Динамическая миграция в Windows Server 2008 R2 Hyper-V

Опубликовано: 22 Апреля, 2023

Введение

В этой статье вы узнаете о долгожданной функции Live Migration, включенной в Windows Server 2008 R2 Hyper-V. Функция Live Migration позволяет перемещать виртуальную машину между двумя узлами отказоустойчивого кластера Hyper-V без потери данных и прерывания работы службы.

Функция динамической миграции в Microsoft Windows Server 2008 R2 Hyper-V

Microsoft Windows Server 2008 R2 Hyper-V — долгожданное продолжение выпуска Microsoft Windows Server 2008 Hyper-V. В этой последней версии операционной системы Windows Server 2008 к технологии Hyper-V добавлено несколько новых функций, но наиболее ожидаемой является функция Live Migration.

Функция Windows Server 2008 R2 Hyper-V Live Migration предоставляет два основных преимущества. Во-первых, Live Migration позволяет внедрить решение высокой доступности на основе отказоустойчивой кластеризации для критически важных приложений, работающих на виртуальных машинах, без необходимости наличия гостевой операционной системы или приложения с поддержкой кластера. Кроме того, Live Migration позволяет System Center Virtual Machine Manager 2008 R2 (бета-версия доступна для загрузки на веб-сайте Microsoft) обеспечивать динамическую балансировку нагрузки виртуальных машин, а также без потери данных или перерывов в обслуживании.

Требования к функциям динамической миграции Hyper-V

Чтобы успешно использовать динамическую миграцию, вы должны убедиться, что ваш отказоустойчивый кластер Windows Server 2008 R2 Hyper-V соответствует следующим требованиям:

Узлы отказоустойчивого кластера Hyper-V должны использовать процессоры одного производителя и одного типа. Поэтому вы не можете использовать Live Migration для перемещения виртуальной машины, работающей на платформе AMD-V, на платформу Intel VT.
Узлы отказоустойчивого кластера Hyper-V должны быть настроены в одной и той же подсети TCP/IP. Хотя функция отказоустойчивого кластера Windows Server 2008 и Windows Server 2008 R2 не требует, чтобы узлы кластера были настроены в одной и той же подсети TCP/IP, это необходимая конфигурация для использования динамической миграции.
Узлы отказоустойчивого кластера Hyper-V должны иметь доступ к общему хранилищу. Варианты общего хранилища те же, что поддерживаются в Windows Server 2008 Hyper-V, и включают устройства на основе iSCSI, а также устройства сети хранения данных (SAN).

Динамическую миграцию виртуальной машины можно запустить из диспетчера отказоустойчивого кластера Windows Server 2008 R2 или с помощью System Center Virtual Machine Manager 2008 R2, если он используется для управления узлами отказоустойчивого кластера. Вы также можете инициировать динамическую миграцию с помощью инструментария управления Windows (WMI) или сценария PowerShell.

Процесс живой миграции

Процесс, происходящий во время динамической миграции, начинается с TCP-подключения от исходного узла отказоустойчивого кластера Hyper-V (где изначально выполняется целевая виртуальная машина) к выбранному узлу назначения в том же отказоустойчивом кластере Hyper-V. TCP-соединение устанавливается для передачи данных конфигурации виртуальной машины с исходного узла на целевой узел, и эти данные используются для создания новой виртуальной машины с идентичными настройками на целевом узле. Данные конфигурации виртуальной машины включают количество и тип виртуальных адаптеров хранилища, виртуальных сетевых адаптеров, выделение виртуального процессора и памяти, а также другие необходимые параметры конфигурации виртуальной машины.

Следующим шагом после создания виртуальной машины на узле назначения является перенос страниц памяти виртуальной машины с исходного узла на узел назначения. Это итеративный процесс, поскольку виртуальная машина продолжает выполняться на исходном узле по мере того, как данные памяти передаются на целевой узел. Чтобы гарантировать, что данные не будут потеряны, Hyper-V отслеживает все модификации страниц памяти на исходном узле и продолжает передавать страницы памяти на узел назначения до тех пор, пока не будет достигнуто пороговое значение итерации или все измененные страницы памяти не будут успешно скопированы на узел-источник. узел назначения.

Затем виртуальная машина приостанавливается на исходном узле, оставшиеся измененные страницы памяти копируются на целевой узел, а регистр процессора и состояние устройства передаются с исходного узла на целевой узел. На этом этапе процесс Live Migration больше нельзя отменить.

