Equilibrado de Carga de Máquinas Virtuales Hyper-V

Uno de los principales beneficios de la virtualización de un entorno es el uso racional de los recursos. Cuando máquinas virtuales específicas no son necesarias, pueden ser apagadas; esto permite que los recursos de cómputo liberados sean asignados a las VM que se necesitan. El clúster de failover de Hyper-V te permite reducir el tiempo de inactividad en tus máquinas virtuales; y a partir de las ediciones para Windows Server 2016, Hyper-V puede proporcionar equilibrio de carga de VM entre los hosts de Hyper-V (que se llaman nodos de clúster en este caso).

Esta entrada de blog cubre la función de Equilibrio de Carga de VM para clústeres de failover de Hyper-V y explora el principio de funcionamiento, los parámetros de configuración, así como las ventajas de usar el Equilibrio de Carga en entornos virtuales de Hyper-V.

¿Qué es el Equilibrio de Carga de VM de Hyper-V y cómo se puede utilizar esta función?

El Equilibrio de Carga es una característica que asegura la optimización en la utilización de los recursos de los hosts de Hyper-V dentro de un clúster. Una carga de VM puede volverse desigual con el tiempo; como resultado, los hosts de Hyper-V pueden estar más o menos cargados. Esto, a su vez, puede resultar en que algunos de los nodos estén temporalmente no disponibles durante el parcheo u otros procesos de mantenimiento. El clúster de Hyper-V puede proporcionar suficientes recursos de cómputo para las VM con la función de Equilibrio de Carga en la que las VM se migran de un nodo a otro cuando un nodo está sobrecargado y otro nodo tiene recursos de cómputo libres. Esta función se utiliza para proporcionar un rendimiento suficiente para las VM dentro de un clúster de Hyper-V, y como resultado, ayuda a mantener una alta calidad para los servicios proporcionados que se ejecutan en las VM.

¿Cómo funciona el Equilibrio de Carga?

El equilibrado de carga verifica automáticamente el estado de un clúster Hyper-V y, según los resultados y configuraciones encontradas, inicia la migración de MV desde el nodo sobrecargado al nodo menos cargado para redistribuir las cargas entre los hosts de Hyper-V.

Existen dos métodos que pueden utilizarse para verificar las cargas del host:

• Verificación de la utilización de RAM (memoria de acceso aleatorio). La memoria insuficiente en un host de Hyper-V es uno de los problemas más comunes y puede causar retrasos.
• Verificación de la utilización de la CPU (unidad central de procesamiento). La capacidad insuficiente del procesador también puede causar retrasos.

Cuanto más se consumen los recursos de CPU y RAM por parte de un host, más cargado se considera el host por Hyper-V. Si el equilibrado de carga periódico está configurado para un clúster, entonces la carga de los hosts se evalúa cada 30 minutos. También puedes evaluar la carga de los hosts según sea necesario. Un sistema identifica los hosts en los que la carga excede el umbral definido, así como los hosts en los que la carga está por debajo del valor de umbral. Si la carga actual de los nodos del clúster es desigual y cumple con las condiciones mencionadas, Hyper-V iniciará la migración en vivo de MV entre los nodos. La migración en vivo de Hyper-V te permite realizar la migración de MV de manera imperceptible y sin un tiempo de inactividad significativo.

Se proporciona la integración del equilibrado de carga con un clúster de conmutación por error de Hyper-V. Se respetan las siguientes reglas de agrupación para el equilibrado de carga: Propietarios posibles, Antiafinidad (estas dos reglas existían antes de Windows Server 2016) y Dominios de falla (nuevo).

La regla de Posibles Propietarios define los hosts de Hyper-V para los cuales se puede realizar la migración. Esta regla solo define posibles propietarios de máquinas virtuales y puede evitar la migración de VM a hosts no deseados.

Las reglas de Anti-afinidad te permiten evitar que se ejecuten dos VM definidas en el mismo host. Por ejemplo, si tienes dos VM con un Controlador de Dominio primario y secundario que no deben ejecutarse en el mismo host. Este enfoque aumenta la fiabilidad en caso de que falle el host con uno de los Controladores de Dominio.

El dominio de falla es una característica que define un conjunto de hosts de Hyper-V que pueden verse afectados por algunos tipos de fallas físicas, como fallas de red, fallas de energía, etc. Los hosts de Hyper-V con VM del mismo dominio de falla generalmente están conectados a la misma fuente de alimentación y al mismo switch de red, por lo que pueden montarse en el mismo rack. Si ocurre alguna falla, entonces todas las VM del mismo dominio de falla se verían afectadas. Un clúster puede dividirse lógicamente en múltiples dominios de falla, y la falla de un dominio no debería afectar a otros dominios.

Parámetros de Configuración

El Balanceo de Carga está habilitado de forma predeterminada para los Clústeres de Conmutación por Error en Hyper-V 2016. Hay dos tipos de comportamiento: “Usar solo cuando se agrega un nuevo nodo al clúster” y “Verificar con intervalos de tiempo”.

Usar solo cuando se agrega un nuevo nodo al clúster. En este caso, un clúster obtiene más recursos de CPU y RAM, y extiende la capacidad informática general. Un sistema evalúa la carga de cada nodo. Si alguno de los nodos está sobrecargado (se excede un valor umbral establecido en la configuración), entonces las máquinas virtuales apropiadas se migran de los nodos sobrecargados a los nodos recientemente agregados que tienen recursos libres. Esta opción es útil si regularmente agregas capacidad a tu clúster de Hyper-V Failover, y puede ser útil para clústeres basados en la tecnología Storage Spaces. Esta opción no tiene impacto en un clúster si el nodo que estaba previamente desconectado del clúster (por mantenimiento, por ejemplo) se vuelve a conectar al clúster.

