什麼是 VMware DRS 叢集？
叢集是一組透過特殊軟體相互連接的主機,使它們成為單一系統的組成部分。至少需要兩台主機(亦稱為節點)相互連接 建立叢集. 當主機加入叢集時,其資源即成為叢集的資源,並由叢集進行管理。
最常見的 VMware vSphere 叢集類型包括 High Availability (HA) 以及 Distributed Resource Scheduler (DRS) 叢集。 HA 叢集的設計旨在為虛擬機器及其上執行的服務提供高可用性;若某台主機發生故障,系統會立即在另一台 ESXi 主機上重新啟動這些虛擬機器。 DRS 叢集可在 ESXi 主機之間進行負載平衡,而在今天的部落格文章中,我們將探討 DRS 深入探討叢集系統。
"如何" DRS 叢集作業？
Distributed Resource scheduler (DRS) 是一種 VMware vSphere 叢集,透過將虛擬機器從負載過重的 ESXi 主機遷移至具備充足運算資源的另一台主機,在虛擬機器持續運作的同時實現負載平衡。此方法旨在防止 ESXi 主機過載。虛擬機器在不同時間點的工作負載可能不均,若某台 ESXi 主機過載,該主機上所有虛擬機器的效能都會受到影響。該 VMware DRS 在此情況下,叢集可透過提供自動虛擬機器遷移功能來協助解決問題。
正因如此, DRS 通常用於補充 HA,將故障移轉與負載平衡結合。發生故障移轉時,虛擬機器將由 HA 在其他 ESXi 主機上以及 DRS, 透過掌握現有的運算資源,提供虛擬機器配置的建議。 vMotion 此虛擬機器即時遷移採用了這項技術,對使用者和應用程式而言是透明的。
資源池用於對 ESXi 主機進行靈活的資源管理,在 DRS 叢集。您可以為每個資源池設定處理器和記憶體上限,然後將虛擬機器加入其中。例如,您可以建立一個資源上限較高的資源池供開發人員的虛擬機器使用,建立一個資源上限正常的資源池供測試人員的虛擬機器使用,以及建立一個資源上限較低的資源池供其他使用者使用。vSphere 允許您建立子資源池和父資源池。
何時會使用 DRS 叢集？
該 DRS 此解決方案通常用於大型 VMware 虛擬環境中,以因應虛擬機器工作負載不均的情況,從而實現合理的資源管理。透過結合 DRS 以及 HA 從而形成一個具備負載平衡功能的高可用性叢集。該 DRS 此功能對於將虛擬機器自動遷移至由管理員設定為維護模式的 ESXi 伺服器亦十分有用。必須啟用此模式,ESXi 伺服器才能執行維護作業,例如韌體升級、安裝安全性修補程式、ESXi 更新等。進入維護模式的 ESXi 伺服器上,不得有任何虛擬機器正在運行。
DRS 聚類特點
主頁 DRS 聚類特點包括 Load Balancing, Distributed Power Management,以及 Affinity Rules.
