O que é um Cluster VMware DRS?

A cluster is a group of hosts connected to each other with special software that makes them elements of a single system. At least two hosts (also called nodes) must be connected to create a cluster. When hosts are added to the cluster, their resources become the cluster’s resources and are managed by the cluster.

Os tipos mais comuns de clusters VMware vSphere são clusters de Alta Disponibilidade (HA) e clusters de Distribuição de Recursos (DRS). Os clusters de HA são projetados para fornecer alta disponibilidade de máquinas virtuais e dos serviços em execução nelas; se um host falhar, elas são reiniciadas imediatamente em outra máquina ESXi. Os clusters DRS fornecem o balanceamento de carga entre os hosts ESXi e, no post de blog de hoje, vamos explorar o sistema de cluster DRS em profundidade.

Como Funciona o Cluster DRS?

O Distribuidor de Recursos (DRS) é um tipo de cluster VMware vSphere que fornece balanceamento de carga ao migrar VMs de um host ESXi muito carregado para outro host que tenha recursos computacionais suficientes, enquanto as VMs ainda estão em execução. Esse método é usado para evitar a sobrecarga dos hosts ESXi. As máquinas virtuais podem ter cargas de trabalho desiguais em diferentes momentos e, se um host ESXi estiver sobrecarregado, o desempenho de todas as VMs em execução nesse host é reduzido. O cluster VMware DRS ajuda nessa situação ao fornecer migração automática de VMs.

Por esse motivo, o DRS geralmente é usado em conjunto com o HA, combinando failover com balanceamento de carga. Em caso de falha, as máquinas virtuais são reiniciadas pelo HA em outros hosts ESXi e o DRS, ciente dos recursos computacionais disponíveis, fornece recomendações para a colocação das VMs. A tecnologia vMotion é usada para essa migração ao vivo de máquinas virtuais, que é transparente para usuários e aplicativos.

Os pools de recursos são utilizados para o gerenciamento flexível de recursos dos hosts ESXi no cluster DRS. É possível definir limites de processador e memória para cada pool de recursos e, em seguida, adicionar máquinas virtuais a eles. Por exemplo, você poderia criar um pool de recursos com limites altos para as máquinas virtuais dos desenvolvedores, um segundo pool com limites normais para as máquinas virtuais dos testadores e um terceiro pool com limites baixos para outros usuários. O vSphere permite criar pools de recursos filhos e pais.

Quando os Clusters DRS São Usados?

A solução DRS é geralmente usada em ambientes virtuais VMware grandes com cargas de trabalho desiguais de VMs para fornecer um gerenciamento de recursos racional. O uso combinado de DRS e HA resulta em um cluster de alta disponibilidade com balanceamento de carga. O DRS também é útil para a migração automática de VMs de um servidor ESXi colocado no modo de manutenção por um administrador. Este modo deve ser ativado para que o servidor ESXi execute operações de manutenção, como atualizações de firmware, instalação de patches de segurança, atualizações do ESXi etc. Não pode haver máquinas virtuais em execução em um servidor ESXi entrando no modo de manutenção.

Recursos de Agrupamento DRS

As principais características do agrupamento DRS são o Balanceamento de Carga, o Gerenciamento de Energia Distribuído e as Regras de Afinidade.

O Balanceamento de Carga é o recurso que otimiza a utilização dos recursos de computação (CPU e RAM). A utilização dos recursos do processador e da memória por cada VM, bem como o nível de carga de cada host ESXi dentro do cluster, é continuamente monitorada. O DRS verifica as demandas de recursos das VMs e determina se há um host melhor para a VM ser colocada. Se houver tal host, o DRS faz uma recomendação para migrar a VM no modo automático ou manual, dependendo das suas configurações. O DRS gera essas recomendações a cada 5 minutos, se forem necessárias. A figura abaixo ilustra o DRS realizando a migração de VM para fins de balanceamento de carga.

Gerenciamento de Energia Distribuída (DPM) é um recurso de economia de energia que compara a capacidade dos recursos do cluster com os recursos utilizados pelas VMs dentro do cluster. Se houver recursos livres suficientes no cluster, então o DPM recomenda migrar as VMs dos hosts ESXi pouco carregados e desligar esses hosts. Se o cluster precisar de mais recursos, pacotes de ativação são enviados para ligar os hosts novamente. Para que isso funcione, os servidores ESXi devem suportar um dos seguintes protocolos de gerenciamento de energia: Wake-On-LAN (WOL), Hewlett-Packard Integrated Lights-Out (iLO) ou Intelligent Platform Management Interface (IPMI). Com o DPM do cluster DRS, você pode economizar até 40% nos custos de eletricidade.

