Типовое решение для отказоустойчивой виртуализации малой компании

Запущен наш видео-портал. Это простой способ быстро разобраться с технологиями виртуализации. Посмотрите видео о наших инструментах, вебинар по построению кластеров в VMware. Отдельно отметим видео-гид по настройке высокодоступного кластера. Регистрация здесь.

Краткая заметка о надежности виртуальной инфраструктуры: Некоторые замечания по технологиям виртуализации

Имеется 3 сервера. Два процессора в каждом сервере. Количество ядер в процессорах до 6 включительно.

Задача: обеспечить работу до 15 серверов на базе Windows/Unix (виртуальных машин)

Для начала оговоримся, что важнейший параметр, который необходимо учитывать при планировании размещения виртуальных машин – количество памяти в серверах. Мы должны просуммировать всю оперативную память, которая рекомендуется для запуска и устойчивой работы всех систем и приложений. Крайне желательно, чтобы физическая оперативная память трех серверов была не меньше получившейся цифры (если физическая память несколько меньше требуемой, то система будет работать, благодаря функциям оптимизации памяти VMware, но важно найти разумный баланс, чтобы память не стала узким горлом инфраструктуры).

Относительно процессоров, установленных в серверах, важно, чтобы эти процессоры поддерживали аппаратную виртуализацию (Intel-VT или AMD-V). Список процессоров, поддерживающих технологии виртуализации можно найти по ссылке. Если процессор не поддерживает аппаратную виртуализацию, о запуске 64-битных операционных систем на виртуальных машинах можно забыть.

О программном обеспечении виртуализации.

Наиболее разумным решением при выборе редакции VMware vSphere будет выбор одного из бандлов vSphere Essentials или vSphere Essentials Plus. Мы намеренно не рекомендуем Вам использовать бесплатную редакцию ESXi, поскольку, используя ее, Вы лишаете себя возможности централизованно управлять виртуальными машинами из одного интерфейса (функциональность входящего в бандлы VCenter) и осуществлять почти мгновенное восстановление данных из резервных копий в случае сбоя (а само резервное копирование только на уровне операционной системы виртуальной машины, что тоже не способствует управляемости). Стоит заметить, что какой бы простой не казалась инфраструктура из трех физических серверов, наша цель развернуть 15 виртуальных машин. Каждая виртуальная машина – суть сервер. Так что можно сказать, что управлять нужно будет не тремя, а 15 серверами. При использовании бесплатного ESXi придется (1) как минимум запомнить, какой виртуальный сервер работает на каком физическом и при необходимости настройки переключаться между тремя консолями vSphere, а как максимум, - (2) следить за расписанием и актуальностью резервного копирования виртуальных машин, управляя каждой машиной отдельно. Первый факт неизменно приведет к путанице в виртуальных машинах, особенно, если случится так, что названия виртуальных машин будут похожи. Второй факт приведет к тому, что актуальность резервных копий оставит желать лучшего, а в случае проблем, эти самые резервные копии придется разыскивать по хранилищам и пытаться восстанавливать данные по крупицам.

Небольшое отступление, мы так усердно расписываем недостатки бесплатного ESXi не потому, что хотим во что бы то ни стало продать VMware, а потому что действительно убеждены в этом. Мы в любом случае каждый раз будем писать о бесплатных аналогах. И как будет видно дальше, не всякий раз будем настаивать на платном решении. 

Итого мы имеем выбор из VMware vSphere Essentials и VMware vSphere Essentials Plus. В таблице ниже мы привели краткое сравнение параметров этих двух наборов (полное сравнение бандлов vSphere можно найти по ссылке). Storage vMotion, к сожалению, не присутствует ни в одном из этих наборов, что довольно грустно, но терпимо.

Function Essentials Essentials Plus
Thin Provisioning
Update Manager
vStorage APIs for Data Protection
Data Recovery  
High Availability  
vMotion  
Storage vMotion    

О том, что, собственно, присутствует и насколько существенны отличия для нашего случая.

Thin Provisioning – базовая функциональность vSphere. Позволяет оптимизировать использование памяти и системы хранения. Например, мы выделяем определенный объем дискового пространства для операционной системы и приложений, а система использует только тот объем, который ей нужен, оставляя возможность использовать не нужный объем для других виртуальных машин.

