Équilibrage de charge des machines virtuelles Hyper-V

L’un des principaux avantages de la virtualisation d’un environnement est l’utilisation rationnelle des ressources. Lorsque des machines virtuelles spécifiques ne sont pas nécessaires, elles peuvent être éteintes; cela permet aux ressources informatiques libérées d’être provisionnées aux VM nécessaires. Le cluster de basculement Hyper-V vous permet de réduire les temps d’arrêt de vos machines virtuelles; et à partir des éditions pour Windows Server 2016, Hyper-V peut fournir un équilibrage de charge des VM entre les hôtes Hyper-V (appelés nœuds de cluster dans ce cas).

Cet article de blog couvre la fonctionnalité d’équilibrage de charge des VM pour les clusters de basculement Hyper-V et explore le principe de fonctionnement, les paramètres de configuration, ainsi que les avantages de l’utilisation de l’équilibrage de charge dans les environnements virtuels Hyper-V.

Qu’est-ce que l’équilibrage de charge des VM Hyper-V et comment cette fonctionnalité peut-elle être utilisée?

L’équilibrage de charge est une fonctionnalité qui garantit l’optimisation de l’utilisation des ressources des hôtes Hyper-V au sein d’un cluster. Une charge VM peut devenir inégale avec le temps; en conséquence, les hôtes Hyper-V peuvent devenir soit plus soit moins chargés. Cela peut entraîner temporairement l’indisponibilité de certains nœuds lors de la maintenance ou d’autres processus. Le cluster Hyper-V peut fournir suffisamment de ressources informatiques pour les VM avec la fonctionnalité d’équilibrage de charge dans laquelle les VM sont migrées d’un nœud à un autre lorsqu’un nœud est surchargé et qu’un autre nœud dispose de ressources informatiques libres. Cette fonctionnalité est utilisée pour fournir des performances suffisantes aux VM dans un cluster Hyper-V, et par conséquent, contribue à maintenir une qualité élevée pour les services fournis qui s’exécutent sur les VM.

Comment fonctionne l’équilibrage de charge?

L’équilibrage de charge vérifie automatiquement l’état d’un cluster Hyper-V, puis en fonction des résultats et des paramètres trouvés, il lance la migration des machines virtuelles depuis le nœud surchargé vers le nœud moins chargé afin de redistribuer les charges entre les hôtes Hyper-V.

Il existe deux méthodes qui peuvent être utilisées pour vérifier les charges des hôtes :

• Vérification de l’utilisation de la RAM (mémoire vive). Une mémoire insuffisante sur un hôte Hyper-V est l’un des problèmes les plus courants et peut causer des retards.
• Vérification de l’utilisation du CPU (unité centrale de traitement). Une capacité de processeur insuffisante peut également causer des retards.

Plus les ressources CPU et RAM sont consommées par un hôte, plus l’hôte est considéré comme chargé par Hyper-V. Si l’équilibrage de charge périodique est configuré pour un cluster, alors la charge des hôtes est évaluée toutes les 30 minutes. Vous pouvez également évaluer la charge des hôtes à la demande. Un système identifie les hôtes dont la charge dépasse le seuil défini, ainsi que les hôtes dont la charge est inférieure à la valeur du seuil. Si la charge actuelle des nœuds du cluster est inégale et répond aux conditions mentionnées, Hyper-V initiera la migration en direct des machines virtuelles entre les nœuds. La migration en direct Hyper-V vous permet d’effectuer la migration des machines virtuelles de manière imperceptible et sans temps d’arrêt significatif.

L’intégration de l’équilibrage de charge avec un cluster de basculement Hyper-V est fournie. Les règles de clustering suivantes sont respectées pour l’équilibrage de charge : Propriétaires possibles, Anti-affinité (ces deux règles existaient avant Windows Server 2016), et Domaines de défaillance (nouveau).

La règle Possible Owners définit les hôtes Hyper-V pour lesquels la migration peut être effectuée. Cette règle ne définit que les propriétaires de VM possibles et peut empêcher la migration des VM vers des hôtes indésirables.