Regras de Afinidade permitem algum controle sobre o posicionamento das VMs nos hosts. Existem dois tipos de regras que permitem manter as VMs juntas ou separadas:

• regras de afinidade ou anti-afinidade entre VMs individuais.
• regras de afinidade ou anti-afinidade entre grupos de VMs e grupos de hosts ESXi.

Vamos explorar como essas regras funcionam com exemplos.

1. Suponha que você tenha um servidor de banco de dados em uma VM, um servidor web em uma segunda VM e um servidor de aplicativos em uma terceira VM. Como esses servidores interagem entre si, idealmente três VMs seriam mantidas juntas em um host ESXi para evitar sobrecarregar a rede. Nesse caso, selecionaríamos a opção “Manter Máquinas Virtuais Juntas” (afinidade).

2. Se você tiver um cluster de nível de aplicativo implantado dentro de VMs em um cluster DRS, pode querer garantir o nível apropriado de redundância para o cluster de nível de aplicativo (isso fornece disponibilidade adicional). Nesse caso, você poderia criar uma regra de anti-afinidade e selecionar a opção “Separar Máquinas Virtuais”. Da mesma forma, você pode usar essa abordagem quando uma VM é um controlador de domínio principal e a segunda é uma réplica desse controlador de domínio (a replicação de nível de Active Directory é usada para controladores de domínio). Se o host ESXi com a VM do controlador de domínio principal falhar, os usuários podem se conectar à VM do controlador de domínio replicado, desde que este último esteja em execução em um host ESXi separado.

3. Uma regra de afinidade entre uma VM e um host ESXi pode ser definida, em particular, por motivos de licenciamento. Como você sabe, em um cluster VMware DRS, as máquinas virtuais podem migrar entre hosts. Muitas políticas de licenciamento de software – como software de banco de dados, por exemplo – exigem que você compre uma licença para todos os hosts nos quais o software é executado, mesmo que haja apenas uma VM executando o software dentro do cluster. Portanto, você deve evitar que essa VM migre para hosts diferentes e lhe custe mais licenças. Você pode fazer isso aplicando uma regra de afinidade: a VM com software de banco de dados deve ser executada apenas no host selecionado para o qual você tem uma licença. Neste caso, você deve selecionar a opção “Máquinas Virtuais para Hosts”. Escolha “Deve ser executado no host” e depois insira o host com a licença. (Alternativamente, você poderia selecionar “Não deve ser executado em hosts no grupo” e especificar todos os hosts sem licença.)

Você pode ver como definir regras de afinidade na seção de configuração abaixo.

Requisitos para Configurar um Cluster DRS

Os seguintes requisitos devem ser atendidos para configurar um cluster DRS:

• Compatibilidade de CPU. A compatibilidade máxima de processadores entre hosts ESXi é necessária. Os processadores devem ser produzidos pelo mesmo fornecedor e pertencer à mesma família com conjuntos de instruções equivalentes. Idealmente, o mesmo modelo de processador deve ser usado para todos os hosts ESXi.
• Armazenamento compartilhado. Todos os hosts ESXi devem estar conectados a um armazenamento compartilhado, como SAN (Storage Area Network) ou NAS (Network Attached Storage) que pode acessar volumes VMFS compartilhados.
• Conexão de rede. Todos os hosts ESXi devem estar conectados entre si. Idealmente, você teria uma rede vMotion separada, com pelo menos 1Gbit de largura de banda, para migração de VM entre hosts.
• O Servidor vCenter deve ser implantado para gerenciar e configurar o cluster.
• Pelo menos 2 servidores ESXi devem ser instalados e configurados (recomenda-se 3 ou mais servidores ESXi).

Como Configurar o Cluster DRS

Primeiro, você precisa configurar os hosts ESXi, conexão de rede, armazenamento compartilhado e servidor vCenter. Após configurar esses itens, você pode configurar seu cluster DRS. Faça login no servidor vCenter com o cliente web vSphere. Crie um datacenter para colocar seus hosts ESXi: vCenter -> Datacenters -> Novo Datacenter. Em seguida, selecione seu datacenter e clique em Ações -> Adicionar Host para adicionar os hosts ESXi necessários, seguindo as recomendações do assistente. Agora você está pronto para criar um cluster.

Para criar um cluster, faça o seguinte:

• Vá para vCenter -> Hosts e Clusters.
• Clique com o botão direito do mouse no seu datacenter e selecione “Novo Cluster”.
• Defina o nome do cluster e marque a caixa “Ativar DRS”. Clique em “OK” para finalizar.

