VMware-Vsphere高可用性

VMwareVsphere高可用性（HA群集）2015年07月28日14:09:05阅读数：154661应用层高可用性：如实现mysql、oracle数据库应用程序的储群集，主要是判断mysql、oracle应用程序是否停止运行。2操作系统高可用性：如windows的故障转移群集（windowsfailoverclusteringWFC）。3虚拟化层的高可用性：如vspherehighavailability(HA)和vspherefaulttolerance(FT)。4物理层的高可用性：如：多网络适配器、SAN等。vSphereHA和FaultTolerance（FT）功能分别通过提供中断快速恢复和连续可用性来最小化或消除非计划停机时间。使用vSphere，企业可以轻松提高为所有应用程序提供的基准级别，并且以更低成本和更简单的操作来实现更高级别的可用性。使用vSphere，你可以：a独立于硬件、操作系统和应用程序提供更高可用性。b减少常见维护操作的计划停机时间。c在出现故障时提供自动恢复。一、vSphereHA提供快速中断恢复vSphereHA利用配置为群集的多台ESXi主机，为虚拟机中运行的应用程序提供快速中断恢复和具有成本效益的高可用性。vSphereHA通过以下方式保护应用程序可用性：1通过在群集内的其他主机上重新启动虚拟机，防止服务器故障。2通过持续监控虚拟机(通过vmwaretools实现主机向虚拟机发送检测信号）并在检测到故障时对其进行重新设置，防止应用程序故障。与其他群集解决方案不同，vSphereHA提供基础架构并使用该基础架构保护所有工作负载：a无需在应用程序或虚拟机内安装特殊软件。所有工作负载均受vSphereHA保护。配置vSphereHA之后，不需要执行操作即可保护新虚拟机。它们会自动受到保护。（需在开机状态下才受保护）b可以将vSphereHA与vSphereDistributedResourceScheduler(DRS即负载均衡)结合使用以防止出现故障，以及在群集内的主机之间提供负载平衡。与传统的故障切换解决方案相比，vSphereHA具有多个优势：最小化设置设置vSphereHA群集之后，群集内的所有虚拟机无需额外配置即可获得故障切换支持。减少了硬件成本和设置虚拟机可充当应用程序的移动容器，可在主机之间移动。管理员会避免在多台计算机上进行重复配置。使用vSphereHA时，必须拥有足够的资源来对要通过vSphereHA保护的主机数进行故障切换。但是，vCenterServer系统会自动管理资源并配置群集。提高了应用程序的可用性虚拟机内运行的任何应用程序的可用性变得更高。虚拟机可以从硬件故障中恢复，通过监控和响应VMwareTools检测信号并重新启动未响应的虚拟机，可防止客户机操作系统崩溃。DRS和vMotion集成如果主机发生了故障，并且在其他主机上重新启动了虚拟机，则DRS会提出迁移建议或迁移虚拟机以平衡资源分配。vSphereHA群集允许ESXi主机集合作为一个组协同工作，这些主机为虚拟机提供的可用性级别比ESXi主机单独提供的级别要高。群集中的主机均会受到监控，如果发生故障，故障主机上的虚拟机将在备用主机上重新启动。创建vSphereHA群集时，你可以选择使用单个主机作为首选主机（master)以与vCenterServer通信并监控其他主机、从属主机(slave)及其虚拟机的状况。如果为群集启用了vSphereHA，则所有活动主机（未处于待机或维护模式的主机或未断开连接的主机）都将参与选举以选择群集的首选主机。挂载最多数量的数据存储的主机在选举中具有优势。每个群集只存在一台首选主机，其他所有主机都是从属主机。如果首选主机出现故障、关机或从群集中移除，则会进行新的选举。群集中的首选主机具有很多职责：1）监控从属主机的状况。如果从属主机发生故障或无法访问，首选主机将确定需要重新启动的虚拟机。