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vsphere中的vMotion、HA 及 DRS

來源：未知日期：2021-03-09 瀏覽量：

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vsphere中的vMotion、HA 及 DRS

一、vMotion 概念
vMotion 是讓處于運行狀態下的 VMs 在 ESXi Hosts 之間自由、不停機的移動
優勢：

計劃內0停機硬件設備維護
提高資源的綜合利用率

1.1 先決條件

至少兩臺ESXi主機，由同一個vCenter管理
擁有 vMotion VMkernel

1.2 工作原理
所有的 VMs 運行于 ESXi Host 上，相當于一個個應用程序，都會消耗 ESXi host 的物理資源，其中最重要的就是物理內存，vMotion需要解決的核心問題是：將 VMs 的內存從源 ESXi Host 不斷電的情況下無中斷拷貝到目標 ESXi Host
內存遷移描述：

按照 memory bitmap 遷移，如果 VM 在遷移過程中沒有內存變動，則直接遷移
若有內存變動，則記錄改變的內存塊，等未改變的內存遷移完成后，用改變的內存塊覆蓋，直至遷移結束
然后在 ESXi2 上重啟主機，整個過程用戶應當感受不到變化

1.3 vMotion 對 ESXi 的要求

源主機和目標主機 CPU 兼容(EVC組件，保證CPU兼容)
源主機和目標主機連接到同一個網絡
源主機和目標主機連接到同一個共享存儲
源主機和目標主機同時擁有一個名為 vMtion 的 VMkernel 接口

1.3.1 CPU 要求詳解

CPU功能特性	是否要求完全匹配
時鐘頻率、核數、緩存大小	否
是否異構（intel/AMD）	嚴格要求
CPU指令集	嚴格要求
CPU虛擬化	32位虛擬機沒要求；64位有要求(64位的虛擬化需要CPU支持，在 bios 中設置)
CPU 微碼的屏蔽	要求

1.4 vMotion 對虛擬機的要求

不能連接到 VM 所在 ESXi Host 的內部交換機(內部交換機是指，vsphere中沒有上行端口的交換機)
VM 的 vCPU 不能被綁定到所在 ESXi Host 的內核
VM 不能連接到所在 ESXi Host 的本地設備(本地光驅、或者本地的文件等)
不支持 physical 模式的裸設備映射
虛擬機的硬件版本為9以上

1.5 vSphere 支持的遷移技術及差異對比

遷移技術	VM狀態	跨主機/存儲	跨數據中心	共享存儲	CPU
冷遷移	關機	可以	可以	不要求	不要求
掛起遷移	掛起	可以	可以	不要求	要求
vMotion	開機	僅Host	不可以	要求	要求
Storage vMotion	開機	僅存儲	不可以	不要求	不要求
Enhanced vMotion	開機	可以	不可以	不要求	要求

1.6 storage vMotion
虛機運行狀態下，無中斷變更虛擬機的存儲位置
遷移描述：

若無數據塊寫/修改操作，則直接復制
若有數據塊變動，且數據塊已經完成復制，則同時在源端和目標端進行改動，若未完成復制，則只在源端改動，直至復制完成
ESXi 嘗試使用新的進程來運行主機，刪除源端文件

二、HA
保證業務連續性

編號	支持場景	備注
1	ESXi host 故障
2	VM 故障
3	操作系統故障
4	Application 故障	有局限性
5	network partition	網絡邏輯隔離
6	network isolation	無法通訊

2.1 核心基礎

網絡心跳 master和slave之間8182端口
存儲心跳
共享存儲
缺省網關

ESXi主機角色：

master 角色:

負責監控所有ESXi主機和虛擬機的可用性：slave主機故障后，VM會在其他slave主機上重啟； Protected VM 的電源狀態，故障時master會嘗試重啟它；
負責管理所有ESXi主機和虛擬機：負責更新和刪除主機信息；負責維護 Protected List VM

slave 角色：

監控本機的虛擬機運行狀態，并且將所有的狀態變更通知給master主機
不依賴任何中央控制功能，主要負責監控虛擬機的健康狀態
監控master主機的健康狀態，當master死掉之后會選舉產生新的master主機
維護powered on 虛擬機

默認情況下，僅有一臺master主機，其他的全部為slave主機
2.1.1 master主機產生的流程
master主機選舉前提條件：

vsphere HA 激活
master 主機故障或者關閉
management network partition （網絡分區）

master 主機選舉流程：

datastore 數量較多的主機將會成為新的master
MOID(vsphere隨機生成給主機的ID，無法手動指定)較大的將會成為新的master;比對原則(首位大小比較，長度比較)

agent 通訊流程：

ICMP 執行端到端通訊，不走廣播
UDP方式選舉
選舉完成后新的master于slave之間通過SSl加密RTCp通訊
每臺slave單線TCP與master聯系

datastore heartbeat

存在的價值時用作冗余心跳
datastore被用于備份心跳檢測，用于網絡故障時備用
負責監控slave主機和其上的vm狀態
由于vm只能由master管理，所以他還負責協調master主機
缺省2個datastore最多5個datastore

2.1.2 VM protection States

protected VM list 是再 HA 發生時會被嘗試重啟
protected VM list 由vcenter負責更新給master主機
vm 開機時 vcenter 會檢測到它然后通知給master
手動關閉的 vm 不受 HA 保護
關閉/啟動過程中的 vm 不受 HA 保護
ESXi主機與vcenter斷開了連接，vm不受HA保護
ESXi主機處于維護模式，vm不受HA保護
![ha架構及通訊][ha架構及通訊]

2.1.3 HA 故障切換情況
三、DRS
DRS(Distributed Resource Scheduler)：基于業務優先級自動實現在不同宿主機之間的資源利用率負載均衡，以及通過在負載較低時段內關閉部分主機優化電源消耗。
VMware DRS執行VM在宿主機上的初始安裝。
假設在一個ESX/ESXi集群服務器組中添加一個新的VM。DRS檢查集群中不同宿主機的負載情況，然后選擇合適的宿主機創建新VM。假設三臺宿主機A、B和C， A和B主機大多數資源已經用到，vSphere DRS將在未充分利用的主機C上開始新的VM。
持續地監控集群中可供宿主機使用的資源，然后給出運行中VM建議來平衡地利用這些空閑資源。
例如，在A、B和C宿主機的集群中，所有的VM使用的內存和CPU資源類似。如果A和B主機每臺運行5個VM，而C主機僅支撐了2個VM，DRS可能會建議從主機A和B遷移一臺VM到C上。這樣A和B都支持4臺VM，平衡了資源。
DPM(Distributed Power Management)是DRS的可選功能。當DPM啟用時，DRS評估集群宿主機現在和過去的使用情況，然后可以自動地(或配置為建議管理員)把主機置于待機狀態直到需求增長。

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