Konfiguracja i korzystanie z VMotion

Możliwość migracji wirtualnych maszyn „na żywo” to jedna z największych zalet wirtualizacji. W tym artykule wyjaśniamy, jak działa VMotion w VMware vSphere 4, jakie ma wymagania i jak skonfigurować ten mechanizm.

VMotion jest komponentem VMware vSphere 4 oraz wcześniejszych edycji tego oprogramowania. VMware oferuje cztery wersje vSphere 4: Standard, Advanced, Enterprise oraz Enterprise Plus, z których tylko wersja Standard nie zawiera VMotion. Licencje są sprzedawane per procesor z ograniczeniem do 6 rdzeni w jednym procesorze. Zwróć uwagę, że nastąpiła istotna zmiana, ponieważ w przypadku Virtual Infrastrucuture 3 licencje były sprzedawane per 2 procesory. Licencje można kupić bezpośrednio u producenta, u autoryzowanych partnerów lub wraz ze sprzętem licencje OEM.

Ponadto wymagana jest licencja na VMware vCenter 4. Nie można dodać VMotion jako samodzielnego dodatku, jak to było możliwe w przypadku VMware Infrastructure 3. Za to zaletą jest umieszczenie licencji VMotion od razu w licencji na wybraną wersję vSphere.

Niezależnie od sposobu zakupu licencji, trzeba założyć konto na stronie producenta. To konto będzie powiązane ze wszystkimi zakupionymi licencjami na produkty VMware. Warto do tego celu użyć nowego adresu e-mail, zamiast konta konkretnego użytkownika, żeby uniknąć powstania pojedynczego punktu awarii. Dopiero po utworzeniu konta VMware i nabyciu licencji będzie możliwe utworzenie plików wymaganych do instalacji ESX Servera oraz VMotion.

Konfiguracja VMotion w ESXi
Korzystanie z VMotion w bezpłatnym ESXi wymaga dodatkowych przygotowań. Podobnie, jak w VI 3, w vSphere trzeba skonfigurować port VMkernel, żeby migracja maszyn wirtualnych była możliwa. W serwerze ESXi interfejsy sieciowe VMkernel są instalowane, ale nie obsługują VMotion, dopóki nie zostaną odpowiednio skonfigurowane. Host ESXi otrzyma adres IP, ale dopóki nie zaznaczy się opcji VMotion, migracja nie będzie możliwa.

W kliencie vSphere Client 4 otwórz okno ustawień interfejsu zarządzania (Management Network) i zaznacz opcję VMotion. Po tej prostej konfiguracji będzie działać nie tylko VMotion, ale również Enhanced Storage VMotion, które umożliwia migrację maszyn wirtualnych pomiędzy dyskami typu thin-provisioned, a dyskami w pełni alokowanymi.

Z punktu widzenia planowania sieci serwer ESXi potrzebuje tylko jednego adresu IP, w odróżnieniu od ESX Servera. Wynika to z braku konsoli zarządzania, która wymaga dodatkowego adresu IP. Aby zapewnić redundancję, upewnij się, że przynajmniej dwa interfejsy sieciowe, najlepiej fizyczne, są przypisane do wirtualnego przełącznika (vSwitch), który obsługuje port VMkernel.

Jak działa VMotion?
VMotion umożliwia migrację wirtualnych maszyn między serwerami fizycznymi bez przerywania ich pracy. Proces ten składa się z kilku kroków:

1. Do maszyny wirtualnej zostaje wysłane żądanie przeniesienia jej z serwera fizycznego A na serwer B.
2. Pamięć maszyny wirtualnej zostaje skopiowana z serwera A na serwera B, a zachodzące zmiany są zapisywane w mapie pamięci na serwerze A.
3. Maszyna wirtualna jest wygaszana na serwerze A, a mapa pamięci zostaje skopiowana z serwera A na serwera B.
4. Maszyna wirtualna zostaje uruchomiona na serwerze B, a wszystkie próby dostępu do niej są przekazywane z serwera A do serwera B.
5. Kiedy aplikacje odwołują się już do pamięci maszyny wirtualnej na serwerze B, reszta jej pamięci zostaje skopiowana z serwera A na serwer B.
6. Jeśli migracja zakończy się sukcesem, maszyna wirtualna jest usuwana z rejestru serwera A.

