Fabric, кластер и облако

Если вам знакомы понятия облачных вычислений и сервисов, вы можете значительно упростить свою работу за счет обновления до System Center Virtual Machine Manager (VMM) 2012. При установке бета-версии новейшей платформы управления Microsoft Hyper-V вы увидите не менее четырех отсылок к «облакам» и «сервисам» на ленте вверху экрана (рис. 1).

Рис. 1. Обновленный интерфейс управления в VMM 2012

С другой стороны, если вы в восторге от технологий облачных вычислений по управлению виртуальными ресурсами, то вы, скорее всего, не удержитесь от соблазна щелкнуть кнопку Create Cloud в VMM 2012. Хотя добавление этой кнопки может показаться наглостью со стороны Microsoft, она говорит, что благодаря VMM мы можем приблизиться к облачным технологиям. В конце концов, создается впечатление, что вы можете увидеть, почувствовать и понять облако. Просто щелкните кнопку.

Проще не бывает

Ресурсы по управлению облаком VMM 2012 включают набор групп хостов, логических сетей, виртуальных IP-профилей, балансировщиков нагрузки, хранилищ и их классификаций и библиотек контента. VMM 2012 совмещает эти элементы управления с профилями ресурсов, приводя количественные показатели для вычислительных ресурсов, которые вы можете предоставлять пользователям с их проектами.

Однако это потребует определенных усилий. Хотя кнопка Create Cloud в VMM всегда присутствует на экране, не рассчитывайте ограничиться одни ее щелчком. Потребуется серьезная подготовительная работа — надо спроектировать и настроить много устройств, прежде чем удастся создать облако.

Даже создание самого облака необязательно. Многие ИТ-отделы не нуждаются в облаке, получая все, что нужно, от «группы хостов Hyper-V». Если у вас небольшие потребности в виртуализации, облако будет слишком тяжеловесным и сложным.

Именно «группа хостов Hyper-V» заставляет меня рассуждать о простоте VMM 2012. Все любят виртуализацию, но, будучи ответственным за всю ИТ-инфраструктуру, хотелось бы иметь предельно простые средства виртуализации. Только после удовлетворения основных потребностей в виртуализации становятся актуальными  другие возможности автоматизации VMM 2012.

Это требование простоты приобретает особую важность, если учесть все ограничения, которые многие «компьютерщики на все руки» в ИТ обнаруживают при работе с VMM 2008 и VMM 2008 R2. Забудем на время об облаке и подумаем о реалиях мелкой компании. Даже простая виртуализация в наше время требует высокой доступности. Консолидация виртуальных машин на узлах виртуализации хосты логично требует защитить этих хостов от сбоев. Кроме того, хотелось бы иметь еще и балансировку нагрузки.

Решение этих задач средствами VMM 2008 и VMM 2008 R2 было делом далеко не тривиальным. Вы должны были бы иметь опыт работы с технологиями отказоустойчивых кластеров (Windows Failover Clustering, WFC), которыми большинство компьютерщиков не владеют. Эти трудности на пути к построению простого кластера Hyper-V часто создают препятствуют использованию Hyper-V на малых предприятиях.

WFC во всех смыслах отличное решение. Общая архитектура отказоустойчивых кластеров сильно усложняет их использование на Hyper-V. Слишком много нужно конфигурировать, и слишком высок риск сделать что-то не так. WFC в качестве кластерного решения на основе Hyper-V казалось слишком сложным в то время, когда большинству нужны были более простые решения.

Создание Fabric

Microsoft прислушалась и сделала потрясающе умный ход — «обернула» всю сложность WFC в простоту VMM 2012. Все операции по построению и управлению вашими кластерами Hyper-V теперь встроены в VMM. Процесс включает в себя четыре основных шага, первые три из которых настраивают составные части – серверы, сеть и хранилище – для создания того, что зовется Fabric (рис. 2).

Рис. 2. Создание Fabric в VMM.

