Дизайн виртуальной инфраструктуры для VMware vSphere
В ходе проектирования виртуальной инфраструктуры VMware vSphere необходимо учитывать множество факторов, оказывающих влияние друг на друга. Существует большое количество взаимосвязанных компонентов, необходимо рассмотреть множество решений, что бы гарантировать выполнение всех требований клиента.
При проектировании решений виртуальной инфраструктуры VMware vSphere необходимо определить требуемые объемы хранилища, пропускную способность и топологию сети, количество процессоров и ядер, объем оперативной памяти. В противном случае, виртуальные машины не будут иметь достаточно ресурсов для обеспечения нормальной работы приложений.
Помимо проектирования аппаратных решений, нужно определиться с проектированием ряда других решений, многие из которых зависят от аппаратной составляющей.Функциональные возможности VMware vSphere часто зависят от типа аппаратных средств, которые используются. Если серверная архитектура построена некорректно, существует вероятность того, что вы не сможете использовать некоторые из возможностей VMware vSphere. Поэтому крайне важно понять требования и ограничения VMware vSphere на начальном этапе создания виртуальной инфраструктуры.
Выбор функциональных возможностей VMware vSphere напрямую зависит от версии программного обеспечения. С существующими редакциями VMware vSphere и возможностями, обеспечиваемые каждой редакцией продуктом можно ознакомиться здесь. Например, vMotion поддерживают редакции Advanced, Enterprise и Enterprise Plus. Обратите внимание, некоторые редакции имеют ограничение на количество аппаратных средств, которые можно использовать. Современные процессоры начинают поддерживать больше, чем шесть ядер каждый, в ситуации, если планируется использовать серверы с этими процессорами нужно приобрести Advanced или Enterprise Plus, которые поддерживают до 12 ядер на процессор. Все другие редакции VMware vSphere поддерживают до 6 ядер на процессор. Если используется процессор с более чем 6 ядрами с этими редакциями VMware vSphere, необходимо будет отключить в BIOS некоторое количество ядер.
Теперь обратим внимание на память, все редакции, кроме Enterprise Plus, поддерживают 256 Гб памяти на хост. Если необходим больший объем оперативной памяти, то необходимо использовать редакцию Enterprise Plus, которая не имеет ограничений по объему памяти.
Если вы используете в виртуальной машине больше 4vCPU, вам также необходима редакция Enterprise Plus, которая поддерживает до 8 vCPU. Выбор редакции VMware vSphere, также диктуется функциональными возможностями, которые будут использоваться.
При проектировании виртуальной инфраструктуры VMware vSphere, в дополнение к аппаратным ограничениям для редакций VMware vSphere, необходимо знать, какие возможности VMware vSphere работают с определенными аппаратными средствами.
Приведем несколько примеров:
Hardware iSCSI – снижает нагрузку на CPU сервера связанную с обработкой протокола iSCSI обеспечивая TCP/IP Offload Engine (TOE) обработку iSCSI протокола сетевым адаптером. В то время как данная возможность обеспечивает серверу дополнительную производительность, существует небольшое количество Hardware iSCSI инициаторов поддерживаемых в VMware vSphere. Большинство поддерживаемых адаптеров основаны на QLogic. Убедитесь, что ваш Hardware iSCSI адаптер, включен в список совместимого оборудования. В противном случае, он будет виден как обычный сетевой адаптер, что сделает многие TOE возможности недоступными.
Fault tolerance -- Fault tolerance (FT) это важное свойство, обеспечивающее непрерывную доступность виртуальных машин и позволяющее избегать время простоя, связанное со сбоями на физическом хосте. Однако, эта возможность требует использование определенных процессоров из семейства Intel и AMD. Существуют некоторые модели серверов, в которых вы можете выбрать модель процессора, необходимо быть абсолютно уверенным, что сервер с выбранным процессором поддерживает FT.
Существуют дополнительные рекомендации, такие как выделенный сетевой адаптер, используемый для передачи трафика FT между хостами..