（监视的ESXi从主机宕机后，首选主机将决定将其身上运行的虚拟己重新运行在其他从主机上）2）监控所有受保护虚拟机的电源状况。如果有一台虚拟机出现故障，首选主机可确保重新启动该虚拟机。使用本地放置引擎，首选主机还可确定执行重新启动的位置。3）首选主机管理群集主机和受保护的虚拟机列表并对添加或删除cluster内部的主机进行管理即首选主机维护着群集内的清单。4）首选主机管理被保护的虚拟机清单，在用户每次发起开关机操作时，更新这个清单。vcenterserver会要求保护或不保护某些虚拟机。即当虚拟机打开电源，则该虚拟机要受保护，一旦主机出现故障就会在其他主机上重新启动虚拟机。当虚拟机关闭电源，就没有必要再保护它了。5）首选主机缓存cluster的配置，master主机通知和提醒slave主机，cluster配置的修改。6）master主机发送心跳信息给slave主机，让slave主机知道master的存在。如果slave主机接收不到心跳信息，则重新选举出新的首选主机。7）master报告状态信息给vcenter,vcenter正常情况只与master主机通信。首选主机执行的功能之一是虚拟机保护。虚拟机受保护时，vSphereHA可保证在其出现故障后尝试重新打开电源。首选主机在观察到虚拟机的电源状况由关闭电源变为打开电源时，会致力于保护虚拟机。如果发生故障切换，首选主机必须重新启动所负责的受保护的虚拟机。该职责已分配给在包含虚拟机配置文件的数据存储上以独占方式锁定系统定义文件的首选主机。群集中从主机的职责：1）slave主机监视本地运行的虚拟机的状态，把这些虚拟机运行状态的显著变化发给master主机。2）slave主机监视master主机的健康状态，如果master主机出现故障，slave主机参与master的选举。3）slave运用vSphereHA接入控制vSphereHA特性，这些特性不需要master的协调。这些特性包括VMHealthMonitoring。查看master和slave的状态：主机故障类型和检测：vSphereHA群集的首选主机负责检测从属主机的故障。根据检测到的故障类型，在主机上运行的虚拟机可能需要进行故障切换。在vSphereHA群集中，检测三种类型的主机故障：1）主机停止运行（即发生故障）。2）主机与网络隔离。3）主机失去与首选主机的网络连接。vSphereHA使用管理网络和存储设备来联系。当master通过管理网络联系不到slave时，master就会使用存储网络（heartbeatdatastores）来检查slave是否存活。首选主机监控群集中从属主机是通过交换网络检测信号来完成，此通信通过管理网络来完成。当首选主机不能通过管理网络（如首选主机或从属主机的网络接口出故障）从从属主机接收这些检测信号时，它会在声明该主机出现故障之前检查主机活跃度。首选主机执行的活跃度检查是要确定从属主机是否在与数据存储（即存储网络）交换检测信号。如果此从属主机与数据存储交换检测信号，则首选主机会假定它处于某个网络分区或网络隔离中，因此会继续监控该主机及其虚拟机。网络分区：一个或多个slave通过管理网络联系不到master，即使它们的网络连接没有问题，这种情况下，vSphereHA能够了使用存储网络来检测分离的主机（上面的slaves)是否存活以及否要保护它们里面的虚拟机。网络隔离：一个或多个slave丢失了所有的管理网络连接，这样的slave既不能联系到master也不能联系到其他ESXihosts。这种情况下，slave主机通过存储网络来通知master，它已经是隔离状态。注意：如果你确保网络基础结构具有足够的冗余度且至少有一个网络路径始终可用，则主机网络隔离应该在极少数情况下才出现。在vSphereHA群集发生管理网络故障时，该群集中的部分主机可能无法通过管理网络与其他主机进行通信。一个群集中可能会出现多个分区。已分区的群集会导致虚拟机保护和群集管理功能降级1）虚拟机保护。