Update Manager – полезная функциональность для установки апдейтов для программного обеспечения виртуализации.

vStorage APIs for Data Protection – виртуальный интерфейс, позволяющий использовать сторонние продукты для организации хранения данных и резервного копирования.

Data Recovery – встроенный в VCenter механизм резервного копирования. По нашему мнению он не удобен. Подробней остановимся на нем в разделе о резервном копировании данных.

High Availability – механизм создания кластеров для резервирования вышедших из строя физических серверов. В случае выхода из строя физического сервера все исполняемые на нем машины начинают исполняться на других физических серверах. По нашему мнению для 3 физических серверов механизм плохо применим и вот почему:

  1. Мы должны иметь существенный резерв по памяти, чтобы виртуальные машины с вышедшего из строя сервера смогли перераспределиться по свободным «слотам» двух оставшихся;
  2. Если мы используем хранилище данных на базе программного обеспечения (не аппаратное), то в случае выхода из строя сервера именно с хранилищем данных, машины уже исполняться не будут;
  3. High Availability не способствует экономии ресурсов еще и потому. Что делит все физические сервера на «слоты», размер которых определяется размером наибольшей виртуальной машины. Если без использования High Availability мы могли бы разместить на одном физическом сервере 5, а на втором, аналогичном по комплектации сервере 2 виртуальные машины (разница в количестве из-за мощности этих машин), то при включении High Availability система не даст нам разместить более 2 виртуальных машин на каждом сервере. В итоге потеря ресурсов 57% (7 машин в первом случае и 4 машины во втором случае).

vMotion – средство, позволяющее перенести исполнение машин с одного физического сервера на другой. Например, когда выполняется обслуживание физического сервера. Здесь ситуация похожа на High Availability. Еще нужно изыскать свободные ресурсы для исполнения виртуальных машин. По нашей практике количество виртуальных машин имеет тенденцию все время увеличиваться и занимать все доступные ресурсы. Поэтому, в момент, когда нам понадобится перенести исполнение виртуальных машин с одного физического сервера на другой, ресурсов на этом самом другом сервере может не найтись. Выход из такой ситуации – выключать на время некоторые виртуальные машины, освобождая ресурсы. В общем этот выход сильно напоминает ситуацию, когда мы можем просто, как в старые добрые времена, для обслуживания сервера, на время выключить машины на этом сервере. На наш взгляд, это не должно стать большой проблемой для небольшой компании, особенно, если выключение происходит в нерабочее время, на короткий срок, да и не так уж часто.

На основании вышеизложенного, мы рекомендуем выбирать vSphere Essentials. Уж если окажется, что без функциональности vMotion или High Availability никуда, всегда можно приобрести апгрейд при этом, не потеряв по деньгам (что Essentials Plus, что Essentials + Upgrade с учетом поддержки стоят примерно одинаково).

О средствах резервного копирования

Производители средств резервного копирования не обошли вниманием виртуальные среды. Мы проводили сравнение средств резервного копирования от Symantec, Acronis, Veeam. И мы уверены, что для компании малого бизнеса очень хорошо подойдет решение Veeam, тем более, что Veeam выпустил специальную редакцию своей системы для vSphere Essentials и vSphere Essentials Plus бандлов. Объясним, на чем базируется наша уверенность:

  1. Veeam имеет специальную редакцию для Essentials бандлов, что сокращает стоимость системы резервного копирования;
  2. Установка и управление Veeam производится очень просто. Резервное копирование можно начинать буквально через 10 минут после установки пакета;
  3. При том, что Veeam имеет собственный интерфейс управления, он очень хорошо интегрирован в vSphere. Все основные события резервного копирования отражаются в информационной панели клиента vSphere;
  4. Veeam, используя технологию vPower, позволяет делать непрерывное резервное копирование данных. В случае необходимости, можно запустить виртуальную машину прямо из резервной копии. При этом потери данных в зависимости от настройки расписания составят от одной до пяти минут (да простят нас читатели, что мы измеряем потери данных в минутах). Простои системы составят меньше минуты;
  5. Veeam может использоваться для перемещения виртуальных машин между хранилищами и физическими серверами (подробней о Veeam, как альтернативе vMotion можно прочитать по ссылке). При этом простои составят меньше минуты;
  6. Veeam имеет в своем наборе средство мониторинга виртуальной среды. Нам всегда доступна информация о ресурсах физических серверов и проблемных областях (более подробную информацию о средствах мониторинга виртуальной среды можно найти по ссылке для управления 1-5 узлами ESXi и по ссылке с описанием средств мониторинга виртуальной среды. В этих документах описывается продукт Veeam One, который представляет из себя Veeam Reporter + Veeam Monitor, которые входят в обе редакции Veeam Essential, другими словами, Veeam Essentials=Veeam One + Veeam Backup & Replication);
  7. Veeam не требует установки специального ПО (агентов) на виртуальных машинах. Можно приступить к резервному копированию виртуальной машины сразу после ее создания вне зависимости, какая операционная система установлена на этой машине.