Les règles d’anti-affinité vous permettent d’empêcher l’exécution de deux VM définies sur le même hôte. Par exemple, si vous avez deux VM avec à la fois un contrôleur de domaine primaire et secondaire qui ne doivent pas fonctionner sur le même hôte. Cette approche augmente la fiabilité dans le cas où l’hôte avec l’un des contrôleurs de domaine échoue.

Le domaine de panne est une fonctionnalité qui définit un ensemble d’hôtes Hyper-V qui peuvent être affectés par certains types de défaillance physique, par exemple, une défaillance réseau, une défaillance d’alimentation, etc. Les hôtes Hyper-V avec des VM du même domaine de panne sont généralement connectés à la même source d’alimentation et au même commutateur réseau, ils peuvent donc être montés dans le même rack. Si des défaillances se produisent, alors toutes les VM du même domaine de panne seraient affectées. Un cluster peut être logiquement divisé (divisé) en plusieurs domaines de panne, et la défaillance d’un domaine ne devrait pas affecter les autres domaines.

Paramètres de configuration

L’équilibrage de charge est activé par défaut pour les clusters de basculement dans Hyper-V 2016. Il existe deux types de comportement : « Utiliser uniquement lorsqu’un nouveau nœud est ajouté au cluster » et « Vérifier avec des intervalles de temps ».

Utilisez uniquement lorsque qu’un nouveau nœud est ajouté au cluster. Dans ce cas, un cluster obtient davantage de ressources CPU ainsi que de RAM, et étend la capacité informatique globale. Un système évalue la charge de chaque nœud. Si l’un des nœuds est surchargé (une valeur seuil définie dans la configuration est dépassée), alors les VM appropriées sont migrées des nœuds surchargés vers les nœuds récemment ajoutés qui disposent de ressources libres. Cette option est utile si vous ajoutez régulièrement de la capacité à votre cluster de basculement Hyper-V, et peut être utile pour les clusters basés sur la technologie Storage Spaces. Cette option n’a pas d’impact sur un cluster si le nœud qui était précédemment déconnecté du cluster (pour maintenance, par exemple) est reconnecté au cluster.

Vérifiez à des intervalles de temps. Cette option lance la vérification de la charge des nœuds du cluster toutes les 30 minutes. Si l’un des nœuds est surchargé (une valeur seuil définie dans la configuration est dépassée), alors les VM appropriées sont migrées des nœuds surchargés vers les nœuds qui disposent de ressources libres.

Le seuil d’agressivité est un paramètre qui définit l’agressivité de l’équilibrage, basée sur l’utilisation de la RAM et du CPU par les nœuds. Le seuil d’agressivité peut être l’une des trois valeurs : Faible (1), Moyen (2) et Élevé (3). Vous pouvez voir plus de détails sur la configuration dans la section ci-dessous.

Configuration

Le rééquilibrage de charge Hyper-V peut être configuré en utilisant soit l’interface graphique (GUI) soit PowerShell. Pour configurer le rééquilibrage de charge Hyper-V, commencez par ouvrir Gestionnaire de cluster de basculement, faites un clic droit sur le nom de votre cluster et sélectionnez Propriétés dans le menu contextuel.

Dans la fenêtre Propriétés, sélectionnez l’onglet Équilibrage de charge. Cochez/Décochez la case si vous souhaitez activer/désactiver l’équilibrage de charge. Vous pouvez choisir le mode d’équilibrage et son agressivité.

Vous pouvez également définir le mode d’équilibrage ou désactiver l’équilibrage automatique en PowerShell :

(Get-Cluster).AutoBalancerMode = <valeur>

Où <valeur> peut être 0, 1 ou 2 (voir le tableau ci-dessous).

AutoBalancerMode	Description
0	Désactivé
1	Équilibrer la charge vers un nœud lorsqu’il rejoint
2 (utilisé par défaut)	Équilibrer toujours la charge

Pour définir le seuil d’agressivité, saisissez la commande suivante en PowerShell :

(Get-Cluster).AutoBalancerLevel = <valeur>

Où <valeur> peut être 1, 2 ou 3 (voir le tableau ci-dessous).

