VMware、配置VMware vSphere 6.0 vMotion、DRS、HA和FT

1、vMotion基础知识简介

     您可使用热迁移或冷迁移将虚拟机从一个主机或存储位置移至另一位置。例如，您可使用 vSphere vMotion 将已打开电源的虚拟机从主机上移开，以便执行维护、平衡负载、并置相互通信的虚拟机、将多个虚拟机分离以最大限度地减少故障域、迁移到新服务器硬件等等。

您可使用冷迁移或热迁移将虚拟机移至其他主机或数据存储。

冷迁移：

        您可将已关闭电源或已挂起的虚拟机移至新主机。您可选择将已关闭电源或已挂起虚拟机的配置文件和磁盘文件重定位到新的存储位置。您也可以使用冷迁移将虚拟机从一个数据中心移至另一数据中心。要执行冷迁移，您可手动移动虚拟机或设置调度的任务。

热迁移：

       根据您使用的迁移类型是 vMotion 还是 Storage vMotion，您可以将已打开电源的虚拟机移至其他主机，或者将其磁盘或文件夹移至其他数据存储，而不破坏虚拟机的可用性。同时，您还可以将虚拟机移动至其他主机和其他存储位置。

vMotion 也称为实时迁移或热迁移。

注意：复制虚拟机是指创建新的虚拟机，并不是迁移形式。通过克隆虚拟机或复制其磁盘和配置文件可以创建新的虚拟机，克隆并不是迁移的一种形式。

根据虚拟机资源类型，可以执行多种迁移：

仅更改计算资源：将虚拟机（而不是其存储）移动至其他计算资源，如主机、群集、资源池或vApp。您可使用 vMotion 将已打开电源的虚拟机移至另一计算资源。您可使用冷迁移或热迁移将虚拟机移动至另一主机。

仅更改存储：将虚拟机及其存储（包括虚拟磁盘、配置文件或其组合）移至同一主机上的新数据存储。您可使用冷迁移或热迁移更改数据存储。您可使用 Storage vMotion将已打开电源的虚拟机及其存储移至新数据存储。

更改计算资源和存储：将虚拟机移至另一主机，并将其磁盘或虚拟机文件夹移至另一数据存储。您可

使用冷迁移或热迁移更改主机和数据存储。在 Distributed Switch 之间移动虚拟机网络时，与虚拟机的网络适配器相关联的网络配置和策略将传输到目标交换机。

     在 vSphere 6.0 和更高版本中，可以通过在这些类型的对象之间进行迁移在 vSphere 站点之间移动虚拟机。

迁移至另一虚拟交换机：

       将虚拟机网络移动至另一类型的虚拟交换机。可以在无需重新配置物理和虚拟

网络的情况下迁移虚拟机。执行冷迁移或热迁移时，可以将虚拟机从一个标准交换机移动至另一标准交换机或 Distributed Switch 或者从一个 DistributedSwitch 移动至另一 Distributed Switch。

迁移至另一数据中心：

         在数据中心之间移动虚拟机。执行冷迁移或热迁移时，可以更改虚拟机的数据中心。对于目标数据中心内的网络连接，可以在 Distributed Switch 上选择一个专用端口组。

迁移至另一vCenter Server 系统：

        在以增强型链接模式连接的两个 vCenter Server 实例之间移动虚拟机。还可以在彼此相距较远的两个 vCenter Server 实例之间移动虚拟机。

   要迁移磁盘大于 2TB 的虚拟机，源和目标 ESXi 主机必须为版本 5.5 或更高版本。

vMotion 迁移类型

     通过 vMotion，您可以更改运行虚拟机的计算资源，或者同时更改虚拟机的计算资源和存储。

通过 vMotion 迁移虚拟机并选择仅更改主机时，虚拟机的完整状态将移动到新主机。关联虚拟磁盘仍然处于必须在两个主机之间共享的存储器上的同一位置。

选择同时更改主机和数据库时，虚拟机的状态将移动到新主机，虚拟磁盘将移动到其他数据存储。在没有共享存储的 vSphere 环境中，可以通过 vMotion 迁移到其他主机和数据存储。

