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3.3.1 可用性
2015-10-26 16:31:02     我来说两句 
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《VMware vSphere设计(原书第2版)》共12章,第1章介绍vSphere的设计流程,涉及如何理解基本需求和如何评估并设计一个成功有效的实施方案。第2章介绍ESXi管理程序的基本设计选择,主要研究ESXi背后的架构。第3  立即去当当网订购

3.3 管理层设计

本节主要讨论如何进行管理层设计。如何组织讨论内容呢?我们将采用第1章介绍的几个基本原则(可用性、可管理性、性能、可恢复性和安全性)作为组织信息的框架。首先从可用性开始。

3.3.1 可用性

开始管理层设计时,要考虑的第一个基本原则就是可用性。如第1章所述,可用性包含很多度量指标,例如正常运行时间,有时候还包括性能(如果应用程序性能太差以至于反应过慢,那这个服务还可用吗?)。

可以为vCenter服务器提供可用性的方法如下:

vSphere HA。

vCenter服务器心跳。

在讨论如何提供可用性之前,请先了解vCenter不可用指什么。表3-5列出了vCenter不可用时各功能的受影响情况。

 

 

VMware

从上表可以看出,大多数与vCenter相关的管理任务都无法工作或者只能部分运行正常。尽管很多管理功能都受到了影响,但并不是所有的虚拟机都受到了影响。

可用性可以分为两部分:vCenter应用程序和数据库。首先,介绍如何为vCenter提供可用性。

为vCenter提供可用性

首先保证可用性的组件就是vCenter。有多个选项可供选择;选择哪个主要取决于你的环境需要什么级别的冗余,以及确保vCenter实时可用对整个环境来说有多重要。

vSphere HA

将一个启用HA的集群中的虚拟机作为vCenter,已经在防止硬件故障方面提高了可用性。不管是基于Windows的还是vCSA的vCenter都是如此。如果ESXi host发生故障,短时间内另一个host上的vCenter就会启动并连接到数据库。这是个很好的应对host硬件故障的解决方案,并且应用后不会出现严重的服务中断。

本章开始曾提到过,考虑到vCenter通常需要多个vCPU,那么用vSphere FT来保护vCenter Server是存在一定缺陷的,因为vSphere FT只有一个vCPU。

如果vCenter Server是装在物理主机上的,那么就不需要考虑vSphere HA了,而是要选择vCenter Server Heartbeat。

vCenter Server Heartbeat

vCenter Server Heartbeat是VMware产品中比较新的一个。它的主要用户群是不能容忍丝毫vCenter Server服务中断的企业或组织。vCenter Server Heartbeat通过故障检测和故障切换流程为VMware vCenter Server提供自动故障切换和故障恢复能力,这样就不再需要手动进行故障恢复和切换工作了。有了vCenter Server Heartbeat,管理员可以制定维护周期并通过手动将服务切换到备用服务器来保证可用性。下载地址:

www.vmware.com/products/vcenter-server-heartbeat/。

vCenter Server Heartbeat还可以保护vCenter 数据库(即使数据库与vCenter server不在同一个服务器上)。这个技术是基于Neverfail的一个产品(www.neverfailgroup.com)实现的,如图3-3所示。


 

vCenter Server还有个优点,就是可以跨WAN部署。如果有两个数据中心(比如:美国和欧洲),那么就可以分别在两个地方各自部署一个vCenter Server来提供更高级别的可用性。

部署vCenter Server Heartbeat需要考虑如下因素(前提条件和限制):

vCenter Server Heartbeat不能安装在域控制器、全局目录服务器和DNS上。当然vCenter Server也不可以安装在域控制器上。

vCenter Server Heartbeat只能保护Microsoft SQL server。

除了vCenter的数据库外,不能在SQL Server上安装其他关键应用的数据库。

主服务器和辅服务器的系统日期、时间和时区设置必须相同。

两个地区(服务器)间的链路延迟不能低于T1连接的标准设置。

有如下三种配置方式:

虚拟对虚拟(Virtual to virtual,V2V)。

物理对虚拟(Physical to virtual,P2V)。如果采用此配置,那么:

两个系统要使用相似的CPU。

两个系统的内存大小要相同。

辅虚拟机在资源管理设置中要有足够高的优先级,以保证虚拟机的性能。

各虚拟网卡必须使用不同的虚拟交换机。

物理对物理(Physical to physical ,P2P)。 如果采用此配置,那么:

主服务器必须满足一定的硬件和软件需求。

辅服务器必须与主服务器相当,以保证具备同等的性能。

Advanced Configuration and Power Interface(ACPI)的符合性必须与主服务器一致。

本书非操作指导类书籍,因此不会介绍安装细节。

再次,有必要强调几点。首先,vCenter Server Heartbeat相对于vSphere产品套件的其他产品而言是个新产品。迄今为止,尚无应用实例。因为它主要针对不能容忍丝毫vCenter服务中断的极少客户。其次,vCenter Server Heartbeat的费用也比较高:每个licence至少12 000美元。最后,vCenter Server Heartbeat只支持基于Windows的vCenter server,不支持基于vCSA的。

