Серверные и десктопные гипервизоры (Часть 2)

Новый уровень доступности

В части 1 я обсуждаю высокую доступность — vMotion, Live Migration, DRS, Storage vMotion и другие — и то, как эти функции имеют решающее значение для способности серверного гипервизора снижать административные издержки и в то же время обеспечивать организации мощной доступностью. способности тоже.

Всю эту концепцию можно вывести на еще более высокий уровень. Вспомните о высокой доступности и сравните эту возможность с DRS и PRO, которые расширяют высокую доступность до новых уровней. Однако основное ограничение функций, обсуждавшихся до этого момента, заключается в том, что все запланировано; узел отключается для обслуживания или создаются правила, регулирующие размещение виртуальных машин на соответствующих узлах.

К сожалению, реальный мир не так опрятен.

В какой-то момент виртуальный хост просто выйдет из строя и возьмет на себя все свои текущие рабочие нагрузки. Хотя DRS и PRO отлично подходят для управления запланированными рабочими нагрузками, ни один из них не может полностью справиться с тем, чтобы просто вытащить ковер из-под них. Именно здесь должны вступить в действие еще более мощные механизмы обеспечения доступности. Как и в случае с DRS, не все выпуски каждого продукта имеют эту расширенную возможность, поэтому организациям необходимо выбирать выпуски в зависимости от того, нужны ли такие функции.

В VMware это функция отказоустойчивости в vSphere, но Citrix XenServer также может похвастаться этой возможностью. В настоящее время Hyper-V не обладает такими высокими функциями высокой доступности. vSphere доходит до того, что после сбоя хоста и необходимости включения отказоустойчивости автоматически создается другая виртуальная машина для обеспечения постоянной защиты и доступности. В VMware эта функция реализована в редакциях Advanced, Enterprise и Enterprise Plus.

Масштабируемость

Обещание виртуализации включает более низкую стоимость наряду со всеми другими техническими преимуществами, такими как высокая доступность и многое другое. Поскольку виртуализация должна поддерживать огромные среды, а организации хотят использовать как можно меньше аппаратного обеспечения, ключевым фактором является масштабируемость. Помимо возможности поддерживать большие общие среды, виртуализированные серверы должны иметь доступ к тем же видам ресурсов, что и на физическом оборудовании. Независимо от того, означает ли это возможность использования 2, 4 или даже 8 виртуальных процессоров, гипервизор должен обеспечивать такой уровень индивидуальной масштабируемости рабочей нагрузки.

Все продукты гипервизора имеют разные уровни масштабируемости, и вам необходимо отдельно учитывать пределы масштабируемости как хоста, так и отдельных виртуальных машин. Ваш выбор продукта гипервизора вполне может основываться на некоторых ограничениях, которые вы обнаружите. См. Таблицу 1 ниже для некоторых общих ограничений, реализованных в (на данный момент) новейших версиях этих корпоративных гипервизоров.

Таблица 1: Ограничения гипервизора

Как эта информация может помочь вам сделать выбор гипервизора? Что ж, предположим, вы используете высокопроизводительный SQL-сервер и хотите перенести его в свою виртуальную среду. Далее предположим, что для этого SQL-сервера требуется 4 виртуальных ЦП и 48 ГБ ОЗУ. Эта высокая потребность в оперативной памяти превышает ограничения виртуальных машин для Citrix XenServer 5.6, поэтому этот продукт будет исключен из списка претендентов. Вы также заметите, что только VMware и Citrix поддерживают более четырех виртуальных ЦП на виртуальную машину. Если вам нужно более четырех виртуальных ЦП в виртуальной машине, Hyper-V не подходит.

Обратите также внимание на ограничения в верхней половине таблицы. За исключением количества виртуальных машин, которые могут работать на одном хосте, VMware vSphere выигрывает в прямом сравнении. Конечно, эти ограничения часто носят академический характер; в любом случае было бы довольно сложно получить 384 виртуальных машины на одном хосте Hyper-V. В какой-то момент ресурс — процессор, оперативная память, диск — иссякнет задолго до того, как будет достигнут этот предел.

Есть одна особенность, о которой я хочу рассказать немного глубже, — перерасход ОЗУ. На протяжении многих лет эта тема была относительно спорной в некоторых кругах. Превышение объема ОЗУ позволяет администратору гипервизора выделять виртуальным машинам больше ОЗУ, чем доступно на хосте. На первый взгляд это может показаться опасным, но когда вы немного заглянете под капот, вы обнаружите, что на самом деле это довольно мощная функция, которая может помочь вам в дальнейшем масштабировании вашей среды.

Прежде чем двигаться дальше, я хочу выделить некоторые возможности управления памятью, имеющиеся в vSphere 4.1:

• Прозрачный общий доступ к страницам (TPS). TPS — это функция дедупликации, используемая vSphere для хранения одной копии нескольких идентичных страниц памяти. Это один из методов, с помощью которого vSphere может использовать больше физической памяти, чем доступно на сервере. Чем больше данных можно использовать совместно, тем больше оперативной памяти остается доступной.
• Раздувание памяти. Подкачка памяти на диск может быть трудоемкой задачей. Поэтому vSphere реализует функцию, называемую раздуванием, в качестве промежуточного шага перед выполнением этого интенсивного действия. Как раздувание, так и подкачка происходят только в условиях нехватки памяти. Ballooning использует преимущества драйвера, который устанавливается вместе с установкой VMware Tools внутри виртуальной машины. Когда vSphere требуется больше оперативной памяти, она сообщает драйверу шара о необходимости раздувания и запрашивает оперативную память у гостевой виртуальной машины. Этот метод наиболее полезен, когда вы выделили гостевой виртуальной машине больше оперативной памяти, чем вам нужно, но его можно использовать и в других случаях.
• Сжатие памяти. Вместо того, чтобы просто выгружать память на диск, сжатие памяти позволяет сжимать страницы памяти и сохранять их в памяти. Распаковка страницы памяти выполняется на несколько порядков быстрее, чем восстановление страницы из файла подкачки на диске, поэтому это еще один метод, с помощью которого управление памятью vSphere делает все возможное для обеспечения правильной работы виртуальных машин.