Wymagania VMotion
VMotion będzie działać, jeśli spełnione są wszystkie poniższe warunki. Lista jest długa, ale z pomocą przychodzi Migration Wizard, który sprawdza przed przeprowadzeniem migracji, czy wszystkie warunki są spełnione:

• Serwery fizyczne, między którymi odbywa się migracja, muszą mieć kompatybilne procesory, tzn. procesory tego samego producenta (VMware nie wspiera migracji między procesorami Intela i AMD, choć prezentowano już publicznie, że taka migracja jest możliwa). Są też dodatkowe wymagania związane z różnicami pomiędzy różnymi rodzinami procesorów tego samego producenta.
• Do wirtualnej maszyny nie może być podłączony plik ISO emulujący napęd CD/DVD lub napęd dyskietek, który jest przechowywany na lokalnym dysku serwera fizycznego.
• Wirtualna maszyna nie może być przypisana do fizycznych procesorów.
• Wirtualna maszyna nie może być węzłem klastra wirtualnych maszyn (np. klastra utworzonego z wykorzystaniem Microsoft Cluster Service).
• Serwery ESX, pomiędzy którymi maszyna wirtualna jest przenoszona, muszą korzystać z tego samego, współdzielonego systemu pamięci masowej.
• Serwery muszą być połączone łączem Gigabit Ethernet lub szybszym.
• Serwery muszą mieć dostęp do tej samej sieci fizycznej.

Są to najistotniejsze wymagania związane z VMotion. Kompletne informacje na ten temat znajdziesz w dokumentacji udostępnionej przez producenta.

Kompatybilność procesorów
VMotion wymaga, żeby serwery w źródłowym i docelowym serwerze były ze sobą kompatybilne, tzn. oferowały ten sam zestaw instrukcji. W praktyce oznacza to, że muszą to być procesory tego samego producenta. Poza tym VMware zaleca korzystanie z funkcji Enhanced VMotion Compatibility (EVC), żeby uniknąć problemów z różnymi zestawami instrukcji obsługiwanymi przez procesory tego samego producenta, ale pochodzące z różnych rodzin.

Jeśli procesory są niekompatybilne, masz dwa rozwiązania:

• Zrezygnować z migracji „na żywo” i przenieść maszynę wirtualną po uprzednim wyłączeniu.
• Skonfigurować tzw. maskę, która wyłącza w jednym procesorze instrukcje, których nie ma drugi z procesorów zaangażowanych w VMotion. Jest to właśnie funkcja Enhanced VMotion Compatibility. W ustaleniu zestawów instrukcji dostępnych w poszczególnych procesorach pomoże VMware CPU Identification Utility. Obszerna dokumentacja o konfiguracji masek jest dostępna na stronie internetowej VMware: dla procesorów Intela i procesorów AMD.

Migracja między procesorami jedno- i wielordzeniowymi jest obsługiwana, pod warunkiem, że oba procesory oferują ten sam zestaw instrukcji.

Jak widać, kompatybilność między procesorami może nastręczyć wielu kłopotów, z tego względu firmy często kupują ujednoliconą infrastrukturę sprzętową (serwery jednego producenta, najlepiej te same modele), przeznaczoną do obsługi wirtualnego środowiska.