Load Balancing 這項特點可優化運算資源(CPU 和 RAM)的使用率。系統會持續監控各虛擬機器對處理器和記憶體資源的使用狀況,以及叢集內各 ESXi 主機的負載水準。該 DRS 檢查虛擬機的資源需求,並判斷是否有更適合放置該虛擬機的主機。如果存在這樣的宿主機,則 DRS 會根據您的設定,建議以自動或手動模式遷移虛擬機器。該 DRS 若必要,每 5 分鐘生成這些建議。下圖說明了 DRS 為實現負載平衡而執行虛擬機器遷移。
Distributed Power Management (DPM) 這是一項節能特點,會將叢集資源的容量與叢集內虛擬機器所使用的資源進行比較。如果叢集中有足夠的閒置資源,那麼 DPM 建議將虛擬機器從負載較輕的 ESXi 主機遷移出去,並關閉這些主機。若叢集需要更多資源,系統會傳送喚醒封包以重新啟動主機。要使此功能正常運作,ESXi 伺服器必須支援以下其中一種電源管理協定: Wake-On-LAN (WOL), Hewlett-Packard Integrated Lights-Out (iLO),或 Intelligent Platform Management Interface (IPMI). 隨著 DRS 叢集的 DPM, 您最多可節省 40% 的電費。
Affinity Rules 讓您能對虛擬機器在主機上的配置進行部分控制。有兩種類型的規則可讓您將虛擬機器集中放置或分開配置:
- 個別虛擬機器之間的親和性或反親和性規則。
- 虛擬機器群組與 ESXi 主機群組之間的親和性或反親和性規則。
讓我們透過範例來了解這些規則的運作方式。
1. 假設您有一台虛擬機器(VM)上運行著資料庫伺服器,第二台虛擬機器上運行著網頁伺服器,第三台虛擬機器上運行著應用程式伺服器。由於這些伺服器會相互互動,理想情況下應將這三台虛擬機器集中部署在同一台 ESXi 主機上,以避免網路過載。在此情況下,我們會選擇 Keep Virtual Machines Together (affinity) 選項。
2. 若您已在虛擬機器 (VM) 內部署了應用程式層級的叢集, DRS 叢集時,您可能需要確保應用程式層級叢集具備適當的冗餘程度(這能提供額外的可用性)。在此情況下,您可以建立一則反親和性規則,並選取 “Separate Virtual Machines” 選項。同樣地,當其中一台虛擬機器是主要網域控制器,而另一台則是該網域控制器的複本時(網域控制器採用 Active Directory 層級的複寫),您也可以使用此方法。如果載有主要網域控制器虛擬機器的 ESXi 主機發生故障,只要該複本網域控制器虛擬機器運行在另一台獨立的 ESXi 主機上,使用者便能連線至該複本網域控制器虛擬機器。
3. 基於授權等原因,可能會為虛擬機器與 ESXi 主機之間設定親和性規則。如您所知,在 VMware DRS 在叢集中,虛擬機器可以在主機之間進行遷移。許多軟體授權政策(例如資料庫軟體)要求您為所有執行該軟體的主機購買授權,即使叢集中僅有一台虛擬機器在執行該軟體。因此,您應防止該虛擬機器遷移至其他主機,以免產生額外的授權費用。 您可以透過套用親和性規則來達成此目標:安裝了資料庫軟體的虛擬機器必須僅在您已持有授權的指定主機上運行。在此情況下,您應選擇 “Virtual Machines to Hosts” 選項。選擇 “Must Run on Host” 然後輸入擁有該授權的主機。(或者,您也可以選擇 “Must Not Run on Hosts in Group” 並指定所有未授權的主機。)
您可以在下方的設定部分查看如何設定親和性規則。
設立的相關需求 DRS 叢集
要設定一個,必須滿足以下需求: DRS 叢集:
- CPU 相容性。ESXi 主機之間的處理器必須具備最高程度的相容性。處理器必須由同一供應商生產,且屬於同一系列,並具備等效的指令集。理想情況下,所有 ESXi 主機應使用相同的處理器型號。
- 共用資料存放區。所有 ESXi 主機都必須連接到共用儲存裝置,例如
SAN (Storage Area Network)或NAS (Network Attached Storage)能夠存取共用VMFS卷數。 - 網路連線。所有 ESXi 主機必須相互連線。理想情況下,應配置一個獨立的 vMotion 網路,並具備至少 1 Gbit 的頻寬,以供虛擬機器在主機間進行遷移。
- 必須部署 vCenter Server 以管理及設定叢集。
- 必須安裝並設定至少 2 台 ESXi 伺服器(建議使用 3 台或更多 ESXi 伺服器)。
如何設定 DRS 叢集
首先,您需要設定 ESXi 主機、網路連線、共用儲存空間以及 vCenter 伺服器。完成這些設定後,您即可設定您的 DRS 叢集。請使用 vSphere Web Client 登入 vCenter Server。建立一個資料中心,用以放置您的 ESXi 主機: vCenter -> Datacenters -> New Datacenter. 接著,選擇您的資料中心,然後點擊 Actions -> Add Host 請依照精靈的建議,新增所需的 ESXi 主機。現在您已準備好建立叢集。
