虛擬化動手實驗之高可用實現(xiàn)：容錯實現(xiàn)

2010-09-01 11:31:52

云計算

虛擬化 在VMware vSphere可用性解決方案中，相比著之前的VI3，在可用性解決方案上多了新的功能FT，也就是所謂的容錯。接下來就介紹下容錯的技術(shù)及如何實現(xiàn)(理論部分參考自官方文檔)。

在VMware vSphere可用性解決方案中，相比著之前的VI3，在可用性解決方案上多了新的功能FT，也就是所謂的容錯。接下來就介紹下容錯的技術(shù)及如何實現(xiàn)(理論部分參考自官方文檔)。

一、vSphere可用性的新功能

VMware新的可用性的解決方案中，提供了針對虛擬機(jī)的容錯(FT)的技術(shù)。當(dāng)為虛擬機(jī)啟用此技術(shù)時，可以獲得比VMware HA所提供的級別更高的可用性和數(shù)據(jù)保護(hù)，從而確保業(yè)務(wù)連續(xù)性。

容錯基于 ESX/ESXi 主機(jī)平臺構(gòu)建(使用 VMware vLockstep 功能)，它通過在單獨主機(jī)上以虛擬鎖步方式運行相同的虛擬機(jī)來提供連續(xù)可用性。

二、容錯的工作方式

VMware 容錯可通過創(chuàng)建和維護(hù)等同于主虛擬機(jī)并可在發(fā)生故障切換時替換主虛擬機(jī)的輔助虛擬機(jī)來為虛擬機(jī)提供連續(xù)可用性。

可以為大多數(shù)任務(wù)關(guān)鍵虛擬機(jī)啟用容錯。并會創(chuàng)建一個重復(fù)虛擬機(jī)(稱為輔助虛擬機(jī))，該虛擬機(jī)會以虛擬鎖步方式隨主虛擬機(jī)一起運行。VMware vLockstep 可捕獲主虛擬機(jī)上發(fā)生的輸入和事件，并將這些輸入和事件發(fā)送到正在另一主機(jī)上運行的輔助虛擬機(jī)。使用此信息，輔助虛擬機(jī)的執(zhí)行將等同于主虛擬機(jī)的執(zhí)行。因為輔助虛擬機(jī)與主虛擬機(jī)一起以虛擬鎖步方式運行，所以它可以無中斷地接管任何點處的執(zhí)行，從而提供容錯保護(hù)。

主虛擬機(jī)和輔助虛擬機(jī)可持續(xù)交換檢測信號。這使得虛擬機(jī)對中的虛擬機(jī)能夠監(jiān)控彼此的狀態(tài)以確保持續(xù)提供容錯保護(hù)。如果運行主虛擬機(jī)的主機(jī)發(fā)生故障，系統(tǒng)將會執(zhí)行透明故障切換，此時會立即啟用輔助虛擬機(jī)以替換主虛擬機(jī)，并將啟動新的輔助虛擬機(jī)，同時在幾秒鐘內(nèi)重新建立容錯冗余。如果運行輔助虛擬機(jī)的主機(jī)發(fā)生故障，則該主機(jī)也會立即被替換。在任一情況下，用戶都不會遭遇服務(wù)中斷和數(shù)據(jù)丟失的情況。

容錯虛擬機(jī)及其輔助副本不允許在相同主機(jī)上運行。容錯功能使用反關(guān)聯(lián)性規(guī)則，這些規(guī)則可確保容錯虛擬機(jī)的兩個實例永遠(yuǎn)不會在同一主機(jī)上。這可確保主機(jī)故障無法導(dǎo)致兩個虛擬機(jī)都缺失。

容錯可避免"裂腦"情況的發(fā)生，此情況可能會導(dǎo)致虛擬機(jī)在從故障中恢復(fù)后存在兩個活動副本。共享存儲器上鎖定的原子文件用于協(xié)調(diào)故障切換，以便只有一端可作為主虛擬機(jī)繼續(xù)運行，并由系統(tǒng)自動重新生成新輔助虛擬機(jī)。

注意：系統(tǒng)會在主虛擬機(jī)啟動后執(zhí)行反關(guān)聯(lián)性檢查。當(dāng)主虛擬機(jī)和輔助虛擬機(jī)都處于關(guān)閉狀態(tài)時，它們可能會位于相同主機(jī)上。但這是正常行為，輔助虛擬機(jī)會在主虛擬機(jī)啟動時在其他主機(jī)上啟動。

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三、容錯的用例

容錯可提供比 VMware HA 更高級別的業(yè)務(wù)連續(xù)性。當(dāng)調(diào)用輔助虛擬機(jī)以替換與其對應(yīng)的主虛擬機(jī)時，輔助虛擬機(jī)會立即取代主虛擬機(jī)的角色，并會保存其整個狀況。應(yīng)用程序已在運行，并且不需要重新輸入或重新加載內(nèi)存中存儲的數(shù)據(jù)。這不同于 VMware HA 提供的故障切換，故障切換會重新啟動受故障影響的虛擬機(jī)。

