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 os clusters de Alta Disponibilidade (HA) e os clusters do Distributed Resource Scheduler (DRS). Clusters de HA são projetados para fornecer alta disponibilidade de máquinas virtuais e serviços em execução nelas; se um host falhar, as máquinas virtuais são reiniciadas imediatamente em outro host ESXi. Clusters do DRS fornecem o balanceamento de carga entre os hosts ESXi, e no post de blog de hoje, vamos explorar o sistema de cluster do DRS em profundidade.

Como Funciona o Cluster DRS?

O Distributed Resource Scheduler (DRS) é um tipo de cluster VMware vSphere que fornece balanceamento de carga migrando VMs de um host ESXi sobrecarregado para outro host que possui 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 momentos diferentes, e se um host ESXi estiver sobrecarregado, o desempenho de todas as VMs em execução naquele 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 failover, 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 usados para gerenciamento flexível de recursos de hosts ESXi no cluster DRS. Você pode 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 de recursos 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 que você crie pools de recursos filhos e pais.

Quando são utilizados clusters DRS?

A solução DRS é geralmente utilizada em ambientes virtuais VMware grandes com cargas de trabalho desiguais de VMs para fornecer gerenciamento racional de recursos. 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 em modo de manutenção por um administrador. Este modo deve ser ativado para que o servidor ESXi realize 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 que entra em modo de manutenção.

Recursos de Agrupamento DRS

As principais características de agrupamento DRS são Balanceamento de Carga, Gerenciamento de Energia Distribuída e 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, assim 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.

O Gerenciamento de Energia Distribuído (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.

As Regras de Afinidade permitem algum controle sobre a colocação de VMs em 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 execução em uma VM, um servidor web em execução em uma segunda VM e um servidor de aplicativos em execução em uma terceira VM. Como esses servidores interagem entre si, idealmente, as três VMs devem ser mantidas juntas em um host ESXi para evitar sobrecarregar a rede. Neste 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 ser desejável garantir o nível apropriado de redundância para o cluster de nível de aplicativo (isso fornece disponibilidade adicional). Neste caso, você poderia criar uma regra de anti-afinidade e selecionar a opção “Separar Máquinas Virtuais”. Da mesma forma, você pode usar este mesmo método 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 impedir que essa VM migre para hosts diferentes e lhe custe mais licenças. Você pode fazer isso aplicando uma regra de afinidade: a VM com o 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.
• Datastore compartilhado. Todos os hosts ESXi devem estar conectados a 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 VMs 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, a conexão de rede, o armazenamento compartilhado e o servidor vCenter. Após configurar esses elementos, você pode configurar seu cluster DRS. Faça login no servidor vCenter com o cliente da web vSphere. Crie um datacenter onde 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 concluir.

Se você já criou um cluster, siga estas etapas:

• Vá para vCenter -> Clusters -> Nome do seu cluster.Abra Gerenciar -> Guia Configurações.
• Abra Gerenciar -> guia Configurações.
• Selecione “vSphere DRS” e clique em “Editar”.
• Marque a caixa marcada “Ligar o 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 individuais das máquinas virtuais, 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 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:

• Mantenha Máquinas Virtuais Juntas (afinidade)
• Separar Máquinas Virtuais (anti-afinidade)
• Máquinas Virtuais para Hospedeiros (afinidade ou anti-afinidade)

5. Selecione Máquinas Virtuais para os dois primeiros tipos de regra, ou grupos de MVs, grupos de hospedeiros e política para o terceiro tipo de regra
6. Clique em “OK” para finalizar.

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

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

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

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

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

As Vantagens de Usar o DRS

A principal vantagem de usar um cluster VMware DRS é o gerenciamento eficaz de recursos com balanceamento de carga. Isso melhora a qualidade dos serviços prestados, permitindo também economizar energia (e, assim, dinheiro) com DPM. É possível controlar o posicionamento da máquina virtual 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, é possível 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.

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