根据社区活动判断(或者是由于缺乏相应的活动)

http://communities.vmware.com/community/vmtn/mgmt/heartbeat,vCenter Server Heartbeat的应用并不广泛。或者,vCenter Server Heartbeat可能是太完美了,没有人提过关于它的问题。

下面介绍vSphere 管理层的另一个组件:数据库。

为SQL或Oracle数据库提供可用性

保护vCenter Server数据库的方法有很多。因为数据库是整个虚拟环境的核心,因此保护数据库是相当重要的。关于vSphere DRS、vSphere HA、权限等,基本上所有配置信息都保存在数据库中。

vSphere HA

我们可以用vSphere HA来保护vCenter Server,当然也可用用它来保护数据库服务器。但是,数据库服务器崩溃的概率比较大,如果在进行写操作的时候发生服务中断,那么数据就被破坏了,有可能导致整个数据库都不可用。这样,在启用vSphere HA的集群中部署单个数据库服务器可能会引起麻烦。

Microsoft 集群/Oracle 集群

微软和Oracle都有自己针对数据库的active-active和active-passive集群解决方案。令人高兴的是,Microsoft 集群和Oracle 集群可以组合使用。

你可以为vSphere创建高可用的数据库,VMware提供了针对这两个集群平台的最佳实践指南:

VMware上Oracle数据库最佳实践指南

www.vmware.com/files/pdf/partners/oracle/Oracle_Databases_on_VMware_-_Best_Practices_Guide.pdf

故障转移集群和Microsoft Cluster服务设置pubs.vmware.com/vSphere-50/topic/com.vmware.ICbase/PDF/vSphere-esxi-vcenter-server-50-mscs-guide.pdf。

从上述两个文档中,我们提取了一些进行应用程序虚拟化工作时需要考虑的一些因素和最佳实践:

将vSphere升级到最新版本 在某些情况下,将vSphere升级到最新版本可以提升10-20%的性能。

为vSphere创建一个优化的计算环境 根据ESXi host配置BIOS,推荐配置如下:

启用虚拟化技术以支持64位的guest操作系统。

启用内核加速模式(Turbo Mode)在各内核间均衡负载。

如果系统支持非统一内存架构(non-uniform memory architecture, NUMA),启用节点交叉(node interleaving)。

启用VT-x、AMD-V、EPT和RVI以支持基于硬件的虚拟化。

禁用增强型电源管理状态装换(C1E Halt State),以追求最大性能而不是节能。

禁用节能(power-saving)选项,以防止处理器空闲时会降低其处理速率。

启用支持超线程的CPU的超线程(HyperThreading,HT)特性。

启用网络唤醒(Wake On LAN),以支持分布式电源管理(Distributed Power Management)所需的特性。

将执行禁用(Execute Disable)设置为Yes,以支持vMotion and Distributed Resource Scheduler特性。

优化操作系统 卸载不必要的软件,仅开启必需的服务。

使用尽可能少的vCPU 管理员们犯的一个最大的错误就是为虚拟机分配过多的资源。当为一个仅需一个vCPU的虚拟机配置4个vCPU时,不光是虚拟机的性能会降低,还会严重影响在一个host上运行的其他虚拟机。

为Intel Core i7处理器启用HT 这是VMware针对Xeon 5500系列处理器提供的最新推荐配置。除此之外,至今VMware未提供其他关于启用HT的建议。

允许vSphere根据CPU和guest操作系统选择最佳的Virtual Machine Monitor 像数据库那样有大量的页表操作的负载可以从硬件辅助中获益。但是最好还是根据前面的推荐来设置BIOS。
使用VMXNET家族的超虚拟化网卡 VMXNET家族的超虚拟化网卡采用了最优化的网络接口,可以在虚拟机和物理网卡间以最小的开销传输信息。

为基于IP的存储iSCSI和NFS启用巨型帧(Jumbo Frames) 这样可以降低交换机的负载并提升一定的性能。注意,为确保该性能可以正常运行,必须端到端的启用(VMkernel, vSwitch,物理交换机和存储)。

数据库负载创建专门的数据存储 如果应用程序或数据库的I/O需求很大,最好为其创建专门的数据存储。 创建专门的数据存储后,不同的应用程序就有了服务层面的保证。这和在物理存储中配置专门的LUN类似。

值得注意的是,数据存储是物理层的一个抽象,它只是物理层的逻辑表示而不是物理表示。

因此,如果为了分离出某类特殊的I/O(不管是日志文件还是数据库文件),只为其创建了专门的数据存储,而没有分离出物理存储层,那么是无法实现期望的效果的。

确保VMFS已校准 磁盘校准内容将在第6章和第7章中详细阐述。在此,需要强调的是,如果不校准VMFS或NFS 数据存储,会对性能造成严重影响。

vCenter Server Heartbeat

如前文所述,vCenter Server Heartbeat只能为SQL 数据库提供冗余。而且为保证可用性,该硬件服务器中只能安装这一个数据库。

设计vSphere 管理层时,可用性无疑是个必须牢记心头的重要原则。下一节将介绍第二个原则:可管理性。

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