更高的連續(xù)性級別以及增加的狀況信息和數(shù)據(jù)保護(hù)功能可在您要部署容錯時提供方案信息。

需要始終保持可用的應(yīng)用程序，尤其是那些具有長時間客戶端連接的應(yīng)用程序，用戶希望在硬件故障期間保持這些連接。

不能通過任何其他方式實現(xiàn)群集功能的自定義應(yīng)用程序。

可以通過自定義群集解決方案提供高可用性，但這些解決方案太復(fù)雜，很難進(jìn)行配置和維護(hù)的情況。

四、容錯的配置要求

要使 VMware 容錯 (FT) 按預(yù)期方式執(zhí)行，群集、主機(jī)和虛擬機(jī)的配置必須滿足特定要求。

1、群集必備條件

與 VMware HA 在默認(rèn)情況下保護(hù)群集內(nèi)的每個虛擬機(jī)不同，VMware 容錯在單個虛擬機(jī)上啟用。要使群集支持VMware 容錯，必須滿足以下必備條件：

必須針對群集啟用 VMware HA。還應(yīng)當(dāng)啟用主機(jī)監(jiān)控。如果沒有啟用主機(jī)監(jiān)控，那么，當(dāng)容錯功能使用輔助虛擬機(jī)替換主虛擬機(jī)時，將不會創(chuàng)建新的輔助虛擬機(jī)且不會還原冗余。

必須為將用于容錯的所有主機(jī)啟用主機(jī)證書檢查。請參見第 30 頁，"啟用主機(jī)證書檢查"。

每臺主機(jī)必須配置有 VMotion 和容錯日志記錄網(wǎng)卡。請參見第 31 頁，"為主機(jī)配置網(wǎng)絡(luò)"。

至少兩臺主機(jī)的處理器必須來自同一兼容處理器組。盡管容錯功能支持異構(gòu)群集(混合處理器組)，但是，如果所有主機(jī)均兼容，則將獲取***的靈活性。有關(guān)受支持處理器的信息，請參見 VMware 知識庫文章，網(wǎng)址為 http://kb.vmware.com/kb/1008027。

所有主機(jī)的 ESX/ESXi 版本和修補(bǔ)程序級別都必須相同。

所有主機(jī)必須對虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)具有訪問權(quán)。

要確認(rèn)群集內(nèi)的主機(jī)是否兼容，從而判斷其是否支持容錯，請運行配置文件合規(guī)性檢查。

注意 VMware HA 在執(zhí)行接入控制計算時會包括容錯輔助虛擬機(jī)的資源使用情況。對于"群集允許的主機(jī)故障數(shù)目"策略，將為輔助虛擬機(jī)分配一個插槽;而對于"群集資源的百分比"策略，在計算群集的可用容量時將考慮輔助虛擬機(jī)的資源使用情況。

2、主機(jī)必備條件

主機(jī)需滿足以下條件，才能支持容錯虛擬機(jī)：

主機(jī)上的處理器必須來自與容錯兼容的處理器組。請參見位于 http://kb.vmware.com/kb/1008027 的VMware 知識庫文章。

主機(jī)必須經(jīng) OEM 認(rèn)證為支持容錯。請參閱當(dāng)前的硬件兼容性列表 (HCL) 獲取支持容錯的服務(wù)器的列表(請參見 http://www.vmware.com/resources/compatibility/search.php)。

主機(jī)配置必須在 BIOS 中啟用了硬件虛擬化 (HV)。某些硬件制造商交付產(chǎn)品時禁用了硬件虛擬化。各種 BIOS中啟用硬件虛擬化的過程不同。請參見主機(jī)的 BIOS 文檔以獲取有關(guān)如何啟用硬件虛擬化的詳細(xì)信息。如果未啟用硬件虛擬化，則嘗試啟動容錯虛擬機(jī)將產(chǎn)生錯誤，而且虛擬機(jī)不會啟動。

3、虛擬機(jī)要求

在可以打開容錯前，虛擬機(jī)必須滿足以下***要求：

虛擬機(jī)文件必須存儲在共享存儲器上?？山邮芄蚕淼拇鎯鉀Q方案包括光纖通道、(硬件和軟件)iSCSI、NFS 和 NAS。

虛擬機(jī)必須存儲在虛擬 RDM 或厚置備的虛擬機(jī)磁盤 (VMDK) 文件(已啟用"群集功能"選項)中。如果將虛擬機(jī)存儲在精簡置備或厚置備的 VMDK 文件(未啟用群集功能)中，則在嘗試啟用容錯時將會出現(xiàn)一則指示必須轉(zhuǎn)換 VMDK 文件的消息。用戶可以接受此自動轉(zhuǎn)換(需要關(guān)閉虛擬機(jī))，允許轉(zhuǎn)換磁盤并使用容錯保護(hù)虛擬機(jī)。此轉(zhuǎn)換過程所需的時間根據(jù)磁盤的大小和主機(jī)處理器類型而有所不同。