在虚拟机状况迁移到备用主机后，虚拟机即会在新主机上运行。使用 vMotion 迁移对正在运行的虚拟机完全透明。

选择同时更改计算资源和存储时，可以使用 vMotion 在 vCenter Server 实例、数据中心以及子网之间迁移虚拟机。

详见官方文档

二、Distributed Resource Scheduler（DRS）

1、VMware DRS简介

      VMware的分布式资源调度(Distributed Resource Scheduler，DRS)

            动态地分配和平衡计算容量，将硬件资源聚集到逻辑资源池中。          

            可以持续不断地监控资源池的利用率，智能分配资源，

            允许用户自己定义规则和方案来决定虚拟机共享资源的方式及 它们之间优先权的判断根据

2、DRS在企业中的应用    

       根据业务优先权进行IT资源的调整

       显著地提高系统管理员的生产能力

       自动的硬件维护

       轻松地添加和部署新的计算容量     

3、DRS的特性

 1）带有VMware DRS功能的资源池

           将硬件中的资源抽象出来

           灵活的分层组织

           资源池与资源池直接彼此独立

           访问的控制和授权 

           管理一整套运行分布式应用的虚拟机

 2）手动和自动模式

            通电分配

            持续不断地优化

 3）服务器的维护模式

             当主机进入维护模式不会导致虚拟机的运行受到影响，DRS会选择合适的主机来迁移该主机上的虚拟机

 4）亲和性规则

4、DRS配置要求

      群集的配置能够直接影响DRS的性能，VMware推荐了以下配置建议，以致力于DRS得到最大性能。

 1）在确定群集的主机群时，请尽量选择CPU和内存相同的主机编成一组。

 2）迁移阈值

           群集中的主机具有相同特征

           虚拟机的资源利用率始终保持不变

           群集对虚拟机的部署限制很少

 3）DRS运转频率

 4）亲和性规则

 5）虚拟机的部署

 6）虚拟机和资源池的资源分配

 7）虚拟机的虚拟CPU和内存大小

 8）DRS操作模式

三、VMware High Availability（HA）

1、VMware HA 简介

       从字面上的意思就是一种让服务中断尽可能少的技术。将多台主机组建成一个故障转移集群，运行在集群上的服务（或VM）不会因为单台主机的故障而停止。

     HA支持的故障层次：主机，虚拟机，应用程序

      vSphere HA 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。

2、 vSphere HA 通过以下方式保护应用程序可用性 

       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。 

       通过持续监控虚拟机并在检测到故障时对其进行重新设置，防止应用程序故障。 

       通过在仍然有权访问其数据存储的其他主机上重新启动受影响的虚拟机，可防止出现数据存储可访问性故障。 

       如果虚拟机的主机在管理或 Virtual SAN 网络上被隔离，它会通过重新启动这些虚拟机来防止网络隔离。 即使网络已分区，仍会提供此保护。

与其他群集解决方案不同，vSphere HA 提供基础架构并使用该基础架构保护所有工作负载： 

       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 vSphere HA 保护。

       配置 vSphere HA 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。 

       可以将 vSphere HA 与 vSphere Distributed Resource Scheduler (DRS) 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。

3、与传统的故障切换解决方案相比，vSphere HA 具有多个优势

最小化设置              设置 vSphere HA 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 vSphere HA 时，必须拥有足够的资源来对要通 过 vSphere HA 保护的主机数进行故障切换。但是，vCenter Server 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，提高了在引导周期内启动的所有应用程序的可用性，而且没有额外的计算 需求，即使该应用程序本身不是群集应用程序也一样。通过监控和响应 VMware Tools 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。如果迁移的源主机和/或目标主机发生故 障，则 vSphere HA 会帮助从该故障中恢复。

4、vSphere HA 的工作方式

        vSphere HA 可以将虚拟机及其所驻留的主机集中在群集内，从而为虚拟机提供高可用性。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 vSphere HA 群集时，会自动选择一台主机作为首选主机。首选主机可与 vCenter Server 进行通信，并监控所有受保护的虚拟机以及从属主机的状态。可能会发生不同类型的主机故障，首选主机必须检测并相应地处理故障。首选主机必须可以区分故障主机与处于网络分区中或已与网络隔离的主机。首选主机使用网络和数据存储检测信号来确定故障的类型。