Comprobar con intervalos de tiempo. Esta opción inicia la verificación de la carga de los nodos del clúster cada 30 minutos. Si alguno de los nodos está sobrecargado (se excede un valor umbral establecido en la configuración), entonces las máquinas virtuales apropiadas se migran de los nodos sobrecargados a nodos que tienen recursos libres.

El umbral de agresividad es un parámetro que define la agresividad del equilibrado, que se basa en la utilización de RAM y CPU por parte de los nodos. El umbral de agresividad puede ser uno de tres valores: Bajo (1), Medio (2) y Alto (3). Puedes ver más detalles sobre la configuración en la sección siguiente.

Configuración

El Balanceo de Carga de Hyper-V se puede configurar utilizando tanto la interfaz gráfica de usuario (GUI) como PowerShell. Para configurar el Balanceo de Carga de Hyper-V, comienza abriendo el Administrador de Clústeres de Conmutación por Error, haz clic con el botón derecho en el nombre de tu clúster y selecciona Propiedades en el menú contextual.

En la ventana Propiedades, selecciona la pestaña Balancer. Marca o desmarca la casilla si deseas habilitar o deshabilitar el equilibrio de carga. Puedes seleccionar el modo de equilibrio y la agresividad.

También puedes establecer el modo de equilibrio o deshabilitar el equilibrio automático en PowerShell:

(Get-Cluster).AutoBalancerMode = <valor>

Donde <valor> puede ser 0, 1 o 2 (ver la tabla abajo).

AutoBalancerMode	Descripción
0	Deshabilitado
1	Equilibrio de carga a un nodo cuando se une
2 (usado por defecto)	Siempre equilibrar carga

Para establecer el umbral de agresividad, escribe el siguiente comando en PowerShell:

(Get-Cluster).AutoBalancerLevel = <valor>

Donde <valor> puede ser 1, 2 o 3 (ver la tabla abajo).

AutoBalancerLevel	Agresividad	Descripción
1 (usado por defecto)	Baja	Las MVs se mueven cuando la carga del host es más del 80%
2	Media	Las MVs se mueven cuando la carga del host es más del 70%
3	Alta	Las MVs se mueven cuando la carga del host es más del 60%

System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) también se puede utilizar para la gestión de clústeres como alternativa al uso de Failover Cluster Manager. SCVMM incluye la función de Optimización Dinámica (disponible desde Windows Server 2012) que también redistribuye una VM entre nodos del clúster. Si tiene habilitado el Balanceo de Carga de Hyper-V y utiliza la Optimización Dinámica de SCVMM, entonces el Balanceo de Carga se desactivará automáticamente una vez que habilite la Optimización Dinámica en SCVMM. En este caso, la gestión del balanceo de carga es realizada por SCVMM para evitar conflictos que puedan ser causados por el funcionamiento simultáneo de dos características y problemas relacionados. Microsoft recomienda utilizar SCVMM con Optimización Dinámica.

Las ventajas del Balanceo de Carga de Hyper-V

El Balanceo de Carga es una función útil. Las ventajas de utilizar el balanceo de carga para Hyper-V Failover Cluster incluyen:

• No sobrecarga de servidores físicos
• No sobrecarga de VMs
• Mejora la capacidad de respuesta de las aplicaciones
• Mejora la calidad de los servicios proporcionados
• Mejora la escalabilidad para sus servicios y aplicaciones
• Mitiga fallos

NAKIVO Backup & Replication y Copia de seguridad de VMs en clúster

El clúster de conmutación por error de Hyper-V es una solución efectiva que puede mejorar tanto la disponibilidad de las MV en ejecución como protegerlas contra posibles fallas de hardware de los nodos. Para proteger sus datos contra otros tipos de desastres, debe usarse Copia de seguridad y Replicación de MV. Las MV que residen en los hosts de Hyper-V agrupados pueden migrar entre hosts durante eventos como conmutación por error o equilibrio de carga. Como resultado, hacer una copia de seguridad de la MV necesaria puede parecer difícil porque se requeriría detectar el host en el que reside la MV (la copia de seguridad de la MV a nivel de host se considera).

NAKIVO Backup & Replicación es una solución de protección de datos de MV rápida, confiable y asequible que admite clústeres de Hyper-V. NAKIVO Backup & Replicación puede rastrear automáticamente en qué host reside la MV una vez que haya agregado todo el clúster al inventario y, como resultado, el proceso de hacer copias de seguridad de MV o réplicas desde el clúster de Hyper-V se vuelve tan fácil como hacer copias de seguridad de las MV desde hosts de Hyper-V independientes.

Conclusión

El Balanceo de Carga de Hyper-V es una función de clustering útil que se incluye en Hyper-V para Windows Server 2016. La característica te ayuda a utilizar los recursos de hardware de manera más racional y, como resultado, mejora la calidad de los servicios proporcionados. Se utilizan métricas de CPU y RAM para tomar decisiones sobre la redistribución de las cargas. El Balanceo de Carga inicia automáticamente la migración de VM desde nodos sobrecargados a nodos con recursos libres cuando se excede un valor umbral (establecido en la configuración). No hay un tiempo significativo de inactividad porque se utiliza la Migración en Vivo. El Clúster de Conmutación por Error de Hyper-V con balanceo de carga protege tus VM contra fallos de nodos además de proporcionar alta disponibilidad y suficientes recursos informáticos para las VM.