虛擬機(jī)必須在一個受支持的客戶機(jī)操作系統(tǒng)上運行。

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五、 容錯與不支持的vSphere功能

容錯虛擬機(jī)不支持以下 vSphere 功能。

快照。 在虛擬機(jī)上啟用容錯前，必須移除或提交快照。此外，不可能對已啟用容錯的虛擬機(jī)執(zhí)行快照。

Storage VMotion。 不能為已啟用容錯的虛擬機(jī)調(diào)用 Storage VMotion。要遷移存儲器，應(yīng)當(dāng)先暫時關(guān)閉容錯，然后再執(zhí)行 Storage VMotion 操作。在完成遷移之后，可以重新打開容錯。

DRS 功能。 容錯虛擬機(jī)會自動配置為禁用 DRS。DRS 最初將放置一個輔助虛擬機(jī)，但在對群集進(jìn)行負(fù)載平衡時，DRS 不會提出建議，也不會對主虛擬機(jī)或輔助虛擬機(jī)進(jìn)行負(fù)載平衡。主虛擬機(jī)和輔助虛擬機(jī)在正常運行期間可以進(jìn)行手動遷移。

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六、 為容錯準(zhǔn)備群集和主機(jī)

要為群集啟用 VMware 容錯，必須滿足此功能的必備條件，然后在主機(jī)上執(zhí)行特定的配置步驟。完成這些步驟并創(chuàng)建群集后，還可以檢查配置是否符合啟用容錯的要求。

嘗試為群集啟用容錯之前應(yīng)該完成的任務(wù)包括：

1、 啟用主機(jī)證書檢查

Step 1：將 vSphere Client 連接到 vCenter Server。

Step 2： 選擇系統(tǒng)管理，然后選擇 vCenter Server 設(shè)置。此時會出現(xiàn) vCenter Server 設(shè)置窗口。

Step 3：在左窗格中單擊 SSL 設(shè)置。

Step 4：選中 vCenter 需要已驗證的主機(jī) SSL 證書復(fù)選框。(圖1)

Step 5：單擊確定。

2、 為每臺主機(jī)配置網(wǎng)絡(luò)

在兩臺ESX主機(jī)上，分別選擇VMKERNEL(網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽是EQL)，查看屬性。(圖2)

 　

確保此端口組啟用"VMotion"或"容錯日志記錄"。(圖3)

在上圖中選中EQL，點選"編輯"?？梢钥吹饺绾螁⒂谩?圖4)

3、創(chuàng)建 VMware HA 群集，添加主機(jī)，并檢查合規(guī)性

Step1：VMware HA 群集在第五章及第六章已建立，且進(jìn)行了驗證：(圖5)

Step2：檢查群集的合規(guī)性。

注意：正常情況下，也是需要檢查主機(jī)配置文件的合規(guī)性的。(圖6)

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七、為虛擬機(jī)打開容錯功能

在為群集和主機(jī)準(zhǔn)備好容錯條件之后，便可為虛擬機(jī)打開容錯

Step1：關(guān)閉虛擬機(jī)windows2003，右鍵"容錯"--"打開容錯"(截圖有誤的，應(yīng)是windows2003虛擬機(jī)關(guān)閉的情況進(jìn)行同樣的操作)：(圖7)

Step2：此時會彈出個警告窗口，點"是"。(圖8)

 　

Step3：任務(wù)進(jìn)行中。實際上是在另外一臺ESX主機(jī)上在進(jìn)行著安裝一個此虛擬機(jī)的一個副本---次要虛擬機(jī)(第二圖)。(圖9、10)

Step4：完成后，可以看到右下角的，容錯所建立的虛擬機(jī)并不受保護(hù)。需要啟動后方可。(圖11)

Step5：開啟位于esxone主機(jī)上的windows2003，這時，就會把此虛擬機(jī)的狀態(tài)等遷移同步到位于esxtwo主機(jī)上的次要虛擬機(jī)windows2003上。

當(dāng)完成啟動后，就真正實現(xiàn)了容錯功能。(圖12)

Step6：接下來進(jìn)行容錯功能的測試，也就是在當(dāng)前的虛擬機(jī)桌面上創(chuàng)建一個文件夾。然后關(guān)閉此臺虛擬機(jī)或是其所在的主機(jī)，看是否會在另外一ESX主機(jī)上啟動次要虛擬機(jī)，并且不影響應(yīng)用，且能同樣存在這樣的一個文件夾。(圖13)

Step7：關(guān)機(jī)后，次要虛擬機(jī)開始啟動，且PING值只有一個是TIME OUT的。(圖14)

Step8：連接ESXTWO上的次要虛擬機(jī)，可以看到容錯的效果已達(dá)到。(圖15)

通過和第六章的結(jié)合實驗，完成了真正應(yīng)用業(yè)務(wù)上的可用性。硬件和軟件條件滿足的朋友不妨部署在生產(chǎn)環(huán)境中，以實現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的真正高可用性。

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