Hyper-V Virtuele Machine Load Balancing

Een van de belangrijkste voordelen van de virtualisatie van een omgeving is het rationele gebruik van middelen. Wanneer specifieke virtuele machines niet nodig zijn, kunnen ze worden uitgeschakeld; dit maakt het mogelijk om vrijgekomen rekenresources toe te wijzen aan de VM’s die nodig zijn. Hyper-V Failover Cluster stelt u in staat om de downtime in uw virtuele machines te verminderen; en vanaf de edities voor Windows Server 2016 kan Hyper-V VM-loadbalancering bieden tussen Hyper-V-hosts (die in dit geval clusterknooppunten worden genoemd).

Dit blogbericht behandelt de functie voor VM-loadbalancering voor Hyper-V Failover-clusters en onderzoekt het werkingsprincipe, de configuratieparameters, evenals de voordelen van het gebruik van Load Balancing in Hyper-V virtuele omgevingen.

Wat Is Hyper-V VM Load Balancing en Hoe Kan Deze Functie Worden Gebruikt?

Load Balancing is een functie die optimalisatie van het gebruik van bronnen van Hyper-V-hosts binnen een cluster garandeert. Een VM-load kan in de loop van de tijd ongelijk worden; als gevolg hiervan kunnen Hyper-V-hosts meer of minder belast raken. Dit kan er weer toe leiden dat sommige knooppunten tijdelijk niet beschikbaar zijn tijdens het patchen of andere onderhoudsprocessen. Een Hyper-V-cluster kan voldoende rekenresources bieden voor VM’s met de Load Balancing-functie waarbij VM’s worden gemigreerd van het ene knooppunt naar het andere wanneer het ene knooppunt overbelast is en een ander knooppunt vrije rekenresources heeft. Deze functie wordt gebruikt om voldoende prestaties te bieden voor VM’s binnen een Hyper-V-cluster, en helpt daardoor de hoge kwaliteit te behouden voor de geleverde services die op VM’s draaien.

Hoe Werkt Load Balancing?

Load Balancing controleert automatisch de status van een Hyper-V-cluster en start vervolgens, afhankelijk van de gevonden resultaten en instellingen, VM-migratie van de overbelaste knoop naar de minder belaste knoop om de belasting te herverdelen over Hyper-V-hosts.

Er zijn twee methoden die kunnen worden gebruikt om de belasting van hosts te controleren:

• Controleren van RAM (random-access memory) gebruik. Onvoldoende geheugen op een Hyper-V-host is een van de meest voorkomende problemen en kan vertragingen veroorzaken.
• Controleren van CPU (central processor unit) gebruik. Onvoldoende processorcapaciteit kan ook vertragingen veroorzaken.

Hoe meer CPU- en RAM-resources worden verbruikt door een host, hoe meer belast de host wordt beschouwd door Hyper-V. Als periodiek load balancing is geconfigureerd voor een cluster, wordt de belasting van de hosts elke 30 minuten geëvalueerd. U kunt ook de belasting van de hosts op aanvraag evalueren. Een systeem identificeert de hosts waar de belasting de gedefinieerde drempel overschrijdt, evenals de hosts waar de belasting onder de drempelwaarde ligt. Als de huidige belasting van clusterknooppunten onevenwichtig is en aan de genoemde voorwaarden voldoet, zal Hyper-V VM live migratie tussen de knooppunten starten. Hyper-V Live Migration stelt u in staat VM-migratie onopgemerkt uit te voeren en zonder significante downtime.

De integratie van Load Balancing met een Hyper-V Failover Cluster wordt geleverd. De volgende clusterrichtlijnen worden nageleefd voor load balancing: Mogelijke Eigenaren, Anti-affiniteit (deze twee richtlijnen bestonden al vóór Windows Server 2016) en Fault Domains (nieuw).

De regel Mogelijke Eigenaars definieert de Hyper-V hosts waarvoor de migratie kan worden uitgevoerd. Deze regel definieert alleen mogelijke VM-eigenaars en kan VM-migratie naar ongewenste hosts voorkomen.