Теперь о выборе редакции Veeam Essentials или Veeam Essentials Plus. Ниже мы приводим краткое сравнение наборов Essentials и Essentials Plus (полное сравнение можно найти по ссылке сравнение редакций Veeam. Внимание необходимо обратить на Veeam Management Suite и Veeam Management Suite Plus. Функциональнось Management Suite соответствует функциоанльности Essentials, а Management Suite Plus – Essentials Plus. Отличие Management Suite от Essentials заключается в количестве поддерживаемых процессоров – до 6.)

Veeam Essentials Veeam Essentials Plus
Veeam Backup & Replication Standard Veeam Backup & Replication Enterprise
Veeam Monitor Veeam Monitor
Veeam Reporter Veeam Reporter
Veeam Business View Veeam Business View
Veeam FastSCP Veeam FastSCP

Как видно из таблицы, Veeam Essentials отличается от Veeam Essentials Plus редакцией Veeam Backup and Replication. В первом случае Standard, во втором – Enterprise. Далее мы смотрим на отличия Veeam Backup and Replication Standard и Enterprise.

Функции и возможности Veeam B&R Standard Veeam B&R Enterprise
Универсальное восстановление объектов (AD, Exchange) - +
Самостоятельное восстановление данных пользователем - +
Быстрый поиск нужного файла в образах резервных копий Только текущие бэкапы  Текущие и архивные бэкап
Проверка возможности восстановления ИТ-сервиса, включая уровень приложения Ручной режим Автоматически

Универсальное восстановление объектов (AD, Exchange) – очень сильно сомневаемся, что структура Exchange и AD будет очень сложной. А раз так, то проще в любом случае будет восстановить виртуальную машину с AD, чем выискивать отдельные пользовательские данные.

Самостоятельное восстановление данных пользователем – касается приложений, базирующихся на веб (например Sharepoint или Salesforce) – в общем, решения тоже не для малого бизнеса, хотя бываю и исключения.

Быстрый поиск нужного файла в образах резервных копий – файлов не миллионы. Раз в месяц можно найти файл в архивной копии, пользуясь и «медленным» поиском (отличие быстрого поиска от «медленного» в том, что veeam выполняет индексирование архивных томов, в результате чего скорость поиска повышается.

Проверка возможности восстановления ИТ-сервиса, включая уровень приложения – опять же, можно проверить эти самые 15 виртуальных машин и вручную.

Соответственно, смысла выбирать Essentials Plus для нашего случая нет никакого. В любом случае, заметим, что какую бы редакцию vSphere Essentials мы не использовали, можно выбрать любую редакцию Veeam Essentials (т.е. соответствия такого vSphere Essentials - > Veeam Essentials и vSphere Essentials Plus - > Veeam Essentials Plus нет. Можно выбирать любые редакции).

О системе хранения

Система хранения будет использоваться для хранения резервных копий виртуальных машин. Ее можно организовать двумя способами: с помощью аппаратного решения, например NetGear ReadyNAS Pro 6 (до 6-ти дисков), или с помощью программного решения, например FreeNAS. Почему именно FreeNAS: мы провели тестирование 3-х продуктов: FreeNAS, OpenFiler, Starwind iSCSI. Мы оценивали сложность настройки и скорость работы. Разные ПО оценки скорости показали разные результаты, но в целом, наиболее быстрым оказался Starwind (разница несколько процентов), но Starwind устанавливается на Windows, а посему требуется дополнительная лицензия Windows. OpenFiler и FreeNAS показали примерно один результат. OpenFiler настраивается, определенно, проще, но обнаружились проблемы с низкой информативностью интерфейса, а именно: сообщения об ошибках в OpenFiler, похоже, отсутствуют. Почему, порой, невозможно применить ту или иную настройку, понять нелегко. FreeNAS настраивается, пожалуй, сложнее всех, но только в первый раз. Далее интерфейс не представляет никаких трудностей.