Se você já criou um cluster, siga estas etapas:

• Vá para vCenter -> Clusters -> Nome do seu cluster.Abra Gerenciar -> Guia Configurações.
• Abra o Gerenciador -> guia Configurações.
• Selecione “vSphere DRS” e clique em “Editar”.
• Marque a caixa “Ativar vSphere DRS”. Clique em “OK” para finalizar.

Agora que você criou o cluster DRS, você pode configurar a automação DRS, DPM, regras de afinidade e outras opções.

Automação DRS. Para configurar o balanceamento de carga, você precisa da seção “Automação DRS”. Aqui, você pode selecionar o Nível de Automação (Manual, Parcialmente Automatizado ou Totalmente Automatizado), bem como o Limiar de Migração (valores de 1 a 5, sendo 1 conservador e 5 agressivo). Se desejar configurar os níveis de automação de máquinas virtuais individuais, marque a caixa apropriada.

Gerenciamento de Energia. Você pode configurar o DPM selecionando um dos seguintes valores: Desligado, Manual ou Automático. Assim como a funcionalidade de balanceamento de carga descrita acima, você pode selecionar os valores de limiar do DPM de 1 (conservador) a 5 (agressivo).

Opções Avançadas. Você pode configurar manualmente as opções avançadas para ajuste detalhado do seu cluster.

Por exemplo, você pode definir “MinImbalance 40” para calcular o desequilíbrio alvo. O valor padrão é 50, enquanto 0 é o mais agressivo. Você pode ler mais sobre isso e explorar todas as opções avançadas na documentação da VMware.

Regras de Afinidade. Para configurar regras de afinidade e anti-afinidade, siga estes passos:

1. Vá para o vCenter -> Clusters -> nome do seu cluster
2. Vá para Gerenciar -> guia Configurações
3. Selecione “Regras DRS” e clique em “Adicionar”. Defina um nome para a regra
4. Selecione o tipo de regra:

• Manter Máquinas Virtuais Juntas (afinidade)
• Separar Máquinas Virtuais (anti-afinidade)
• Máquinas Virtuais para Hosts (afinidade ou anti-afinidade)

5. Selecionar VMs para os dois primeiros tipos de regras, ou grupos de VMs, grupos de hosts e política para o terceiro tipo de regra
6. Clique em “OK” para concluir.

Pools de Recursos. Se desejar criar uma pool de recursos para suas VMs em um cluster, siga estas etapas:

• Vá para o vCenter -> Clusters -> Nome do seu cluster.
• Clique em Ações -> Nova Pool de Recursos.
• Dê um nome para a pool e defina limites e reservas para CPU e memória. Clique em “OK” quando terminar.

Agora você pode adicionar suas máquinas virtuais à pool de recursos. Veja como migrar uma VM existente para a pool de recursos:

• Vá para o vCenter -> Máquinas Virtuais.
• Selecione sua máquina virtual.
• Clique em Ações -> Migrar. A janela do assistente aparecerá.
• Selecione “Alterar Host” na seção “Tipo de Migração” e clique em “Avançar”.
• Selecione sua pool de recursos na seção “Selecionar Destino de Recurso” e clique em “Avançar”.
• Na seção “Revisar Seleções”, clique em “Concluir”.

Após a configuração, você pode verificar o estado do seu novo cluster DRS criado. Basta ir para o vCenter -> Clusters -> Nome do seu cluster e clicar na guia “Resumo”.

As Vantagens de Usar DRS

A principal vantagem de usar um cluster VMware DRS é a gestão eficaz de recursos com balanceamento de carga. Isso melhora a qualidade dos serviços prestados, além de permitir economizar energia (e, consequentemente, dinheiro) com o DPM. Você pode controlar o posicionamento das máquinas virtuais manualmente ou automaticamente, o que torna a manutenção e o suporte mais convenientes.

Resumo

A solução de cluster DRS faz parte do software de virtualização vSphere da VMware e é particularmente útil em ambientes virtuais grandes. Recursos do DRS, como balanceamento de carga, gerenciamento de energia e regras de afinidade, ajudam a otimizar o uso de recursos, bem como o desempenho do cluster. Com o Gerenciamento de Energia Distribuída, você pode economizar nos custos de eletricidade. Usar o DRS em combinação com o HA oferece um cluster VMware vSphere de Alta Disponibilidade equilibrado que é uma solução eficaz e de alto desempenho para qualquer infraestrutura virtual.

O Backup & Replicação NAKIVO é um produto projetado para proteger máquinas virtuais VMware, bem como clusters. Ao adicionar um vCenter com um cluster ao inventário do produto, todas as VMs do cluster são adicionadas automaticamente também. Se um cluster for selecionado para o trabalho de backup ou replicação, todas as VMs desse cluster são selecionadas automaticamente, independentemente do host ESXi em que estão residindo.

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