В течение короткого периода времени, когда виртуальная машина находится в режиме паузы, управление хранилищем виртуальной машины, включая виртуальные жесткие диски и транзитные диски, также назначается целевому узлу. В этот момент виртуальная машина находится в согласованном состоянии и возобновляет выполнение на целевом узле.

Следующим шагом в этом процессе является принудительное обновление физических сетевых коммутаторов в их таблицах новым портом, чтобы направить сетевой трафик для виртуальной машины. Новый порт — это порт коммутатора физической сети, который соединяет узел назначения с физической сетью. Наконец, информация о виртуальной машине удаляется с исходного узла.

Рекомендации по динамической миграции

Время, в течение которого виртуальная машина приостанавливается во время динамической миграции, сведено к минимуму, чтобы избежать превышения значений времени ожидания приложения и сетевого TCP-соединения, что может привести к прерыванию службы. Поэтому крайне важно полностью понять и протестировать конфигурацию любого отказоустойчивого кластера Hyper-V, который будет поддерживать динамическую миграцию. В частности, следует использовать высокоскоростные сетевые соединения с пропускной способностью Ethernet не менее 1 Гбит/с, чтобы оптимизировать передачу памяти и данных о состоянии между исходным и целевым узлами. Кроме того, вы должны знать, что динамическая миграция не является мгновенным событием и что количество времени, необходимое для завершения процесса миграции, зависит от нескольких параметров:

Большой объем памяти виртуальной машины увеличивает время, необходимое для выполнения динамической миграции, поскольку между исходным и целевым узлами кластера необходимо передавать больше активных страниц памяти.
Высокий уровень активности виртуальной машины увеличивает вероятность дополнительных модификаций страниц памяти, что приводит к дополнительным итерациям для создания согласованного состояния памяти на целевом узле.
Высокий коэффициент использования на исходном и целевом узлах увеличивает время, необходимое для завершения процесса динамической миграции.
Высокая пропускная способность и пропускная способность сети сокращают время, необходимое для передачи страницы памяти виртуальной машины и информации о состоянии между исходным узлом и узлом назначения.
Перенос номера логического устройства (LUN) между исходным и целевым узлами также влияет на временную шкалу миграции. Воздействие этого процесса можно уменьшить, используя новую функцию общих томов кластера (CSV) в Windows Server 2008 R2.

Хотя это и не является обязательным требованием, если вы хотите оптимизировать конфигурацию общего хранилища отказоустойчивого кластера Hyper-V для поддержки динамической миграции, вам следует внедрить общие тома кластера. Также следует учитывать, что каждый узел отказоустойчивого кластера Hyper-V может одновременно участвовать только в качестве источника или назначения в одной динамической миграции. Таким образом, в полностью расширенном отказоустойчивом кластере с 16 узлами можно выполнять не более восьми одновременных динамических миграций.

Общие тома кластера

Вплоть до Windows Server 2008 R2 только одному узлу отказоустойчивого кластера разрешалось владеть LUN и иметь доступ к хранящимся на нем данным. Напротив, новая функция Cluster Shared Volumes в Windows Server 2008 R2 позволяет нескольким узлам кластера одновременно обращаться к LUN в общей системе хранения, предоставляя согласованное пространство имен файлов для всех узлов кластера. Поэтому для виртуальной машины подключенные виртуальные жесткие диски выглядят так, как если бы они хранились на отдельном LUN. Однако все виртуальные жесткие диски виртуальных машин могут находиться на одном LUN, и каждый узел кластера может иметь доступ к томам по одному и тому же полному пути. По умолчанию общие тома кластера создаются как каталоги в корневой папке с именем ClusterStorage. Однако вы можете изменить имя корневой папки в соответствии с требованиями вашей среды.

Среди других преимуществ общих томов кластера: совместимость с NTFS (нет необходимости переформатировать дисковые носители), поддержка систем хранения данных, подключенных к SAN или iSCSI, а также устранение ограничений на буквы дисков, встречающихся в Windows Server 2008 Hyper-V.

Вывод

Если вы разрабатываете инфраструктуру виртуализации с требованием динамического перемещения виртуальных машин без потери данных или прерывания обслуживания, вам следует загрузить Windows Server 2008 R2 Hyper-V и приступить к изучению и тестированию новой функции динамической миграции.

Виртуализация