VM-Migration mit VMware vMotion: Wie funktioniert es?

Egal, welches Geschäft Sie betreiben, selbst eine kurze Ausfallzeit kann Ihr Unternehmen ein Vermögen kosten. Unerwartete Ausfallzeiten sind nahezu unmöglich zu vermeiden, aber Sie können sich dennoch auf eine Vielzahl von Szenarien vorbereiten, die gelegentlich auftreten können. Dazu gehören Ausfallursachen wie Wartung, Umzüge, geplante Stromausfälle und so weiter. Um Ihnen zu helfen, Ausfallzeiten zu vermeiden, bietet VMware vSphere vMotion an.

Diese Technologie ermöglicht die Live-Migration von virtuellen Maschinen (VMs) ohne Unterbrechung ihrer Verfügbarkeit. Dadurch wird VMware vMotion zu einem soliden Element für die Erstellung eines dynamischen, automatisierten Rechenzentrums mit Selbstoptimierungsfähigkeiten.

Was ist vMotion und wie kann es verwendet werden?

VMware vMotion kann für mehrere Zwecke verwendet werden. Dazu gehören:

Live-Migration von Arbeitslasten

Sie können eine Live-Migration Ihrer VMs von einem physischen Host auf einen anderen durchführen, ohne Ausfallzeiten. Diese Technologie ermöglicht es den VM-Prozessen, während des Migrationsprozesses weiterhin zu laufen. Nur zur Referenz, VMware unterstützt auch den Cold-Migrationsmodus, was bedeutet, dass die Migration durchgeführt werden kann, wenn die VM ausgeschaltet oder angehalten ist. Während der Live-Migration behält die VM ihren aktuellen Speicherinhalt, ihre Netzwerkidentität und Verbindungen sowie alle zusätzlichen Informationen, die sie definieren, bei. Laut VMware-Dokumentation dauert der Migrationsprozess weniger als zwei Sekunden auf einem Gigabit-Ethernet-Netzwerk.

Insgesamt bietet die Live-Migration von Arbeitslasten folgende Vorteile:

• Automatische Zuweisung und Optimierung der VMs innerhalb Ihres Ressourcenpools;
• Hardwarewartung ohne Notwendigkeit, Ausfallzeiten einzuplanen oder Geschäftsbetriebe zu stören;
• Vorbeugende Migration von VMs von fehlerhaften oder unterperformanten Hosts.

Automatisierung und Planung

Um den manuellen Aufwand zu reduzieren, können Sie die Migration Ihrer VMs automatisieren und planen. Dies ist dank des Distributed Resource Scheduler möglich, einer der grundlegenden Automatisierungsfunktionen von vSphere. Die Migrationsdetails können über den Assistenten „Virtuelle Maschine migrieren“ festgelegt werden. Je nach Bedarf können Sie den Migrationsprozess entweder einmalig oder mehrmals planen. Darüber hinaus kann Ihnen VMware vMotion dabei helfen, innerhalb von Sekunden einen geeigneten Zielhost zu finden, was die manuelle Suche überflüssig macht.

Migration über große Entfernungen

Wenn Sie eine große Infrastruktur betreiben, die sich über mehrere Standorte oder Länder erstreckt, bietet VMware Funktionen für die Migration von VMs über große Entfernungen. Seit der Veröffentlichung von vSphere 6.0 ermöglicht Long Distance vMotion Migrationen zwischen Hosts, die durch hohe Netzwerk-Round-Trip-Latenzzeiten getrennt sind. Die RTT, oder Round-Trip-Time, ist die Zeit, die für das Signal oder den Datenpaketversand von einem Ausgangspunkt zu seinem Ziel und zurück erforderlich ist. Mit VMware vMotion beträgt dies etwa 150 Millisekunden oder weniger. Die RTT wurde um fast das 10-fache erhöht, was bedeutet, dass Sie problemlos Migrationen von Live-Workloads zwischen Rechenzentren auf verschiedenen Kontinenten durchführen können.