Fabric можно считать логическим представлением аппаратного обеспечения, которое будет вашим кластером и вашим облаком. Серверы Hyper-V являются частью Fabric. Другими частями являются серверы библиотек (Library Servers) для хранения такого контента, как шаблоны виртуальных машин  и параметров настройки, приложений и других частей, контролируемые настройками, которые вы используете внутри вашего виртуального окружения. PXE-серверы и серверы обновления служат для построения хостов Hyper-V с нуля и поддерживают их в актуальном состоянии. Список завершается серверами VMware vCenter и VMM.

Абстрагирование сети — еще одна функция Fabric. Она сочетает логические сети с виртуальными сетями Hyper-V для определения назначений IP-адресов и маршрутизации трафика. Логические сети также могут предоставлять статические адреса серверам.

VMM 2012 может предоставлять IP-адреса, используя диапазоны IP-адресов, пулы MAC-адресов и шаблоны виртуальных IP-адресов. И хотя это не рассматривается в этой статье, но поддержка балансировки нагрузки IP также входит в бета-выпуске VMM 2012.

Все еще интереснее с хранилищем — третьим элементом Fabric. Управление и подготовка хранилища в виртуальных окружениях всегда было непростой задачей. Она требовала координации между администраторами хранилища, виртуальной и сетевой инфраструктуры. Виртуальная машина, которой необходима LUN,  требовала одного человека на предоставление хранилища и еще одного человека на его маршрутизацию до виртуальной платформы.

Связи внутри виртуальных платформ всегда были сложными и зависели от особенностей конкретного хоста. Они требовали доводку каждого LUN до каждого хоста, с которым могла связаться виртуальная машина. Пропустите хотя бы один, и случится непоправимое.

Автоматизация этого процесса требует автоматизации взаимодействия. Эти операции до сих пор не согласованы среди поставщиков хранилищ. VMM 2012 вторгается на новую территорию в попытке улучшить процесс подготовки хранилищ.

VMM делает ставку на Microsoft Storage Management Service — сервис, который может автоматизировать назначения хранилищ внутри кластера и облака, но только для устройств хранения, поддерживающих спецификацию SMI-S (Storage Management Initiative – Specification). Эта технология на данный момент поддерживается только четырьмя массивами хранения.

Это число должно увеличится до официального выпуска VMM 2012 ввиду того, что почти все действия по автоматизации хранения в VMM 2012 требуют хранилища с поддержкой SMI-S. Массивы хранения без поддержки SMI-S будут работать, но с ручной настройкой на каждом хосте, как в старые добрые времена. Кроме этого, они потеряют в гибкости Fabric в VMM.

Будет ли это кластером?

Весь этот разговор о Fabric в VMM 2012 не имеет смысла, если кластеризация хостов Hyper-V останется такой же сложной. Если абстракция в виде Fabric позволит легче предоставлять ресурсы, поможет ли это объединить «пару-тройку хостов Hyper-V» в полнофункциональный кластер?

Процесс претерпел некоторые улучшения. Первый шаг — добавление хостов Hyper-V в качестве ресурсов (рис. 3) в узел Fabric Servers. Эти серверы станут группой хостов —набором хостов, объединенных для обеспечения лучшей управляемости. Но Host Group не обязана быть кластером. На самом деле и не будет, если вы просто добавили хосты Hyper-V.

Рис. 3. Создание группы хостов Hyper-V.

В действительности хосты добавляет Windows Remote Management (WinRM). Если какой-либо из объектов групповых политик (GPO) изменит настройку WinRM, это может препятствовать процессу. В бета-версии VMM 2012 я получил ошибку Error 421 при попытке добавления хостов, так как GPO сделал одно-единственное изменение настройки WinRM, направленное на избавление от одного из его ограничений. Если вы столкнетесь с той же ошибкой, убедитесь, что вы ненароком не изменили конфигурацию WinRM через какую-нибудь из локальных или групповых политик.

