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简体中文版经机器翻译而成，仅供参考。如与英语版出现任何冲突，应以英语版为准。

VMware vSphere解决方案概述

贡献者

vCenter Server Appliance (VCCSA)是一款功能强大的集中式管理系统和适用于vSphere的单一管理平台、可使管理员有效地运行ESXi集群。它有助于实现关键功能、例如VM配置、vMotion操作、高可用性(HA)、分布式资源计划程序(DRS)、Tanzu Kubernetes Grid等。它是VMware云环境中的一个重要组件、在设计时应考虑服务可用性。

vSphere高可用性

VMware的集群技术可将ESXi服务器分组到虚拟机的共享资源池中、并提供vSphere High Availability (HA)。vSphere HA可为虚拟机中运行的应用程序提供易于使用的高可用性。在集群上启用HA功能后、每个ESXi服务器都会与其他主机保持通信、以便在任何ESXi主机无响应或隔离时、 HA集群可以在集群中的无故障主机之间协商恢复该ESXi主机上运行的虚拟机。如果子操作系统发生故障、vSphere HA会在同一物理服务器上重新启动受影响的虚拟机。借助vSphere HA、可以减少计划内停机、防止计划外停机并从中断中快速恢复。

vSphere HA集群从故障服务器中恢复VM。

VMSC示意图

请务必了解、VMware vSphere不了解NetApp MetroCluster或SnapMirror活动同步、并且会根据主机和VM组关联性配置、将vSphere集群中的所有ESXi主机视为符合HA集群操作条件的主机。

主机故障检测

创建HA集群后、集群中的所有主机都会参与选择、其中一个主机将成为主主机。每个从节点对主节点执行网络检测信号、而主节点则对所有从节点主机执行网络检测信号。vSphere HA集群的主主机负责检测从主机的故障。

根据检测到的故障类型、可能需要对主机上运行的虚拟机进行故障转移。

在vSphere HA集群中、检测到三种类型的主机故障：

  • 故障—主机停止运行。

  • 隔离—主机变为网络隔离。

  • 分区-主机与主主机断开网络连接。

主主机监控集群中的从主机。此通信通过每秒交换一次网络检测信号来完成。当主主机停止从从从主机接收这些检测信号时、它会先检查主机活动性、然后再声明主机出现故障。主主机执行的活动性检查用于确定从主机是否正在与某个数据存储库交换检测搏。此外、主主机还会检查该主机是否对发送到其管理IP地址的ICMP ping做出响应、以检测它是仅与其主节点隔离还是与网络完全隔离。它通过对默认网关执行pinging来实现此目的。可以手动指定一个或多个隔离地址、以提高隔离验证的可靠性。

最佳实践

NetApp建议至少指定两个额外的隔离地址、并且每个地址都是站点本地地址。这将提高隔离验证的可靠性。

主机隔离响应

隔离响应是vSphere HA中的一项设置、用于确定当vSphere HA集群中的主机丢失其管理网络连接但仍继续运行时在虚拟机上触发的操作。此设置有三个选项："Disabled (禁用)"、"Shut Down and Restart VMs"(关闭并重新启动VM)和"Power Off and Restart VMs"(关闭并重新启动VM)。

"Shut down (关闭)"优于"Power Off (关闭)"、后者不会刷新最近对磁盘所做的更改或提交事务。如果虚拟机在300秒内未关闭、则会将其关闭。要更改等待时间、请使用高级选项as.isolationshutdowntimeout。

在HA启动隔离响应之前、它会首先检查vSphere HA主代理是否拥有包含VM配置文件的数据存储库。否则、主机将不会触发隔离响应、因为没有主节点可重新启动VM。主机将定期检查数据存储库状态、以确定是否由具有主角色的vSphere HA代理声明数据存储库。

最佳实践

NetApp建议将"主机隔离响应"设置为"已禁用"。

如果主机与vSphere HA主主机隔离或分区、并且主主机无法通过检测信号数据存储库或ping进行通信、则可能发生脑裂情况。主节点会声明隔离的主机已停止运行、并在集群中的其他主机上重新启动VM。现在存在脑裂情况、因为虚拟机有两个实例正在运行、其中只有一个实例可以读取或写入虚拟磁盘。现在、可以通过配置虚拟机组件保护(VM Component Protection、VMCP)来避免脑裂情况。

VM组件保护(VMCP)

vSphere 6中与HA相关的一项增强功能是VMCP。VMCP可针对块(FC、iSCSI、FCoE)和文件存储(NFS)提供增强的保护、使其免受所有路径关闭(APD)和永久设备丢失(PDL)情况的影响。

永久设备丢失(永久设备丢失)(财产和财产

如果存储设备永久出现故障或被管理员删除、并且不希望返回、则会出现上述情况。NetApp存储阵列向ESXi发出SCSI检测代码、声明设备已永久丢失。在vSphere HA的故障条件和VM响应部分中、您可以配置检测到无效条件后的响应。

