vSphere 6.5中網絡感知的DRS解析

VMware的分佈式資源調度(Distributed Resource Scheduler,DRS),可以動態地分配和平衡計算容量,將硬件資源聚集到邏輯資源池中。可以持續不斷地監控資源池的利用率,智能分配資源,允許用戶自己定義規則和方案來決定虛擬機共享資源的方式及它們之間優先權的判斷根據。

習慣上,DRS一直考慮主機和虛擬機的計算資源(CPU和內存)利用率,以平衡主機間的負載並在開機時放置虛擬機。 通常這會很好的運行,因爲在許多情況下,CPU和內存是獲得良好應用性能所需的最重要資源。然而,由於此方法不考慮網絡的可用性,有時會導致將虛擬機放置或遷移到已經網絡飽和的主機上。 如果應用碰巧對網絡敏感,這可能會產生一些性能影響。
DRS在vSphere 6.5中具有網絡感知能力,因此它在初始放置和負載均衡期間考慮了主機的網絡利用率和虛擬機的網絡使用需求。 這使得DRS的負載均衡和虛擬機的初始放置更有效。

工作原理
在初始放置和負載均衡期間,DRS首先根據計算資源提供用以運行虛擬機的最佳主機列表,然後根據虛擬機和主機網絡利用率使用一些啓發式方法決定最終的主機。 這可以確保虛擬機獲取其所需的網絡資源以及計算資源。
vSphere 6.5中的網絡感知DRS的目標僅在於確保主機具有足夠可用的網絡資源以及虛擬機所需的計算資源。 因此,與平衡CPU和內存負載的常規DRS不同,網絡感知的DRS不會平衡集羣中的網絡負載,這意味着當網絡負載不均衡時,它不會觸發vMotion。

網絡感知初始放置
DRS通過兩個步驟進行初始安置:

  1. 它根據集羣約束和計算資源可用性編寫可能的主機列表並對它們進行排序。
  2. 然後,從主機列表中挑選具有最佳排名和最佳網絡資源可用性的主機。

網絡感知負載均衡
在負載均衡運行期間,DRS

  1. 首先生成可能的遷移建議列表。
  2. 然後去除目標主機網絡飽和的建議。
  3. 從列表中剩餘的建議裏,推薦在計算資源方面具有最大均衡改善及有助於源主機上的網絡資源可用性的那一個,以防源主機網絡飽和。

主機網絡飽和閾值
如前所述,只有在網絡利用率超過特定閾值的情況下,DRS纔會在負載平衡決策期間避開網絡負載過大的主機。因此,除非主機網絡利用率高於80%,否則DRS會認爲主機在網絡資源可用性方面是一個很好的備選。
如果主機的網絡利用率達到或高於飽和閾值,則DRS會將其視爲網絡飽和。 如果羣集中的所有主機都處於網絡飽和狀態,則DRS不會遷移網絡負載大的虛擬機,因爲將網絡負載大的虛擬機遷移到已經網絡飽和的主機會導致虛擬機性能進一步下降。 由於此行爲而導致DRS無法遷移虛擬機時,有時會導致集羣負載不均衡。

監控主機網絡利用率
從vSphere 6.5開始,您可以在vSphere Web Client中DRS監控選項卡下監控主機的網絡負載分佈,如圖1所示。
vSphere 6.5中網絡感知的DRS解析

主機的網絡利用率是在該主機上的所有物理網卡(pNIC)使用量的平均值。 例如,如果主機有三個pNIC,其中一個使用率爲90%,另外兩個使用率爲0%,則認爲主機的網絡利用率爲30%。

初始放置期間避開網絡飽和的主機
以下案例研究顯示了網絡感知DRS如何在初始放置虛擬機期間避開網絡利用率較高的主機。
我們從四個具有非常相似的資源利用率的主機集羣開始。 圖2和圖3顯示了四臺主機的CPU和內存利用率。
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圖2- 顯示均勻分佈的CPU利用率視圖
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圖3 - 顯示大多數均勻分佈的內存利用率視圖
如圖4所示,其中一臺主機(10.152.232.163)具有較高的網絡利用率。
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圖4 - 網絡利用率顯示其中一臺主機具有較高的網絡利用率
此時,我們向集羣中引入了八個新虛擬機(已啓動),並注意到DRS在放置虛擬機時避開了網絡利用率高的主機。 圖5顯示了由於這些新啓動的虛擬機而造成其他3臺主機的CPU利用率增加,而網絡飽和主機中的CPU利用率保持不變。
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圖5 -顯示引入8個新虛擬機之後的分佈情況的CPU利用率視圖
負載平衡期間避開網絡飽和的主機
以下案例研究解釋了網絡感知DRS如何在平衡集羣負載時避開具有較高網絡利用率的主機.
對於本次分析,我們從具有四個主機的集羣開始。 其中一臺主機網絡飽和,利用率超過80%。 圖6顯示了集羣中網絡利用率的視圖。
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圖6 一臺網絡飽和主機的網絡利用率視圖
如圖7所示,集羣負載不均衡。 集羣中的CPU負載分配不均勻,而且網絡飽和的主機CPU利用率最低。 圖8顯示了主機間的CPU負載分佈。
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圖7– 集羣均衡視圖
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圖 8 –顯示不均勻的負載分佈的CPU利用率視圖
爲了平衡整個集羣的CPU利用率,DRS啓動了虛擬機遷移。 圖9 顯示了生成的遷移列表,其中DRS完全避開了網絡飽和主機,儘管它在CPU方面利用率最低。
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圖 9 - 顯示避開網絡飽和主機時的負載均衡建議的建議歷史視圖
由於DRS阻止將虛擬機遷移到主機,因此網絡飽和主機中的CPU利用率保持不變。(圖10)。
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圖 10 - 顯示DRS遷移後負載保持不變的網絡飽和主機的CPU利用率視圖。

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