首选主机和从属主机

       在将主机添加到 vSphere HA 群集时，代理将上载到主机，并配置为与群集内的其他代理通信。群集中的每台主机作为首选主机或从属主机运行。

       如果为群集启用了 vSphere HA，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。每个群集通常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、关机或处于待机模式或者从群集中移除，则会进行新的选举。

群集中的首选主机具有很多职责：

       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。

        管理群集主机和受保护的虚拟机列表。

        充当群集的 vCenter Server 管理界面并报告群集健康状况。

        从属主机主要通过本地运行虚拟机、监控其运行时状况和向首选主机报告状况更新对群集发挥作用。首选主机也可运行和监控虚拟机。从属主机和首选主机都可实现虚拟机和应用程序监控功能。

首选主机执行的功能之一是协调受保护虚拟机的重新启动。在 vCenter Server 观察到为响应用户操作，某虚拟机的电源状况由关闭电源变为打开电源之后，该虚拟机会受到首选主机的保护。首选主机会将受保护虚拟机的列表保留在群集的数据存储中。新选的首选主机使用此信息来确定要保护哪些虚拟机。

5、创建和配置 vSphere HA 群集

       vSphere HA 在 ESXi（或旧版 ESX）主机群集的环境中运行。必须创建群集，然后用主机填充群集，并配置vSphere HA 设置，才能建立故障切换保护。

       创建 vSphere HA 群集时，必须配置许多可决定功能如何运行的设置。在此之前，请确定群集的节点。这些节点是为支持虚拟机而提供资源，并且将由 vSphere HA 用于故障切换保护的 ESXi 主机。然后应当确定如何互相连接这些节点，以及如何将这些节点连接到虚拟机数据所在的共享存储器。在建立好网络架构后，可以将主机添加到群集并完成 vSphere HA 配置。

       将主机节点添加到群集之前，可以启用和配置 vSphere HA。但是，在将主机添加到群集之前，群集的所有功能并非都能运行，部分群集设置不可用。

例如，在出现可以指定为故障切换主机的主机之前，“指定故障切换主机”接入控制策略不可用。

注意：为处于（或移入）vSphere HA 群集的主机上驻留的所有虚拟机禁用“虚拟机启动和关机”（自动启动）功能。与 vSphere HA 配合使用时，不支持自动启动。

6、创建vSphere HA群集的要求

    所有主机必须获得 vSphere HA 许可。

       群集必须至少包含两个主机。

       ESXI主机-->已选中了复选框的VMkernel网络。

       为了使虚拟机监控工作，必须安装VMware Tools

       必须为所有主机配置静态 IP 地址。如果使用的是 DHCP，必须确保每台主机的地址在重新引导期间保留。

       所有主机必须至少有一个共有的管理网络。最佳做法是至少有两个共有的管理网络。您应使用已启用管理流量复选框的 VMkernel 网络。这些网络必须能够相互访问，且管理网络上的 vCenter Server 和主机必须能够相互访问。

       为了确保任何虚拟机都可以在群集内的任何主机上运行，所有主机都必须可以访问相同的虚拟机网络和数据存储。同样，虚拟机必须位于共享而非本地存储器上，否则在主机出现故障时它们将无法进行故障切换。

注意：vSphere HA 使用数据存储信号检测来区分已分区的主机、已隔离的主机和出现故障的主机。因此，如果环境中有更可靠的数据存储，请将 vSphere HA 配置为优先考虑这些数据存储。

      为使虚拟机组件保护能够正常运行，主机必须已启用全部路径异常 (APD) 超时功能。

      要使用虚拟机组件保护，群集必须包含 ESXi 6.0 或更高版本的主机。

      仅可使用包含 ESXi 6.0 或更高版本主机的 vSphere HA 群集来启用 VMCP。包含早期版本主机的群集无法启用 VMCP，且无法将此类主机添加到已启用 VMCP 的群集中。

     如果您的群集使用虚拟卷数据存储，当启用了 vSphere HA 时，vCenter Server 会在每个数据存储上创建一个配置虚拟卷。vSphere HA 将其使用的文件存储在这些容器中以保护虚拟机。如果您删除这些容器，vSphere HA 将无法正常运行。每个虚拟卷数据存储仅创建一个容器。

