznym, wysokowydajnym rozwiązaniem dla każdej infrastruktury wirtualnej.
NAKIVO Backup & Replication to produkt przeznaczony do ochrony maszyn wirtualnych VMware oraz klastrów. Po dodaniu vCenter wraz z klastrem do zasobów produktu automatycznie dodawane są również wszystkie maszyny wirtualne w klastrze. Jeśli klaster zostanie wybrany do zadania wykonania kopii zapasowej lub replikacji, wszystkie maszyny wirtualne w tym klastrze są wybierane automatycznie, niezależnie od hosta ESXi, na którym się znajdują.
Wypróbuj funkcje NAKIVO Backup & Replication związane z klastrami oraz inne w swoim własnym środowisku.