Migration zu neuem Datenspeicher

Abgesehen von der Änderung des Hosts, auf dem Ihre VM läuft, können Sie mit VMware vMotion auch den Datenspeicher der VM ändern. Wenn Sie nur den Host ändern müssen, wird der gesamte Zustand der VM auf einen neuen Host verschoben, aber die virtuelle Festplatte bleibt an demselben Ort, den die beiden Hosts gemeinsam nutzen. Wenn Sie den Host und den Datenspeicher ändern möchten, werden sowohl der Zustand der VM als auch die virtuelle Festplatte verschoben. Die virtuelle Festplatte und die Konfigurationsdateien der VM können entweder an einem einzigen Ort oder an verschiedenen Orten platziert werden.

Migration kann zwischen Hosts, Clustern oder Rechenzentren ohne gemeinsamen Speicher durchgeführt werden. Diese Funktionalität, offiziell bekannt als Storage vMotion, ermöglicht es Ihnen, die Wartung und Aktualisierung Ihrer VMs zu vereinfachen, Festplatten für die Leistung zu optimieren oder Festplattentypen umzuwandeln. Es ist verfügbar in VMware vSphere 5.1 und späteren Versionen.

Wie vMotion funktioniert

Zunächst sollten Sie besonders auf die Liste der Anforderungen für die Einrichtung von vMotion achten. Insbesondere müssen Sie die Netzwerkschnittstellen auf den Quell- und Zielhosts ordnungsgemäß konfigurieren. Es wird auch empfohlen, die erforderliche Bandbreite bereitzustellen, mindestens einen zusätzlichen Netzwerkadapter für den Fall eines Ausfalls bereitzustellen und Jumbo-Frames (Ethernet-Frames mit mehr als 1500 Byte Nutzlast) für eine verbesserte Leistung zu verwenden.

Um die Live-Migration einer VM von einem physischen Host auf einen anderen durchzuführen, verlässt sich VMware vMotion auf drei Technologien:

1. Zunächst einmal umfasst das Merkmal den gesamten Zustand der VM. Dies umfasst Speicher, Register und Netzwerkverbindungen. Dies ist möglich mit der Sammlung von Dateien, die auf einem gemeinsamen Speicherplatz gespeichert sind, zum Beispiel Fibre Channel oder iSCSI Storage Area Network (SAN) oder Network Attached Storage (NAS).

   Das VMFS (Virtual Machine File System) oder das von VMware entwickelte Clusterdateisystem zur Speicherung von Festplattenabbildern virtueller Maschinen bietet eine Möglichkeit für mehrere Installationen von VMware-Servern, gleichzeitig auf dieselben Dateien der VM zuzugreifen.

2. Danach wird die Zustandsinformationen der VM auf den Zielhost kopiert. Dies umfasst den aktiven Speicher der VM und ihre genauen Ausführungsparameter. Die Daten werden über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk übertragen, weshalb der Vorgang nur wenige Sekunden dauert, um abgeschlossen zu werden. VMware vMotion verfolgt die laufenden Speichertransaktionen in einem Bitmap. Nach Abschluss der Datenübertragung setzt vMotion die Quell-VM aus, kopiert das Bitmap zum Zielhost und setzt die Aktivitäten der VM fort. Der gesamte Prozess wird in einer Weise durchgeführt, die die Transaktionsintegrität gewährleistet.
3. Da die für die Migration verwendeten Netzwerke alle virtualisiert sind, ist es möglich, die Netzwerkidentität der VM und aktive Verbindungen beizubehalten. Im Rahmen des Prozesses verwaltet VMware vMotion die virtuelle MAC-Adresse. Zur Information steht MAC für „Media Access Control“. Die VMware-Software stellt sicher, dass jeder VM in einem bestimmten Hostsystem eine eindeutige MAC-Adresse zugewiesen wird. Nachdem der Zielhost aktiviert ist, sendet vMotion einen Ping an den Netzwerk-Router, um sicherzustellen, dass der Router den neuen physischen Standort der virtuellen MAC-Adresse kennt.

Zusammenfassung

Mit VMware vMotion kann die Migration einer VM ohne Ausfallzeiten durchgeführt werden, da die Technologie den genauen Zustand der VM, ihre Netzwerkidentität und Netzwerkverbindungen erhält. Dadurch können Unterbrechungen geschäftskritischer Operationen vermieden werden. Allerdings kann VMware vMotion keine Datensicherungslösung ersetzen und keine Datenverluste während der Migration verhindern.

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