AutoBalancerLevel	Agressivité	Description
1 (utilisé par défaut)	Bas	Les machines virtuelles sont déplacées lorsque la charge de l’hôte dépasse 80%
2	Moyen	Les machines virtuelles sont déplacées lorsque la charge de l’hôte dépasse 70%
3	Élevé	Les machines virtuelles sont déplacées lorsque la charge de l’hôte dépasse 60%

System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) peut également être utilisé pour la gestion de clusters en tant qu’alternative à l’utilisation de Gestionnaire de cluster de basculement. SCVMM inclut la fonctionnalité d’optimisation dynamique (disponible depuis Windows Server 2012) qui redistribue également une VM entre les nœuds du cluster. Si vous avez activé l’équilibrage de charge Hyper-V et utilisez l’optimisation dynamique SCVMM, alors l’équilibrage de charge sera automatiquement désactivé une fois que vous aurez activé l’optimisation dynamique dans SCVMM. Dans ce cas, la gestion de l’équilibrage de charge est prise en charge par SCVMM afin de prévenir les conflits pouvant être causés par le fonctionnement simultané de deux fonctionnalités et les problèmes associés. Microsoft vous recommande d’utiliser SCVMM avec l’optimisation dynamique.

Les avantages de l’équilibrage de charge Hyper-V

L’équilibrage de charge est une fonctionnalité utile. Les avantages de l’utilisation de l’équilibrage de charge pour le cluster de basculement Hyper-V comprennent :

• Aucune surcharge des serveurs physiques
• Aucune surcharge des VM
• Amélioration de la réactivité des applications
• Amélioration de la qualité des services fournis
• Amélioration de la scalabilité pour vos services et applications
• Atténue les défaillances

NAKIVO Backup & Replication et Sauvegarde des VM en cluster

Le cluster de basculement Hyper-V est une solution efficace qui peut améliorer à la fois la disponibilité des machines virtuelles en cours d’exécution et les protéger contre d’éventuelles pannes matérielles des nœuds. Afin de protéger vos données contre d’autres types de catastrophe, la sauvegarde et la réplication des machines virtuelles devraient être utilisées. Les machines virtuelles hébergées sur les hôtes Hyper-V clusterisés peuvent migrer entre les hôtes lors d’événements tels que le basculement ou l’équilibrage de charge. En conséquence, sauvegarder la machine virtuelle nécessaire peut sembler difficile car vous devriez détecter l’hôte sur lequel la machine virtuelle réside (sauvegarde des machines virtuelles au niveau de l’hôte est considérée).

NAKIVO Backup & Replication est une solution rapide, fiable et abordable de protection des données des machines virtuelles qui prend en charge les clusters Hyper-V. NAKIVO Backup & Replication peut suivre automatiquement l’hôte sur lequel la machine virtuelle réside une fois que vous avez ajouté l’ensemble du cluster à l’inventaire et, par conséquent, le processus de sauvegarde des machines virtuelles ou de répliques à partir du cluster Hyper-V devient aussi simple que la sauvegarde des machines virtuelles à partir d’hôtes Hyper-V autonomes.

Conclusion

Le Load Balancing Hyper-V est une fonctionnalité de regroupement utile incluse dans Hyper-V pour Windows Server 2016. La fonctionnalité vous aide à utiliser les ressources matérielles de manière plus rationnelle et, par conséquent, améliore la qualité des services fournis. Les métriques de CPU et de RAM sont utilisées pour prendre des décisions de redistribution des charges. Le Load Balancing initie automatiquement la migration des machines virtuelles des nœuds surchargés vers les nœuds disposant de ressources libres lorsqu’une valeur de seuil (définie dans la configuration) est dépassée. Il n’y a pas d’arrêt significatif car la Migration en Direct est utilisée. Le Cluster de basculement Hyper-V avec équilibrage de charge protège vos machines virtuelles contre les défaillances de nœuds en plus de fournir une haute disponibilité et suffisamment de ressources informatiques pour les machines virtuelles.