При выборе аппаратного решения важно, чтобы поддерживался протокол iSCSI, все остальное остается на любителя. При выборе программного решения мы рекомендуем использовать отдельный физический сервер, поскольку хранить виртуальные машины с данными и резервные копии этих данных на одном и том же, пусть даже виртуализированном сервере, не правильно.

При настройке iSCSI с помощью FreeNAS, все сервера, задействованные в виртуальной системе могут видеть созданные диски и работать с ними, как с локальными. Veeam Backup and Replication также увидит созданные диски и сможет производить резервирование данных на них. Резервные копии можно будет запускать прямо из резервной копии находящейся на хранилище iSCSI.

Вместо выделенной системы хранения можно использовать диски, установленные на серверах и продукт от VMware, также входящий в Essentials Plus - vSphere Storage Appliance. Подробней об организации программного общего хранилища на базе vSphere Storage Appliance можно посмотреть здесь (видео): VSA - виртуальное общее хранилище - vSphere Storage Appliance - часть 1 (построение) и VSA - виртуальное общее хранилище - vSphere Storage Appliance - часть 2 (разрушение)

О сетевом оборудовании

Поскольку каждый гигабитный интерфейс физического сервера будет обслуживать не один, а пять серверов, важно, чтобы заявленные производителем коммутатора характеристики соответствовали реальным. Довольно полезным шагом будет приобретение коммутатора 3-его уровня. Придет время и, вполне возможно, появится задача коммутации между VLAN. Мы рекомендуем использовать коммутаторы Cisco, тем более, что ожидается выход недорогого коммутатора 3-его уровня с 8-ю портами гигабит WS-C3560CG-8TC-S.

О лицензировании продуктов Microsoft для системы виртуализации

Речь идет в первую очередь о серверных продуктах. Выгодней приобретать Windows Server Enterprise Edition, поскольку эта редакция позволяет разворачивать 4 экземпляра ОС в виртуальной среде. Это определенно выгодней, чем приобретать 4 стандартные редакции.

О бесперебойном питании

Виртуализация позволяет съэкономить на системе бесперебойного питания. Если до виртуализации необходимо было иметь оборудование, рассчитанное на 15 серверов, то теперь достаточно оборудования, рассчитанного на 3-4 сервера. 3-4 сервера требуют и меньшей мощности кондиционирования, потребляют меньше электроэнергии, занимаю меньше места.

Типовое решение

  • 3 сервера: 2 процессора Intel Xeon 56xx, 16 Гб RAM, 1 Тб SATA RAID 1 под виртуализованные сервера;
  • 1 сервер: 1 процессор, 4 Гб RAM, 4-10 Тб SATA/SAS RAID 5, 10 под систему хранения (или NetGear Ready NAS 6 Pro);
  • FreeNAS – для создания бесплатного iSCSI для системы резервного копировнания;
  • Коммутатор Cisco WS-C3560CG-8TC-S с 8 портами 10/100/1000 и коммутацией 3-его уровня;
  • Источник бесперебойного питания, например, APC Smart-UPS XL 3000VA;
  • Лицензии Microsoft – 8-12 серверных ОС (2-3 лицензии Enterprise);
  • Лицензия Veeam Essentials;
  • Лицензия VMware Essentials.

И самое главное

Не пренебрегайте помощью специалистов. Ведущий инженер нашей компании удостоен звания vExpert от VMware. При этом наша помощь обойдется Вам не дороже аналогичной помощи, предоставленной другими компаниями. Прочтите о том, как мы видим проблему отказоустойчивости в виртуальной среде: http://www.vsphere5.ru/doku.php?id=fault-chance-virtualization и решаем проблему непонимания со стороны руководства компании важности правильного построения системы http://www.vsphere5.ru/doku.php?id=vmware-extended-support. В среднем на пол страницы.

Регистрация на видео портал

virtualization-for-small-business.txt · Последние изменения: 2013/11/20 11:16 — VMware vSphere and View blogger