Konfiguracja VMotion w vSphere 4
Konfiguracja VMotion w tym punkcie sprowadza się już tylko do dodania adaptera sieciowego dla VMkernel. Jeśli korzystasz z Network File System (NFS) lub programowego iSCSI w celu dostępu do sieci SAN, adapter ten jest już skonfigurowany. Jeśli korzystasz z pamięci masowej przez Fibre Channel, musisz skonfigurować ten interfejs. W tym celu wykonaj poniższe czynności w każdym serwerze ESX:

1. Przejdź do zakładki Configuration, a następnie kliknij Networking/Add Networking.
2. W oknie Connection Types zaznacz opcję VMkernel.
3. Dodaj nowy port VMkernel do przełącznika lub utwórz nowy przełącznik.
4. Bardzo ważne, żeby w oknie Port Group Properties zaznaczyć opcję Use this Port Group for VMotion.
5. Dla interfejsu VMkernel musisz wybrać dynamiczny (DHCP) lub statyczny adres IP (zaleca się korzystanie ze statycznie skonfigurowanego adresu IP).
6. Kliknij Finish w ostatnim oknie kreatora.

Korzystanie z VMotion
Jeśli zostały spełnione wszystkie wymagania i VMotion jest skonfigurowane, możesz już korzystać z tej funkcjonalności, co jest całkiem proste:

1. W kliencie vSphere Client wybierz maszynę wirtualną, którą chcesz przenieść.
2. Kliknij ją prawym klawiszem myszy i wybierz opcję Migrate. Alternatywnie, możesz przejść do zakładki Summary, w której również znajdziesz opcję Migrate.
3. Wybierz opcję Change host, żeby przenieść maszynę wirtualną na inny serwera (w tym oknie jest też opcja Change datastore, która służy do korzystania z funkcji Storage VMotion).
4. Wybierz docelowy serwer lub klaster, na który chcesz przenieść maszynę wirtualną. Po dokonaniu tego wyboru zostanie przeprowadzony test kompatybilności. To bardzo ważne, ponieważ służy sprawdzeniu, czy maszyna wirtualna zadziała na docelowym serwerze. Jeśli test zakończy się wynikiem Validation Succeeded, maszyna wirtualna może zostać przeniesiona. W przypadku wykrycia niekompatybilności, klient vSphere wyświetli komunikat z informacją, z czego wynika problem.
5. W następnym kroku możesz wybrać opcję Reserve CPU for optimal VMotion Performance (zalecana) lub opcję Perform with available CPU resources.
6. W ostatnim oknie kliknij Finish.

W oknie Recent Tasks możesz obserwować pasek postępu VMotion. Powinno pojawić się zadanie o nazwie Migrate Virtual Machine wraz z opisem Migrating the Active State of Virtual Machine.

Gdy proces zostanie zakończony, możesz zweryfikować, czy zakończył się powodzeniem, sprawdzając na docelowym serwerze, czy przeniesiona maszyna wirtualna działa.

Zastosowania VMotion
Są dwa podstawowe zastosowania VMotion: równoważenie obciążenia serwerów fizycznych oraz uniknięcia przestojów wynikających z zaplanowanych prac serwisowych.

Równoważenie obciążenia jest realizowane przez funkcję DRS (Distributed Resource Scheduler), która jest składnikiem vSphere 4 w edycjach Enterprise i Enterprise Plus. DRS wykorzystuje VMotion do równoważenie obciążenia wszystkich serwerów fizycznych tworzących klaster. Po prawidłowym skonfigurowaniu DRS, mechanizm ten będzie stale monitorować obciążenie serwerów fizycznych i optymalnie rozlokowywać maszyny wirtualne. Jeśli DRS uzna, że daną maszynę wirtualną lepiej będzie uruchomić na innym serwerze, wykorzysta on VMotion do jej przeniesienia.

DRS dokonuje automatycznych migracji pomiędzy różnymi serwerami, ale jest również możliwe przeniesienie wszystkich maszyn wirtualnych z jednego serwera na inne serwery. Taki proces nastąpi, jeśli przełączysz serwer ESX w tryb Maintenance mode. Po przełączeniu serwera w ten tryb, VMotion przeniesie wszystkie wirtualne maszyny na inne serwery. Dzięki temu można później wyłączyć serwer fizyczny, np. w związku z pracami serwisowymi, bez przerywania działania aplikacji.