vSphere部署系列之09——HA和DRS群集管理

群集（Cluster）是将多台物理主机组织起来，群集管理其中所有主机的资源，形成一个大的资源池。群集中的所有的虚拟机可在池中的任意主机上自由移动，并且群集可做到快速扩容和HA故障冗余。群集的前提条件是要有共享存储，所有虚拟机及其配置文件必须驻留在共享存储器上。

在前面的博文章节中，已搭建了比较基础的实验环境，实现了vCenter对ESXi主机的管理，网络管理、共享存储管理。在这种情况下，各物理主机之间的计算资源（CPU、内存）是完全独立的，在某台主机出现问题时，虚拟机的运行得不到保障。

为了达到计算资源的均衡利用，和更好的业务保障，接下来需要创建群集，并启用群集的HA和DRS解决方案。

实验环境总体规划，请见前面的博文《vSphere部署系列之03——实验环境总体规划》

 

▲总体规划网络拓扑图

一、前期工作

在此前的操作中，已经配置了vMotion网络，并配置了共享存储。

为方便接下来的调试，先在每台服务器上新建并运行一个虚拟机。系统安装完成后，各虚拟机安装VMware Tools，并且，在CD/DVD的设置中，要断开与主机ISO镜像的连接（在装系统时会需要用到），否则在vMotion迁移时会报错。

二、新建群集

VMware建议首先创建空群集。在已计划群集的资源和网络架构之后，再使用 vSphere 客户端将主机添加到群集，并指定群集的VMware HA 设置。

本案是在vSpherer Client连接vCenter Server的主界面中进行。

选中左侧清单中的数据中心“SQ-DataCenter”，通过右击菜单中的“新建群集”子菜单，将会弹出“新建群集向导”对话框。

 

▲单击子菜单“新建群集”，将会弹出新建群集向导对话框

 

▲新建群集向导对话框，设备群集名称，本案设为“Cluster01”。

在这一步中直接勾选群集的两项功能，也可留作以后再配置。这里暂不勾选，创建一个空群集。

 

▲VMware EVC设置。EVC（增加vMotion兼容性）能够屏蔽某些差异，提供了具有不同代次处理器的服务器之间的兼容性。这里选择默认的“禁用EVC”。本案中两台物理主机配置相同，不存在兼容性问题。

 

▲虚拟机交换文件位置设置

 

至此一个空群集创建完成。群集建立完成后，将主机往该群集里拖，即可完成添加。以后如果要退出，则将主机向数据中心处拖动即可——但此时主机要进入维护模式，才能操作。

▲在摘要->常规区域中，可看到此时群集的资源总体情况。

本案中，两台服务器配置一样，CPU均为两个6核的E5-2630 v2，内存均为4条8G。

因此这里看到的群集资源为：总内存（2*4*8G）64G，处理器总核数和为（2*2*6）24核。另外，总存储为两台主机的本在磁盘容量之和、再加上共享存储的磁盘容量。

虽然此时群集的资源，是两台物理主机的总和，但由于没有启用HA功能，还是各自私有的。此时关掉某台主机的话，其虚拟机也会跟着被关机。

也就是说，此时群集还没实现自动vMotion，如要迁移虚拟机，仍需要人工干预。接下来要为群集设置启用vSphere HA和vSphere DRS， 

对于加入群集的主机，需要在全部虚拟机关机或迁移至其他主机的的情况下，才能进入维护模式。否则会报错，提示“资源不足 无法满足群集上的vSphere HA故障切换配置”。

三、HA和DRS设置

首先了解一下vSphere HA和DRS的原理和功能。

vSphere HA（高可用性）通过对群集中不同主机的虚拟机的即时监控，通过主机故障转移功能，使得主机上面的虚拟机可以成功的转移到其它群集内的主机上，有效的避免了主机宕机给企业带来的危害，降低了风险（当然vmware还有更厉害的武器，那就是vmware的FT功能）。

vSphere DRS（分布式资源调度）聚合群集中的ESXi主机资源，通过监控利用率，自动分配这些资源给虚拟机，并能够跨ESXi主机不断进行虚拟机资源优化。DRS利用vMotion以满足虚拟机在群集中的可用资源配额，vMotion将虚拟机迁移到有更多可用资源的ESXi主机上来平衡利用率，DRS也可以使用vMotion进行分散资源整理，使得虚拟机有更多的资源利用。

HA的心跳检测信号可以通过在 ESXi 主机之间发生， 不受 DRS 和 VMotion 的影响；HA 甚至都不依赖于 VC 服务器，VC 于 HA 的作用仅限于配置时需要它，配置完成之后，只要设定了心跳检测的隔离地址，便与VC服务器无关了（前提是不需要用到DRS和VMotion 等功能）。

下面进行HA的DRS的设置。通过右击群集，在其菜单中选择“编辑设置”，将会弹出设置对话框，可修群集的VMware HA和vSphere DRS设置。

 

▲Cluster01设置对话框。在功能选择区域中，首先勾选“打开vSphere HA”和“打开vSphere DRS”