Anti-affiniteit-regels stellen u in staat om te voorkomen dat twee gedefinieerde VM’s op dezelfde host worden uitgevoerd. Bijvoorbeeld, als u twee VM’s heeft met zowel een primaire als een secundaire Domeincontroller die niet op dezelfde host mogen draaien. Deze aanpak verhoogt de betrouwbaarheid in geval van een storing van de host met een van de Domeincontrollers.

Storingsdomein is een functie die een set Hyper-V hosts definieert die kunnen worden beïnvloed door bepaalde soorten fysieke storingen, zoals netwerkstoringen, stroomstoringen, enz. Hyper-V hosts met VM’s van hetzelfde storingsdomein zijn meestal verbonden met dezelfde stroombron en netwerkswitch, waardoor ze in hetzelfde rack kunnen worden gemonteerd. Als er storingen optreden, worden alle VM’s van hetzelfde storingsdomein beïnvloed. Een cluster kan logisch worden opgesplitst (verdeeld) in meerdere storingsdomeinen, en het falen van één domein mag andere domeinen niet beïnvloeden.

Configuratieparameters

Load Balancing is standaard ingeschakeld voor Failover Clusters in Hyper-V 2016. Er zijn twee soorten gedrag:“Gebruiken alleen wanneer er een nieuwe knoop aan de cluster wordt toegevoegd” en “Controleren met tijdsintervallen”.

Gebruik alleen wanneer er een nieuwe knoop aan de cluster wordt toegevoegd. In dit geval krijgt een cluster meer CPU- en RAM-bronnen en breidt het de algehele rekencapaciteit uit. Een systeem evalueert de belasting van elke knoop. Als een van de knopen overbelast is (een drempelwaarde die in de configuratie is ingesteld wordt overschreden), worden de bijbehorende VM’s gemigreerd van overbelaste knopen naar recent toegevoegde knopen die vrije middelen hebben. Deze optie is handig als u regelmatig capaciteit toevoegt aan uw Hyper-V Failover Cluster, en kan handig zijn voor clusters die zijn gebaseerd op Storage Spaces-technologie. Deze optie heeft geen invloed op een cluster als de knoop die eerder van de cluster was losgekoppeld (bijvoorbeeld voor onderhoud) weer aan de cluster wordt gekoppeld.

Controleer met tijdsintervallen. Deze optie initieert het controleren van de belasting van clusterknooppunten elke 30 minuten. Als een van de knooppunten overbelast is (een drempelwaarde die in de configuratie is ingesteld wordt overschreden), worden de bijbehorende VM’s gemigreerd van overbelaste knooppunten naar knooppunten die vrije middelen hebben.

Aggressiviteitsdrempel is een parameter die de agressiviteit van balanceren bepaalt, die is gebaseerd op RAM- en CPU-gebruik door knooppunten. De agressiviteitsdrempel kan een van de drie waarden hebben: Laag (1), Medium (2) en Hoog (3). U kunt meer details over de configuratie zien in de onderstaande sectie.

Configuratie

Hyper-V Load Balancing kan worden geconfigureerd door het gebruik van zowel GUI (grafische gebruikersinterface) als PowerShell. Om Hyper-V Load Balancing te configureren, begint u met het openen van Failover Cluster Manager, klikt u met de rechtermuisknop op de naam van uw cluster en selecteert u Eigenschappen in het contextmenu.

In het Eigenschappenvenster, selecteer het tabblad Balancer. Vink het vakje aan/uit als je load balancing wilt inschakelen/uitschakelen. Je kunt de balanceringsmodus en agressiviteit selecteren.

Je kunt ook de balanceringsmodus instellen of automatisch balanceren uitschakelen in PowerShell:

(Get-Cluster).AutoBalancerMode = <waarde>

Waar <waarde> 0, 1 of 2 kan zijn (zie de tabel hieronder).

AutoBalancerMode	Beschrijving
0	Uitgeschakeld
1	Balanceren naar een node wanneer deze wordt toegevoegd
2 (standaard)	Altijd balanceren

Om de drempel voor agressiviteit in te stellen, typ het volgende commando in PowerShell:

(Get-Cluster).AutoBalancerLevel = <waarde>

Waar <waarde> 1, 2 of 3 kan zijn (zie de tabel hieronder).