При наличии правильно настроенной системы WinRM добавление двух хостов Hyper-V и создание Host Group представляет собой предельно простой процесс. Мастер Add Resource Wizard определяет область поиска хостов Hyper-V (рис. 4). Найденные хосты затем добавляются в группу хостов для упрощения управления.

Рис. 4. Настройка области поиска добавляемых хостов Hyper-V.

В производственном окружении следующим шагом будет настройка хранилища виртуальных машин и сетевой части на этих хостах. Мое окружение не работало на одном из четырех поддерживаемых устройств SMI-S SAN (EMC Symmetrix, EMC CLARiiON CX, HP StorageWorks Enterprise Virtual Array и NetApp FAS), так что я не смог проверить автоматизацию настройки хранилища Fabric.

Кластеры требуют общего хранилища, так что я вынужден был настроить все связи как в старые-добрые времена, подключая службу инициатора iSCSI на каждом хосте к SAN LUN. На одном располагался диск-свидетель кластера, на другом — виртуальные машины. Как и при традиционном процессе создания кластера, вы должны выполнить этот шаг на каждом хосте отдельно. Подробнее об этом процессе см. статью «Simple Clustering with Hyper-V».

Мои хосты уже были объединены в подходящую подсеть, так что все было готово для построения кластера. Как уже говорилось, создание одной или более логических сетей важно для абстрагирования IP-ресурсов и предоставления их виртуальным машинам. Логические сети в VMM 2012 являются частью Fabric. Однажды созданные, они привязываются к виртуальным сетям на каждом хосте. Эта привязка по умолчанию автоматизирована. Вы можете скорректировать эту автоматизацию на окне Network Settings в разделе Settings (рис. 5).

Рис. 5. Автоматизация настраивается в окне Network Settings

После настройки сервера, хранилища и сетевых ресурсов создают кластеры, выбрав в меню Fabric/Servers/Create/Hyper-V Cluster. Шестистраничный Create Cluster Wizard спросит только об узлах для объединения, IP-адресе кластера, хранилище и виртуальных сетях для привязки.

Из всех самой озадачивающей является страница настройки хранилища кластера (рис. 6). Microsoft намерена подвинуть мир Hyper-V к автоматическому предоставлению хранилища на основе SMI-S. На этой странице должно присутствовать подготовленное для использования кластером хранилище. Я же создавал его вручную, так что меньший по размеру диск был выбран в качестве диска-свидетеля.

Рис. 6. Настройка хранилища кластера.

При автоматическом предоставлении хранилища для кластера используется имя LUN — уникальный идентификатор, совместно используемый всеми подключенными хостами для отслеживания всех LUN. Если вы правильным образом настроили LUN, то кластер практически готов. Еще один нюанс (освещенный в 350-страничной бета-документации) в том, что на этой странице много больше параметров, если хранилище поддерживает SMI-S. Еще пара щелчков и кластер Hyper-V готов.

Управляемость через сокрытие

Достаточно ли прост этот процесс создания кластера? По идее да, хотя процесс подключения хранилища к каждому хосту остается неизменным для тех из нас, у кого нет оборудования SAN, поддерживающего SMI-S. Полная версия Microsoft Storage Management Service должна как-то облегчить этот процесс.

Некоторые скажут, что основная ценность «обертки» вокруг всей сложность WFC в VMM 2012 состоит не в создании кластеров, а в управлении ими в длительной перспективе. В предыдущих версиях работа с высокодоступными виртуальными машинами иногда требовала действий в VMM, а иногда в консоли WFC. Сокрытие этих действий под одним интерфейсом снижает вероятность ошибок в настройке кластера. Добавьте к этому значительно улучшенные технологии восстановления после сбоев и балансировку нагрузки от Microsoft, и можно уже говорить, что Microsoft со своим VMM 2012 уже заслужила место за столом крупнейших игроков на рынке виртуальных платформ.