vCenterServer允许虚拟机打开电源，但仅当虚拟机与负责它的首选主机在相同的分区中运行时，才会对其进行保护。2）群集管理。vCenterServer只能与群集中的部分主机进行通信，且只能连接到一台首选主机。因此，只有在解决分区之后，配置中影响vSphereHA的更改才能生效。此故障可能会导致其中一个分区在旧配置下操作，而另一个分区使用新的设置总结：当vSphereHA群集中的首选主机无法通过管理网络与从属主机通信时，首选主机将使用数据存储检测信号来确定从属主机是否出现故障，是否位于网络分区中，或者是否与网络隔离。如果从属主机已停止数据存储检测信号，则认为该从属主机出现故障，并且其虚拟机已在别处重新启动。vCenterServer使用vSphereHA主机状况报告主机是首选主机还是从属主机。如果已启用HA状况列，则会在vSphereClient中主机的摘要选项卡上和群集或数据中心的主机列表视图中报告此状况。HA状况正在运行(master)表示主机作为vSphereHA首选主机。已连接(slave)状况表示主机作为vSphereHA从属主机。注意:如果断开主机与群集之间的连接，则所有向该主机注册的虚拟机均不受vSphereHA保护。vCenterServer使用接入控制来确保群集内具有足够的资源，以便提供故障切换保护。1、群集允许的主机故障数目接入控制策略：使用群集允许的主机故障数目接入控制策略，vSphereHA允许指定数目的主机出现故障，同时可以确保群集内留有足够的资源来对这些主机上的虚拟机进行故障切换。使用群集允许的主机故障数目策略，vSphereHA以下列方式执行接入控制：1、插槽大小计算：插槽大小由两个组件（CPU和内存）组成。a.vSphereHA计算CPU组件的方法是先获取每台已打开电源虚拟机的CPU预留，然后再选择最大值。如果没有为虚拟机指定CPU预留，则系统会为其分配一个默认值32MHz。b.vSphereHA计算内存组件的方法是先获取每台已打开电源虚拟机的内存预留和内存开销，然后再选择最大值。内存预留没有默认值。2、使用插槽数目计算当前故障切换容量：计算出插槽大小后，vSphereHA会确定每台主机中可用于虚拟机的CPU和内存资源。通过使用vSphereClient直接连接到主机，然后导航至主机的资源选项卡，可以找到由vSphereHA使用的主机资源数据。然后，即可确定每台主机可以支持的最大插槽数目。为确定此数目，请用主机的CPU资源数除以插槽大小的CPU组件，然后将结果化整。对主机的内存资源数进行同样的计算。然后，比较这两个数字，较小的那个数字即为主机可以支持的插槽数。通过确定可以发生故障并仍然有足够插槽满足所有已打开电源虚拟机要求的主机的数目（从最大值开始）来计算当前故障切换容量。附录：高级运行时信息如果选择群集允许的主机故障数目接入控制策略，高级运行时信息链接则会在vSphereClient中群集摘要选项卡上的vSphereHA区域中显示。单击此链接以显示有关群集的下列信息：a插槽大小。b群集内的插槽总数。c已使用的插槽数。分配给已打开电源的虚拟机的插槽数目。如果已使用高级选项定义插槽大小的上限，则此数目可以大于已打开电源的虚拟机的数目。这是因为有些虚拟机会占用多个插槽。d可用插槽数。可用于打开群集内其他虚拟机的电源的插槽数量。vSphereHA保留故障切换所需的插槽数量。剩余的插槽可用于打开新虚拟机电源。e故障切换插槽数。除已使用的插槽和可用插槽之外的插槽总数。f群集中已打开电源虚拟机的总数。g群集中的主机总数。h群集中的正常主机总数。处于连接状态、未进入维护模式而且没有vSphereHA错误的主机数目。示例：使用群集允许的主机故障数目策略的接入控制示例中展示了使用此接入控制策略计算和使用插槽大小的方式。对群集进行如下假设：1）群集包括三台主机，每台主机上可用的CPU和内存资源数各不相同。第一台主机(H1)的可用CPU资源和可用内存分别为9GHz和9GB，第二台主机