若要建立叢集,請執行以下操作:
- 前往
vCenter -> Hosts and Clusters. - 在您的資料中心上按右鍵,然後選擇
“New Cluster”. - 設定叢集名稱,並勾選標示為
“Turn on DRS”.點擊“OK”完成。
如果您已經建立了一個叢集,請依照以下步驟操作:
- 前往
vCenter -> Clusters-> 您的叢集名稱。 - 開啟
Manage -> Settings分頁。 - 選擇
“vSphere DRS”然後點擊“Edit”. - 請勾選標有
“Turn ON vSphere DRS”.點擊“OK”完成。
既然您已經建立好了 DRS 叢集,您可以進行設定 DRS 自動化, DPM, affinity rules,以及其他選項。
DRS 自動化. 若要設定負載平衡,您需要 “DRS Automation” 區段。在此,您可以選擇自動化層級(Manual, Partially Automated, 或 Fully Automated),以及遷移閾值(數值範圍為 1 至 5,其中 1 代表保守,5 代表積極)。若要為個別虛擬機器設定自動化等級,請勾選對應的方塊。
電源管理. 您可以設定 DPM 請選擇以下其中一個值: Off, Manual,或 Automatic. 如同上述的負載平衡特點,您可以選擇 DPM 閾值範圍從 1(保守)到 5(進取)。
進階選項. 您可以手動設定進階選項,以對叢集進行詳細調整。
例如,您可以設定 “MinImbalance 40” 用於計算目標不平衡。預設值為 50,而 0 代表最激進的設定。您可參閱 VMware 文件以進一步了解此設定,並探索所有進階選項。
親和力規則. 若要設定親和性與反親和性規則,請依照以下步驟操作:
1. 前往 vCenter -> Clusters -> 您的叢集名稱
2. 前往 Manage -> Settings 選取"
"標籤頁 3. 選取 “DRS Rules” 然後點擊 “Add.” 為規則"
"設定名稱 4. 選擇規則類型:
- Keep Virtual Machines Together (affinity)
- Separate Virtual Machines (anti-affinity)
- Virtual Machines to Hosts (affinity or anti-affinity)
5. 針對前兩種規則類型,請選取虛擬機器;針對第三種規則類型,請選取虛擬機器群組、主機群組及政策
6. 點擊 “OK” 完成。
資源池. 若您想為叢集中的虛擬機器建立資源池,請執行以下操作:
- 前往
vCenter -> Clusters-> 您的叢集名稱。 - 點擊
Actions -> New Resource Pool. - 為該彙集命名,然後為 CPU 和記憶體設定限制與保留值。點擊"
OK完成後,請按""按鈕。
現在您可以將虛擬機器新增至資源池。以下是將現有虛擬機器遷移至資源池的方法:
- 前往
vCenter -> Virtual Machines. - 請選擇您的虛擬機器。
- 點擊
Actions -> Migrate. 隨即出現精靈視窗。 - 選擇
“Change Host”在“Migration Type”該區段並點擊“Next”. - 請在
“Select Destination Resource”該區段並點擊“Next”. - 在
“Review Selections”區段,點擊“Finish”.
完成設定後,您可以查看新建立的 DRS 叢集。只需前往 vCenter -> Clusters -> 輸入您的叢集名稱,然後點擊 “Summary” 分頁。
使用 DRS 的優勢
使用 VMware DRS 叢集技術能透過負載平衡實現有效的資源管理。這不僅能提升服務品質,還能讓您透過 DPM. 您可以手動或自動控制虛擬機器的配置,這使得維護與支援更加便利。
摘要
該 DRS 叢集解決方案是 VMware vSphere 虛擬化軟體的一部分,在大型虛擬環境中尤其實用。 DRS 諸如負載平衡、電源管理及親和性規則的特點,可協助您優化資源使用,並提升叢集的效能。透過 Distributed Power Management,您可以節省電費。使用 DRS 配合 HA 為您提供均衡的 High Availability VMware vSphere 叢集是適用於任何虛擬基礎架構的高效能解決方案。
NAKIVO Backup & Replication 是一款專為保護 VMware 虛擬機器及叢集而設計的產品。當將包含叢集的 vCenter 加入產品清單時,該叢集中的所有虛擬機器也會自動一併加入。若選取某個叢集作為備份或複製工作對象,無論這些虛擬機器位於哪個 ESXi 主機上,該叢集中的所有虛擬機器都會自動被選中。
試用與叢集相關及其他特點 NAKIVO Backup & Replication 在您自己的環境中。