此时在左则列表框中可看到“vSphere HA”和“vSphere DRS”及其子选项。选中各项，根据需要进行具体的设置即可。

如无特殊情况，各子项设置使用默认设置即可。也就是说，勾选这两项后，直接单击“确定”按钮，即完成了 HA和DRS的启用、设置。

A、vSphere HA设置

 

▲主机监控及接入控制，这里选择选择默认值

 

▲虚拟机选项

其中“虚拟机 重新启动优先级”选项指定发生主机故障时重启 VM 的相对优先级，优先级较高的 VM 将优先启动，依此类推，优先级从高到低次第启动；“主机隔离响应”选项则用于对已与集群失去连接的主机进行操作。

 

▲虚拟机监控，默认为“已禁用”

 

▲数据存储检测信号，默认为第一项，这里选择第三项，并勾选共享存储

B、vSphere DRS 设置

 

▲自动化级别，自动级别决定了DRS的自动响应级别，包括位置生成和负载均衡，这里选择选择默认值——全自动优先级3。

可移动阈值滑块以使用从“保守”到“激进”这5个设置中的一个。这5种迁移设置将根据其所分配的优先级生成建议。每次将滑块向右移动一个设置，将会允许包含下一较低优先级的建议。

 

▲DRS组合管理器，可以创建虚拟机与主机间的关联性规则，从而与适当的虚拟机 DRS组建立关联性（或反关联性）关系。暂时不设置。

 

▲规则，在这里可以根据需要添加一系列的相应规则，控制群集内主机上的虚拟机的放置位置。暂时不添加。

 

▲虚拟机选项，自动化级别为默认的全自动。

 

 

配置完成后，在群集摘要中，可以看到HA和DRS配置信息。

 

▲群集的摘要信息，单击“配置问题”链接，将弹出群集配置问题对话框

 

▲集配置问题对话框，显示有网络冗余问题和数据存储问题

以上群集配置问题对话框中，显示有网络冗余问题和数据存储问题，这在各主机的摘要中也会有提示。

 

▲主机esxi01摘要中的配置问题提示

VMware建议为vSphere HA 设置冗余网络连接。本案在此前的网络设计中，对这一点有疏忽，Management Network所在的vSwitch0只对应了vmnic0一个网卡，不满足网络冗余，因此出现“此主机当前没有管理网络冗余”提示，但不阻碍HA的使用。

官方显示：自 vSphere 5.0 开始，vSphere HA 至少需要在群集中的所有主机之间共享两个共享数据存储，才能正常运行数据存储检测（DataStore HeartBeat）信号。因为本案只是用了一个共享存储因此出现“vSphere HA检测信号数据存储数目为1，少于要求数目：2”问题。

（在高级设置中，das.heartbeatdsperhost一项，用于更改所需的检测信号数据存储的数量。有效数值为2-5，默认为2。

das.ignoreinsufficienthbdatastore用于在如果主机不具有足够的 vSphere HA 检测信号数据存储，则禁用创建的配置问题。默认值为 false。必为True，则不会再出现此提示。）

▲主机esxi01摘要中的可看到该主机为HA群集中的主机

如果看esxi02，则其vSphereHA状况显示为“已连接（从属）”

每个启用了HA的群集通常只存在一台首选主机（Master），其他所有主机都是从属主机（Slave）。首选主机的职责是管理群集主机和受保护的虚拟机列表、监控从属主机的状况等，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。

首先主机是通过选举规则产生的。选举的规则有两条：拥有最多的datastore的主机当选；如果主机拥有的datastore一样多，那么Managed Objective ID((MOID) )号最大的那台主机当选。

在完成以上配置的情况下，如果关闭某一台主机，其上面的虚拟机会自动迁移到另一个主机上。当该主机重新启动之后，先前自动迁移出去的虚拟机会自动迁移回来。如果关闭的是首选主机，由（唯一的）从属主机会晋升为首选主机。

此时若在群集中直接新建虚拟机，由于是DRS是配置为全自动级别，虚拟机最终运行在哪台主机上，由DRS按负载均衡原则、根据各主机的资源使用情况来决定。

 

▲直接在群集Cluster01中新建虚拟机

HA和DRS，以及更进一步的FT，都有很深的学问，细究起来可以琢磨好几天。笔者本人懂得并不深入，不敢班门弄斧，下面仅就易于实验、在实践中较常用到的DRS规则做一些设置，以窥DRS的魅力。

四、vSphere DRS规则的设置

为对DRS有更好的调试、研究，在该群集Cluster01中再创建六个虚拟机——将其中一个虚拟机做成模板（改名为Win2008R2-Temp），然后再从模板中批量创建虚拟机。关于虚拟机模板，后续文章会有专门研究。

 

▲查看群集虚拟机，可看到运行的虚拟机均匀地分布在两主机上

以上8个虚拟机中，VM1和VM2是esxi01和esxi02在加入群集前创建的，仍分别运行在最初主机上，其他6个虚拟机VM3、VM4、VM7和VM8，则在启动时，因缺少初始位置的数据，会被DRS按全自动的方式、根据主机的资源使用情况，进行随机分配。由于两台主机硬件配置（性能）相同，所以最终平均分配在两台主机上。

