vSphere HA集群与迁移解析

     在虚拟化的实践中，经常会遇到vSphere HA集群设置与虚拟机、存储迁移，下面就对这两个问题做一个解析。

     多台电脑组成的集合就称为集群，集群的目的就是将计算机的负担分配到多台主机上，或是当运行某一个服务的物理服务器弹出问题时，让另一台服务器接手这些服务。

      

      VMware vSphere高可用性（HA）是以一群ESXi服务器为主的群集功能，主要是目的是当虚拟机运行的主机发生故障时能及时转移主机，避免长时间的停机。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。vSphere HA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，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。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。

vSphere HA配置方法：

在设置HA之前，要确保每台ESXi主机都有管理网络冗余，并且vSphere HA检测信号数据存储数目为1，少数要求数目。如果不满足其要求，则会在配置HA的过程中提示配置问题。 要确保管理网络冗余，也可以使用多个管理网络。确认所有虚拟机及其配置文件都驻留在共享存储器上，确认主机配置为具有该共享存储器的访问权限，以便可以使用群集中的不同主机打开虚拟机电源，当设置好管理网络和存储后，下面我们就开建立HA群集配置。

在vSphere Center 中，右击数据中心，然后在弹出的快捷菜单中选择“新建群集”

在群集的“设置”对话框中，您可以修改群集的 vSphere HA（和其他）设置。在“群集功能”页上，选择打开 vSphere HA。

根据需要为群集配置 vSphere HA 设置主机监控状态、接入控制、虚拟机选项、虚拟机监控和数据存储检测信号等功能。

A. 主机监控：监控群集主机间的网络信号，设定接入控制规定虚拟机故障切换预留的群集容量数，还有设定接入控制策略。

B. 虚拟机选项：设置控制虚拟机的重新启动顺序（虚拟机重新启动优先级）以及在主机之间失去网络连接时vSphere HA 的响应方式（主机隔离响应）。这些设置适用于主机发生故障或主机隔离时群集内的所有虚拟机。此外，也可以为特定虚拟机配置异常。如果在设置的时间内没有收到单个虚拟机的 VMware Tools 检测信号，虚拟机监控将重新启动该虚拟机。同样，如果没有收到虚拟机正在运行的应用程序的检测信号，应用程序监控也可以重新启动该虚拟机。

C、虚拟机监控：可以启用虚拟机监控功能，并配置 vSphere HA 监控无响应时的敏感度。在默认群集设置里可以配置监控敏感度的级别。高敏感度监控可以更快得出已发生故障的结论。然而，如果受监控的虚拟机或应用程序实际上仍在运行，但由于资源限制等因素导致未收到检测信号，高敏感度监控可能会错误地认为此虚拟机发生了故障。低敏感度监控会延长实际故障和虚拟机重置之间服务中断的时间。检测到故障后，vSphere HA 会重置虚拟机。重置可确保这些服务仍然可用。为了避免因非瞬态错误而反复重置虚拟机，默认情况下，在某个可配置的时间间隔内将对虚拟机仅重置三次。在对虚拟机执行过三次重置后，指定的时间结束之前，vSphere HA 不会在后续故障出现后进一步尝试重置虚拟机。可以使用每个虚拟机的最大重置次数自定义设置来配置重置次数。监控灵敏度高时，故障时间间隔30（秒），重置期为1 小时。监控灵敏度中时，故障时间间隔60（秒），重置期为24小时。监控灵敏度低时，故障时间间隔120（秒），重置期为7天，在默认群集设置中，左右调整按钮来控制监控灵敏度

D. 数据存储检测信号：当 vSphere HA 群集中的首选主机无法通过管理网络与从属主机通信时，首选主机将使用数据存储检测信号来确定从属主机是否出现故障，是否位于网络分区中，或者是否与网络隔离。vCenter Server 为每个主机选择的检测信号数据存储的数量。

 

 

vSphere HA高可用测试：

当设置完 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。由于RedHat7保存在共享存储上，模拟ESXi2主机关机，测试RedHat7虚拟机能否迁移到ESXi1主机上并启动起来。如果HA失效，我们这样来测试可以很快发现问题，也可在ESXi主机上重新配置HA。

迁移虚拟机与存储

迁移是指将虚拟机从一个主机或存储位置移至另一个主机或存储位置的过程。

在 vCenter Server 中，有以下迁移选项：

冷迁移：将已关闭电源的虚拟机移至新的主机。（可选）可以将配置文件和磁盘文件重

新定位到新的存储位置。可以使用冷迁移将虚拟机从一个数据中心移至另一个数据中心。

迁移已挂起的虚拟机：将已挂起的虚拟机移至新的主机。（可选）可以将配置文件和磁盘文件重新定

位到新的存储位置。可以将已挂起的虚拟机从一个数据中心迁移至另一个数据中心。

通过 vMotion 迁移：将已打开电源的虚拟机移至新的主机。通过 vMotion 迁移，可以在不中断虚拟

机可用性的情况下将虚拟机移至新的主机，但无法使用 vMotion 将虚拟机从一个数据中心移至另一个数据中心。

vMotion迁移期间，虚拟机工作进程可以在整个迁移期间继续执行。如有必要，整个虚拟机状况及其配置文件均会移至新主机中，而关联的虚拟磁盘仍然处于两台主机之间共享的存储器上的同一位置。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。虚拟主机状况信息包括当前内存的内容以及所有定义和标识虚拟机的信息。内存内容包括事务数据和位于内存中的任意位数的操作系统和应用程序。存储在状况中的定义和标识信息包括所有映射到虚拟机硬件元素（如 BIOS、设备和 CPU）的数据、以太网卡的 MAC 地址、芯片组状况、寄存器等等。