最佳实践

NetApp建议将"Response for Data with PCL"(使用数据存储库的响应)设置为"关闭并重新启动VMS"。检测到这种情况后、VM将在vSphere HA集群中运行正常的主机上立即重新启动。

所有路径已关闭(APD)

APD是指主机无法访问存储设备且没有指向阵列的路径时发生的情况。ESXi认为此问题是设备的临时问题、并希望它能够再次可用。

检测到APD情况时、计时器将启动。140秒后、系统将正式声明APD条件、并且设备会标记为APD超时。超过140秒后、HA将开始计算VM故障转移APD延迟中指定的分钟数。指定时间过后、HA将重新启动受影响的虚拟机。您可以根据需要将VMCP配置为以不同方式响应("Disabled (已禁用)"、"VM Events (问题描述事件)"或"Power Off and Restart VM (关闭并重新启动VM)")。

最佳实践

NetApp建议将"Response for Data with APD"配置为"关闭并重新启动VM (保守)"。

保守是指HA能够重新启动VM的可能性。如果设置为保守、则只有在HA知道其他主机可以重新启动受APD影响的虚拟机时、它才会重新启动该虚拟机。如果发生主动、即使HA不知道其他主机的状态、也会尝试重新启动虚拟机。如果任何主机都无法访问虚拟机所在的数据存储库、则可能导致虚拟机无法重新启动。

如果APD状态为已解决、并且在超时之前还原了对存储的访问、则HA不会不必要地重新启动虚拟机、除非您明确对此虚拟机进行配置。如果即使环境已从APD条件中恢复、也需要响应、则应将APD超时后APD恢复的响应配置为重置VM。

最佳实践

NetApp建议将APD超时后APD恢复的响应配置为已禁用。

适用于NetApp MetroCluster的VMware DRS实施

VMware DRS是一项将主机资源聚合到集群中的功能、主要用于在虚拟基础架构中的集群内进行负载平衡。VMware DRS主要计算在集群中执行负载平衡所需的CPU和内存资源。由于vSphere无法识别延伸型集群、因此在进行负载平衡时、它会考虑两个站点中的所有主机。为了避免跨站点流量、NetApp建议配置DRS关联性规则、以管理VM的逻辑隔离。这样可以确保、除非完全发生站点故障、否则HA和DRS将仅使用本地主机。

如果为集群创建DRS关联性规则、则可以指定vSphere在虚拟机故障转移期间如何应用该规则。

您可以通过两种类型的规则来指定vSphere HA故障转移行为：

  • VM反关联性规则会强制指定的虚拟机在故障转移操作期间保持分离状态。

  • 在故障转移操作期间、VM主机关联性规则会将指定的虚拟机放置在特定主机或已定义主机组的成员上。

使用VMware DRS中的VM主机关联性规则、可以在站点A和站点B之间进行逻辑隔离、以便VM与配置为给定数据存储库的主读/写控制器的阵列在同一站点的主机上运行。此外、VM主机关联性规则还可以使虚拟机保持在存储本地、从而确保在站点间发生网络故障时虚拟机连接。

以下是VM主机组和关联性规则的示例。

VM主机组和关联性规则

最佳实践

NetApp建议实施"应该"规则、而不是"必须"规则、因为如果发生故障、vSphere HA会违反这些规则。使用"必须"规则可能会导致服务中断。

服务的可用性应始终高于性能。如果完整数据中心发生故障、则"必须"规则必须从VM主机关联性组中选择主机、并且当数据中心不可用时、虚拟机不会重新启动。

使用NetApp MetroCluster实施VMware存储DRS

通过VMware Storage DRS功能、可以将数据存储库聚合到一个单元中、并在超过存储I/O控制阈值时平衡虚拟机磁盘。

默认情况下、启用了存储DRS的DRS集群会启用存储I/O控制。通过存储I/O控制、管理员可以控制在I/O拥塞期间分配给虚拟机的存储I/O量、这样、在分配I/O资源时、更重要的虚拟机就可以优先于不太重要的虚拟机。

存储DRS使用Storage vMotion将虚拟机迁移到数据存储库集群中的不同数据存储库。在NetApp MetroCluster环境中、需要在该站点的数据存储库中控制虚拟机迁移。例如、在站点A的主机上运行的虚拟机A最好在站点A的SVM数据存储库中进行迁移否则、虚拟机将继续运行、但性能会下降、因为虚拟磁盘读/写操作将通过站点间链路从站点B进行。

最佳实践

NetApp建议创建与存储站点关联性相关的数据存储库集群；也就是说、与站点A具有站点关联性的数据存储库不应与与与站点B具有站点关联性的数据存储库的数据存储库集群混用

每当使用Storage vMotion新配置或迁移虚拟机时、NetApp建议相应地手动更新特定于这些虚拟机的所有VMware DRS规则。这样可以确定主机和数据存储库在站点级别的虚拟机关联性、从而降低网络和存储开销。