主机	虚拟机
esxi01	VM1、VM4、VM5、VM7
esxi02	VM2、VM3、VM6、VM8

▲当前虚拟机运行情况

通过使用此主机DRS组，可以创建虚拟机与主机间的关联性规则，从而与适当的虚拟机DRS组建立关联性（或反关联性）关系，这样可以实现控制群集内主机上的虚拟机的放置位置。

接下来，就使用DRS组管理和规则，对虚拟机的运行位置，按需进行重新分配。假设指定VM1-VM3运行在esxi01上，VM4-VM6运行在esxi02上——主要这两台主机是运行，就按这个规定运行虚拟要同——剩余两个VM7、VM8不指定。

主机	虚拟机
esxi01	VM1、VM2、VM3、VM7
esxi02	VM4、VM5、VM6、VM8

▲预想虚拟机运行情况

打开群集设置对话框，在“DRS组管理器”和“规则”选项中进行操作

 

▲群集设置对话框->DRS组管理器

单击虚拟机DRS组中的“添加”按钮，会弹出虚拟机“DRS组”设置对话框；

单击主机DRS组中的“添加”按钮，会弹出主机“DRS组”设置对话框。

 

▲虚拟机“DRS组”设置对话框，

在此创建一个名为“A Group”的DRS组，并将虚拟机VM1-VM3移入到该组。

设备完成后，单击“确定”按键返回上一级。

按同样的方式，在此创建一个名为“B Group”的DRS组，并将虚拟机VM4-VM6移入到该组。

 

▲主机“DRS组”设置对话框，

在此创建一个名为“H1 Group”的DRS组，并将主机esxi01移入到该组。单击“确定”按钮，完成设置。

按同样的方式，创建一个名为“H2 Group”的DRS组，并将主机esxi02移入到该组。

 

▲创建了A Group、BGroup和H1 Group、H2 Group的DRS组管理器

接下来设置DRS规则。

DRS有两种类型的规则。一种是用于指定虚拟机DRS组和主机DRS组之间的关联性或反关联性。关联性规则规定，所选虚拟机DRS组的成员可以或必须在特定的主机DRS组成员上运行。反关联性规则规定，所选虚拟机DRS组的成员不能在特定的主机DRS组成员上运行。另一种是用于指定各个虚拟机之间的关联性或反关联性。指定关联性的规则会使DRS尝试将指定的虚拟机一起保留在同一台主机上（如，出于性能考虑）。根据反关联性规则，DRS尝试将指定的虚拟机分开，如，当一台主机出现问题时，将不会同时丢失两台虚拟机。

 

▲群集设置对话框->规则，单击“添加”按钮，弹出规则对话框。

类型列表中，有三种类型的规则：

单独的虚拟机（Separate Virtual Machines）：允许实施VM反关联性，指定DRS组的VM必须分开在不同的主机DRS组运行；

聚集的虚拟机（Keep Virtual Machine Together）：允许实施VM关联性，指定DRS组的VM必须分开在相同的主机DRS组运行；

虚拟机到主机（Virtual Machines to Hosts）：允许利用主机关联性，可以指定特定的VM组必须在特定的主机DRS组中的主机上运行。

 

▲规则设置对话框（在DRS组管理器选项卡中，也是可以设置DRS组的），

在此创建一个名为“Rule1-A-H1”的规则，类型为“虚拟机到主机”，群集虚拟机组选择“A Group”，群集主机组选择“H1 Group”。即指定A Group组中的虚拟机运行在H1 Group组的主机上。

按同样的方式，此创建一个名为“Rule2-B-H2”的规则，类型为“虚拟机到主机”，群集虚拟机组选择“A Group”，群集主机组选择“H1 Group”。即指定B Group组中的虚拟机运行在H2 Group组的主机上。

 

▲创建了规则Rule1-A-H1和Rule2-B-H2，但“确定”按钮，完成设置

 

▲群集虚中虚拟机列表，VM2、VM3、VM4、VM5已根据规则自动迁移

DRS规则设置完成后，大约过半分钟，群集中的虚拟机会便根据规则定义的关键性，自动迁移到被指定的主机组中（本案主机组只有一台主机）。待虚拟机重新分配完成后，违反规则对虚拟机进行手动迁移，是不被允许的。

 

▲试途将VM1由esxi01向esxi02迁移时受到制止。

此时，若把exsi01主机关机，虚拟机DRS组A Group中的所有虚拟机，受制于规则不会自动迁移到esxi02主机上。

 

▲exsi01主机关机，VM1-VM3也跟着被关闭。VM7因不受规则限制，被自动迁移到esxi02。

本案中，由于资源有限，这样的设定看不到太大的应用意义。但在实际应用的，当有多台物理主机时，主机DRS组会包含多台主机，形成一个相对宽松的活动范围。这样，关联到该主机DRS组上的虚拟机DRS组内的虚拟机，便可以在此活动范围内均衡运行。