Я считаю, что расширенное управление оперативной памятью, позволяющее использовать память вместо выделения, является ключевой функцией гипервизора корпоративного уровня. Как правило, оперативная память — это первый ресурс, который истощается на виртуальном хосте. Вычислительная мощность с годами увеличилась на порядки, и, хотя сегодняшние серверы имеют больше оперативной памяти, чем все предыдущие, рост определенно идет медленнее. Превышение объема ОЗУ позволяет администраторам развертывать больше виртуальных машин, чем это было бы возможно в противном случае.

Сеть и масштабируемость

Даже самая надежная виртуальная серверная среда рухнет, если сеть, к которой она подключена, слабая. Таким образом, гипервизоры предоставляют ряд сетевых элементов, предназначенных для упрощения интеграции виртуальных серверов в более широкую инфраструктуру. Какие функции должен поддерживать гипервизор корпоративного уровня, чтобы сделать этот процесс беспрепятственным?

• Маркировка VLAN 802.1q. Как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения эксплуатации не все виртуальные машины должны находиться в одной сети. Следовательно, необходимо иметь возможность очень точно помечать сети. Все основные гипервизоры поддерживают эту функцию.
• Агрегация ссылок 803.2ad. Как и в случае с физическими серверами, параметры сетевого подключения должны иметь возможность масштабирования до уровней, поддерживаемых физической средой. Таким образом, гипервизоры должны поддерживать агрегацию каналов на основе 803.2ad, чтобы иметь возможность масштабировать пропускную способность за пределы одного сетевого восходящего канала. И VMware, и Microsoft поддерживают объединение каналов.
• IPv6. В мире закончились IP-адреса. В какой-то момент полный переход на IPv6 неизбежен. Виртуальная инфраструктура должна полностью поддерживать этот протокол.

VMware vSphere 4 также представила то, что компания называет vNetwork Distributed Switch (vDS). vDS упрощает управление конфигурацией каждого хоста и виртуального коммутатора, превращая сеть в единый агрегированный ресурс, которым можно управлять как единой единицей. При традиционном методе управления сетью каждый хост будет поддерживать свой собственный виртуальный коммутатор, управляемый для каждого хоста. Благодаря объединению этих разрозненных стандартных коммутаторов в один распределенный виртуальный коммутатор сокращаются административные издержки и добавляются новые возможности, включая новую функцию Network vMotion. Network VMotion выводит сеть на новый уровень, отслеживая состояние сети отдельных виртуальных машин, например счетчики отдельных портов и статистику, по мере того, как виртуальная машина перемещается между хостами в vDS. Такие возможности значительно упрощают устранение неполадок и мониторинг сети.

Внедрение vDS также позволило формировать двунаправленный трафик в сети, что позволяет ограничить трафик к виртуальным машинам и от них.

Надежные инструменты управления

Независимо от того, сколько функций присутствует в гипервизоре, выбор инструментов управления невероятно важен. Возможность легко и быстро отслеживать всю виртуальную среду и управлять ею должна быть главным соображением.

• VMware. У VMware есть версии vCenterFoundation и Standard, из которых можно выбирать. Foundation может управлять тремя хостами vSphere, а версия Standard позволяет управлять более крупными средами и обладает более мощными функциями. vCenter предоставляет множество функций управления, а также некоторые возможности мониторинга.
• Майкрософт. Инструментом Microsoft Hyper-V можно управлять с помощью Virtual Machine Manager 2008 R2. Кроме того, благодаря Hyper-V и VMM 2008 R2 вы можете использовать System Center Operations Manager 2007 для комплексного мониторинга вашей среды виртуализации.

Ясно одно: в инструментах для мониторинга виртуализированной среды недостатка нет. Существует множество сторонних инструментов, которые помогут вам поддерживать вашу виртуальную среду в хорошем рабочем состоянии.

Выбор операционной системы виртуальной машины

Эта функция повлияет на ваш выбор гипервизора — какие гостевые операционные системы полностью поддерживаются вашим гипервизором? Если вы в основном продаете Windows, практически любой гипервизор подойдет, поскольку Windows довольно хорошо поддерживается. Конечно, если вам нужна поддержка действительно старых версий Windows, таких как Windows NT, их поддерживает только vSphere. Когда вы смотрите на поддержку гостевой операционной системы, отличной от Windows, например, для NetWare, FreeBSD или Linux, выбор гипервизора становится немного сложнее. Hyper-V, как и следовало ожидать, хорошо работает с Windows, но помимо этого вы ограничены SUSE Linux Enterprise Server или Red Hat. Другие гостевые операционные системы не имеют полной поддержки.

В этой гонке явным победителем является vSphere, за ней следует Citrix, а затем Microsoft.

Резюме

Между частями 1 и 2 этой серии статей вы получили обзор многих функций, которые следует считать критически важными при выборе гипервизора. Вы также узнали, почему эти функции так важны. Хотя представленные функции не являются исчерпывающими, они имеют важное значение. В третьей части этой серии статей мы воспользуемся аналогичным подходом и обсудим программное обеспечение для виртуализации рабочих столов.