通过 vMotion 迁移虚拟机时，虚拟机的新主机必须满足兼容性要求，才能继续进行迁移。

vSphere vMotion 将虚拟机从一台物理服务器实时迁移到另一台物理服务器的过程是通过三项基础技术实现的：

A.  虚拟机的整个状态由存储在共享存储（如光纤通道或 iSCSI 存储区域网络 (SAN)，或网络连接存储 (NAS)）上的一组文件封装起来。vSphere的虚拟机文件系统（VMFS）允许多个vSphere 主机并行访问相同的虚拟机文件。

B.  虚拟机的活动内存及精确的执行状态通过高速网络快速传输，从而允许虚拟机立即从在源 vSphere 主机上运行切换到在目标 vSphere 主机上运行。 vMotion 通过在位图中连续跟踪正在进行的内存事务处理来确保用户察觉不到传输期。 一旦整个内存和系统状态已拷贝到目标 vSphere 主机，vMotion 将中止源虚拟机的运行，将位图的内容拷贝到目标vSphere 主机，并在目标 vSphere 主机上恢复虚拟机的运行。 整个过程在以太网上需要不到两秒钟的时间。

C.  底层 vSphere 主机将对虚拟机使用的网络进行虚拟化。 这样可以确保即使在迁移后也能保留虚拟机网络标识和网络连接。因为使用 vMotion 进行虚拟机迁移可以保留精确的执行状态、网络标识和活动网络连接，其结果是实现了零停机时间而且不中断用户操作。

已挂起虚拟机的迁移以及通过 vMotion 迁移也称为“热迁移”，因为它们允许在不关闭虚拟机电源的情况下迁移虚拟机。

vMotion的 网络要求 ：

1、VMotion需要专用的VMkernel网络来迁移虚拟机，所以需要在各ESXI主机上为VMotion配置专用网络，并且考量到性能，最好为VMotion网络绑定专用网卡。

注：VMkernel 网络接口为主机提供网络连接，并且处理 VMware vMotion、IP 存储器和 Fault Tolerance

在主机之间移动虚拟机称为迁移。使用 vMotion，可以在不停机的情况下迁移已打开电源的虚拟机。必须正确设置 VMkernel 网络连接以适应 vMotion。

IP 存储器是指使用 TCP/IP 网络 ESXi 的任何形式的存储器。由于这些存储器类型都基于网络，因此它们可使用相同的 VMkernel 接口和端口组

2、VMotion要求网络带宽至少为千兆，所以百兆带宽是不可以的（硬性限制）;

3、VMotion要求源和目标主机具有相同的网络配置，包括网络类型和网络标签都要一致;

Storage vMotion：

当你需要在数据存储之间迁移虚拟机时，Storage vMotion是一个很棒的特性。例如，你可能需要将所有的虚拟机迁移到新购的阵列上。你可以使用Storage vMotion进行上述迁移，只需要点几下鼠标而且系统不会宕机。Storage vMotion的另一个应用就是将工作负载从厚置备转换为精简配置，当然也可以进行相反的操作。

Storage vMotion的工作原理是怎样的？从表面来看该过程可能相当简单，但是后台正在进行很多复杂的工作。在vSphere 4.1及以前的版本中，该过程叫做变化块追踪（CBT），第一次拷贝所有的数据块，然后使用CBT内的信息拷贝自第一次拷贝后发生变化的数据块。

在5.0及以后的版本中，storage vMotion使用镜像模式。镜像模式在源和目标之间分离I/O，这意味着迁移过程将更快因为数据块只会被复制一次。另一件很酷的事儿就是，如果存储阵列支持VAAI，那么Storage vMotion也能够使用这一功能。

让我们分解一下Storage vMotion的执行过程：

1. 源工作目录（vmx、logs等等）被复制到目标数据存储。

2. 使用已复制的文件在目标数据存储上创建影子虚拟机并启动，但虚拟机处于暂停状态并准备接收复制快。为防止虚拟机的家目录被转移，虚拟机被创建为失效保护模式。

3. 镜像驱动器开始拷贝已经复制到目标数据存储的写I/O块。

4. 虚拟机的磁盘文件被复制到目标数据存储，当I/O以单通道模式镜像时操作就完成了。

5. 源虚拟机处于暂挂状态并在影子虚拟机上重新执行相关操作。

6. 源虚拟机的目录与磁盘文件被从源数据存储上删除。

如何使用Storage vMotion？过程相当简单。你需要做的就是右键单击虚拟机并选择迁移―>更改数据存储，选择虚拟磁盘格式（如果你想更改的话），选择新数据存储，单击下一步然后完成。

通过 Storage vMotion 迁移：将已打开电源的虚拟机的虚拟磁盘或配置文件移动到新数据存储。通过 Storage vMotion 迁移，可以在不中断虚拟机可用性的情况下，移动虚拟机的存储器。

已挂起虚拟机的迁移以及通过 vMotion 迁移有时也称为“热迁移”，因为它们允许在不关闭虚拟机电源的情况下迁移虚拟机。通过 vMotion 迁移有时也称为“实时迁移”。可以手动移动虚拟机，也可以设置已调度任务来执行冷迁移。

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，但克隆并不是迁移的一种形式。