Fault tolerance имеет множество других ограничений о которых необходимо знать при построении решения виртуальной инфраструктуры VMware vSphere. Например, Fault tolerance поддерживает виртуальные машины только с одним vCPU, и не поддерживает снепшоты виртуальных машин. Для ознакомления со всеми рекомендациями и ограничениями ознакомьтесь с vSphere Availability Guide.
VMDirectPath – это свойство позволяет виртуальным машинам напрямую взаимодействовать с адаптерами хоста, минуя гипервизор, обеспечивая лучшую производительность и снижая нагрузку на центральный процессор хоста. VMDirectPath доступен в определенных моделях сетевых и storage адаптеров. В настоящее время только сетевые адаптеры с функцией VMDirectPath полностью поддерживаются в VMware vSphere. Storage адаптеры имеют только экспериментальную поддержку и не готовы к использованию в производственной среде. VMDirectPath требует поддержки специальной технологии на уровне чипсетов Intel VT-d или AMD IOMMU. Технология Intel VT-d уже доступна определенное время, но AMD не торопится реализовать IOMMU, и говорит, что технология будет доступна в семействе серверов HP ProLiant G7. Необходимо уточнять у поставщиков серверов о наличии поддержки технологии VMDirectPath.
Как альтернатива, существует возможность использовать новое свойство VMware vSphere – паравиртуальный адаптер – который позволяет виртуальным машинам напрямую взаимодействовать с storage и сетевым адаптерами. Однако, с паравиртуализацией, вы не можете выделить адаптер отдельной виртуальной машине, он доступен всем виртуальным машинам на хосте.
VMotion – Когда вы имеете дело с VMotion совместимость процессоров одна из самых больших головных болей, поскольку VMotion перемещает работающую виртуальную машину между хостами. Что бы гарантировать успешное перемещение, процессор на хосте назначения должен поддерживать эквивалентные инструкции хоста источника. Частота процессора, размер КЭШа и количество ядер могут быть различны у хоста источника и хоста назначения, но процессоры должны быть одного производителя (Intel или AMD) и использовать совместимые наборы свойств, для поддержки VMotion.
Enhanced VMotion Compatibility -- Enhanced VMotion Compatibility (EVC) разработана что бы гарантировать совместимость между ESX хостамиs. EVC использует технологии Intel's FlexMigration и AMD-V Extended Migration, что бы обеспечить одинаковый набор свойств процессоров. EVC гарантирует, что все хосты представленные в кластере имеют одинаковый набор инструкций центрального процессора даже если процессоры отличаются на хостовых серверах. Однако это свойство все еще не позволит мигрировать виртуальные машины между хостами с Intel и AMD процессорами.
Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS) -- DVFS это новое свойство управления мощностью центрального процессора, использующее технологии Enhanced Intel SpeedStep и AMD PowerNow. Данные технологии позволяют регулировать мощность центрального процессора динамически переключая частоту и напряжение процессора, в зависимости от рабочей нагрузки. В результате процессоры потребляют меньше энергии и выделяют меньше тепла, что в свою очередь снижает нагрузку на вентиляторы охлаждения. DVFS обычно включается в BIOS и называется Power Regulator. Большинство современных серверов ведущих производителей Hewlett-Packard (HP), IBM и Dell – должны поддерживать технологии SpeedStep и PowerNow, но лучше проконсультироваться с поставщиком серверного оборудования.
Distributed Power Management (DPM) – DPM обеспечивает возможность перераспределения рабочей нагрузки виртуальных машин так, что в период наименьшей активности физические сервера отключаются. DPM использует несколько технологий для включения выключенных серверов. Технологии включают Wake on LAN (WOL), Intelligent Platform Management Interface (IPMI) и HP's Insight Lights-Out (iLO). IPMI и iLO являются предпочтительными методоми использования с DPM, они более надежны в сравнении с WOL.
Возможности VMware vSphere способны повысить производительность, сократить расходы и повысить доступность, проектировщики должны планировать аппаратные средства и виртуальную инфраструктуру VMware vSphere должным образом, что бы использовать все возможности в своих решениях.