7、HA功能与DRS配合使用   

   将vSphere HA和DRS一起使用，可以自动故障切换与负载平衡相结合。这种结合会在vSphere HA将虚拟机移至其它主机后生成一个更平衡的群集。 

四、VMware Fault tolerance（FT）

1、VMware FT 简介

       vSphere Fault Tolerance 提供连续可用性

       可以为虚拟机利用 vSphere Fault Tolerance，以获得比 vSphere HA 所提供的级别更高的可用性和数据保护，从而确保业务连续性。Fault Tolerance 基于 ESXi 主机平台构建，它通过在单独主机上运行相同的虚拟机来提供连续可用性

     vSphere HA通过在主机出现故障时重新启动虚拟机来为虚拟机提供基本级别的保护。因此它的缺点就是存在宕机时间，可能是几分钟也可能是十几分钟。可以为虚拟机启动FT功能创建一个虚拟机设置可以提供连续性能力。FT建立在ESXi主机平台，通过创建一个虚拟机一个完全相同的副本

       可以为大多数任务关键虚拟机使用 vSphere Fault Tolerance (FT)。FT 通过创建和维护与此类虚拟机相同且可在发生故障切换时随时替换此类虚拟机的其他虚拟机，来确保此类虚拟机的连续可用性。

受保护的虚拟机称为主虚拟机。重复虚拟机，即辅助虚拟机，在其他主机上创建和运行。由于辅助虚拟机与主虚拟机的执行方式相同，并且辅助虚拟机可以无中断地接管任何点处的执行，因此可以提供容错保护。主虚拟机和辅助虚拟机会持续监控彼此的状态以确保维护 Fault Tolerance。如果运行主虚拟机的主机发生故障，系统将会执行透明故障切换，此时会立即启用辅助虚拟机以替换主虚拟机，启动新的辅助虚拟机，并自动重新建立 Fault Tolerance 冗余。如果运行辅助虚拟机的主机发生故障，则该主机也会立即被替换。在任一情况下，用户都不会遭遇服务中断和数据丢失的情况。

容错虚拟机及其辅助副本不允许在相同主机上运行。此限制可确保主机故障不会导致两个虚拟机都丢失。

2、FT使用场景

      需要始终保持可用的应用程序，尤其是那些具有长时间客户端连接的应用程序，用户希望在硬件故障期间保持这些连接。

      不能通过任何其它方式实现群集功能的自定义应用程序。

      可以用过自定义群集解决方案提供高可用性，但这些解决方案太复杂，很难进行配置和维护的情况。

3、FT容错的工作方式

4、VMware FT与HA协作

5、FT要求、限制和许可

6、FT不支持的vSphere功能

 快照（删除之前的快照，开启FT功能后不能创建快照）

 Storage vMotion

 链接克隆

 Virtual SAN

 虚拟机组件保护（VMCP）

 虚拟卷（vVol）数据存储

 基于存储的策略管理

 I/O筛选器

        一个成功的vSphere部署需要包含三个基本部分：多个相同的ESXi服务器、共享存储和vCenter。任何具有多个ESXi服务器的数据中心都应该使用共享存储，并且对于所有服务器集群都保证一直可用。

        对于一些vSphere核心技术来说，比如vMotion、分布式资源调度（DRS）和高可用性（HA）及FT，共享存储是一个前提条件。vMotion可以在不产生宕机时间的情况下，将一个运行中的虚拟机从一台ESXi主机迁移到另一台上。DRS利用vMotion技术将虚拟机移动到其他的ESXi主机上，以避免产生CPU和内存不足的情况。如果一台ESXi服务器发生故障，vSphere HA会在集群中的其他ESXi主机上重启正在运行的虚拟机，FT 通过创建和维护与主虚拟机相同且可在发生故障切换时随时替换主虚拟机的其他虚拟机，来确保此类虚拟机的连续可用性。DRS和HA只能用于存放在共享存储上的虚拟机；不论是HA还是DRS迁移，虚拟机在存储上的位置都不会发生改变。