AutoBalancerLevel	Agressiviteit	Beschrijving
1 (standaard)	Laag	VM’s worden verplaatst wanneer de belasting van de host meer dan 80% is
2	Gemiddeld	VM’s worden verplaatst wanneer de belasting van de host meer dan 70% is
3	Hoog	VM’s worden verplaatst wanneer de belasting van de host meer dan 60% is

System Center Virtual Machine Manager (SCVMM) kan ook worden gebruikt voor clusterbeheer als alternatief voor het gebruik van Failover Cluster Manager. SCVMM bevat de functie Dynamische Optimalisatie (beschikbaar sinds Windows Server 2012) die ook een VM herverdeelt tussen clusterknooppunten. Als u Hyper-V Load Balancing hebt ingeschakeld en de SCVMM Dynamische Optimalisatie gebruikt, wordt Load Balancing automatisch uitgeschakeld zodra u Dynamische Optimalisatie in SCVMM inschakelt. In dit geval wordt het load balancing-beheer overgenomen door SCVMM om conflicten te voorkomen die kunnen worden veroorzaakt door het gelijktijdig werken van twee functies en gerelateerde problemen. Microsoft raadt u aan SCVMM met Dynamische Optimalisatie te gebruiken.

De Voordelen van Hyper-V Load Balancing

Load Balancing is een handige functie. De voordelen van het gebruik van load balancing voor Hyper-V Failover Cluster zijn:

• Geen overbelasting van fysieke servers
• Geen overbelasting van VM’s
• Verbeterde reactietijd van toepassingen
• Verbetering van de kwaliteit van de geleverde diensten
• Verbetering van de schaalbaarheid voor uw diensten en toepassingen
• Verzacht storingen

NAKIVO Backup & Replicatie en het maken van back-ups van geclusterde VM’s

Hyper-V Failover Cluster is een effectieve oplossing die zowel de beschikbaarheid van draaiende VM’s kan verbeteren, als ze kan beschermen tegen mogelijke hardwarestoringen van de knooppunten. Om uw gegevens te beschermen tegen andere soorten rampen, moet VM Backup & Replication worden gebruikt. VM’s die op de geclusterde Hyper-V-hosts staan, kunnen tijdens gebeurtenissen zoals failover of load balancing migreren tussen hosts. Als gevolg hiervan kan het back-uppen van de benodigde VM moeilijk lijken omdat u moet detecteren op welke host de VM zich bevindt (host-level VM-back-up wordt beschouwd).

NAKIVO Backup & Replication is een snelle, betrouwbare en betaalbare oplossing voor de bescherming van VM-gegevens die Hyper-V-clusters ondersteunt. NAKIVO Backup & Replication kan automatisch bijhouden op welke host de VM zich bevindt zodra u de hele cluster aan het inventaris toevoegt en als gevolg hiervan wordt het proces van het maken van VM-back-ups of replica’s vanuit Hyper-V-cluster net zo eenvoudig als het back-uppen van de VM’s vanaf losstaande Hyper-V-hosts.

Conclusie

Hyper-V Load Balancing is een handige clusterfunctie die is opgenomen in Hyper-V voor Windows Server 2016. De functie helpt je om hardwarebronnen rationeler te gebruiken en verbetert daardoor de kwaliteit van de geleverde diensten. CPU- en RAM-metingen worden gebruikt om beslissingen te nemen over het herverdelen van de belastingen. Load Balancing initieert automatisch VM-migratie van overbelaste knooppunten naar knooppunten met vrije bronnen wanneer een drempelwaarde (ingesteld in de configuratie) wordt overschreden. Er is geen significante downtime omdat Live Migration wordt gebruikt. Hyper-V Failover Cluster met load balancing beschermt je VM’s tegen knooppuntfouten naast het bieden van hoge beschikbaarheid en voldoende rekencapaciteit voor VM’s.