Storage DRS mit VMware vSphere 6

VMware bietet mit vSphere 6 verschiedene Möglichkeiten zur Anbindung von Datenspeicher. Neben der Verwendung der lokalen Speicher der vSphere-Hosts über vSAN, lassen sich auch Speicher-Cluster auf Basis von Storage Distributed Ressource Scheduler (DRS) aufbauen. DRS wurde mit vSphere 5 eingeführt. Storage DRS bietet vor allem Vorteile durch einen Lastenausgleich und eine Hochverfügbarkeit für den Datenspeicher in vSphere-Clustern.  Mit Storage DRS lassen sich SAN-LUNs optimal in ein Hochverfügbarkeits- und Lastenausgleichskonzept integrieren, das von vSphere und vCenter gesteuert wird.

DRS in VMware vSphere

DRS steht in VMware nicht nur für Storage, sondern auch für die VMs zur Verfügung. Um die Funktion von Storage-DRS zu verstehen, sollte auch DRS für vSphere-Cluster genau verstanden werden. Die beiden Systeme arbeiten zusammen, werden aber getrennt voneinander konfiguriert und verwaltet.

Über DRS werden die Ressourcen die den einzelnen VMs zugewiesen sind innerhalb des Clusters gesteuert. Administratoren können mit dieser Funktion Ressourcen automatisiert zuweisen oder entziehen. Zusätzlich kann DRS einzelne VMs oder ganze Gruppen von einem überlasteten Host automatisiert auf einen Host, mit weniger Last, über vMotion verschieben. In diesem Zusammenhang lassen sich auch komplexe Regeln für das Zuteilen von Ressourcen erstellen, und Hosts oder VMs gruppieren. Der Lastenausgleich kann also weitgehend automatisiert werden.

DRS lässt sich zunächst in den Einstellungen eines Clusters aktivieren (Screenshot: Thomas Joos).

DRS kann generell mit der HA-Funktion auf einem Cluster zusammen betrieben werden. Für die Einrichtung der Funktion, wird die Option vSphere DRS einschalten in den Einstellungen eines Clusters gesetzt. Über den Menüpunkt vSphere DRS wird die generelle Automatisierung für DRS im Cluster gesteuert.

Mit vSphere DRS steuern Administratoren die Automatisierungsebene für den Cluster. Generell können Unternehmen DRS manuell nutzen oder voll automatisiert (Screenshot: Thomas Joos).

Durch das Aktivieren der Option Option Manuell zeigt vCenter Empfehlungen für VMs an, verschiebt aber keine VMs automatisch. Setzen Administratoren die Option Teilautomatisiert, verschiebt DRS VMs nicht im laufenden Betrieb, überprüft aber beim Neustart der VM auf welchem Host diese am besten positioniert sein sollte. Danach verschiebt DRS die VM auf den entsprechenden Host.

Nutzen Administratoren die Option Vollautomatisiert, verschiebt vCenter beim Starten einer VM die VM auf den Host mit der geringsten Auslastung. Außerdem werden gestartete VMs ebenfalls verschoben, wenn ein Host überlastet, und andere Hosts nicht genügend belastet sind. Zusätzlich lässt sich über einen Schieberegler festlegen wie vCenter beim Verschieben vorgehen soll.

Im vSphere-Client lässt sich über den Menüpunkt Optionen für virtuelle Maschinen die Automatisierungsebene für einzelne VMs deaktivieren. In einem DRS-Cluster sollten Regeln definiert sein sowie VMs und Hosts in Gruppen zusammengefasst, um die Ressourcen optimal zu planen und zuzuteilen. Über Gruppen kann zum Beispiel festgelegt werden, dass bestimmte VMs immer voneinander getrennt werden, unabhängig, wie DRS die virtuellen Server positionieren will. Gruppieren Administratoren in vSphere verschiedene VMs, bedeutet das in vSphere „zusammenhalten“. Werden VMs voneinander getrennt, wird das in vSphere als “separieren“ bezeichnet.

Im DRS-Gruppenmanager in den Einstellungen eines DRS-Clusters werden verschiedene Gruppen von VMs und Hosts festgelegt (Screenshot: Thomas Joos).

Bei DPM handelt es sich um die Energieverwaltung eines DRS-Clusters. DPM arbeitet eng mit DRS zusammen. Bei dieser Art der Energieverwaltung im Cluster werden VMs auf andere Hosts im Cluster migriert und einer der Hosts anschließend pausiert. Das soll beim Energiesparen helfen.

vSphere kann über DRS-Cluster auch Energie für Unternehmen sparen.

DPM kann auch Hosts automatisiert neu starten, damit alle VMs über die ihnen zugewiesenen Ressourcen verfügen können, wenn aktuell nicht genügend Ressourcen zur Verfügung stehen.

Storage DRS mit vSphere

Genauso wie bei DRS für VMs und Hosts, lassen sich auch Datenspeicher in einen DRS-Cluster zusammenfassen. Storage DRS benötigt eine Enterprise Plus Lizenz von vSphere 6. Die Funktion ist auch in vSphere 5 einsetzbar, auch im Mischbetrieb mit vSphere 6. Für einen effizienten Einsatz macht es aber Sinn alle Hosts auf vSphere 6 zu aktualisieren.

Die generelle Funktion von Storage DRS entspricht im Grunde genommen der DRS-Funktionalität für Hosts. Wenn die Leistung eines Datenspeichers zu stark beansprucht wird, kann vSphere einzelne VMs in einen anderen Datenspeicher verschieben. Dadurch werden stark verwendete Datenspeicher entlastet, während nicht so stark ausgelastet Datenspeicher in das System besser eingebunden werden. Bei diesem Vorgang wird die VM nicht unbedingt auch auf einen anderen Host verschoben. Dafür ist die herkömmliche DRS-Funktion in einem vSphere-Cluster zuständig, nicht Storage-DRS.

Storage-DRS aktivieren Administratoren im vSphere-Client über einen Assistenten (Screenshot: Thomas Joos).

Die Verwendung von Storage-DRS ist sehr flexibel steuerbar. Administratoren können entweder verschiedene Storage-DRS-Cluster anlegen, oder einzelne Datenspeicher von Storage-DRS herausnehmen. Vor der Aktivierung von Storage DRS sollte also zunächst geplant werden, welche Datenspeicher Bestandteil des Clusters sein sollen. Beim Anlegen einer neuen VM lässt sich auswählen auf welchem DRS-Cluster die VM abgelegt werden soll. Sind im Cluster auch Datenspeicher verfügbar, die kein Bestandteil eines DRS-Clusters sind, lassen sich diese an dieser Stelle natürlich auch verwenden. Der Einsatz von Storage-DRS schließt die parallele Verwendung anderer Datenspeicher nicht aus.

Es besteht mit Storage DRS auch die Möglichkeit verschiedene LUNs in einem SAN zusammenzufassen. Sollen zum Beispiel einzelne Abteilungen manuell virtuelle Server anlegen können, lassen sich diesen verschiedene LUNs gebündelt über ein Storage-DRS zuweisen. Die Administratoren der Abteilung müssen die Werte und Informationen der einzelnen LUNs nicht kennen, sondern lediglich darüber informiert werden, dass sie ihre VMs auf den jeweiligen Storage-DRS anlegen.

Storage DRS verstehen

Storage DRS bietet also die Möglichkeit einzelne Ressourcenpools für Datenspeicher zu erstellen. Diese haben grundsätzlich die gleichen Funktionen, wie die Ressourcenpools für Hosts. Auch die Last der Datenspeicher kann Storage DRS überwachen. In einen Datenspeicher-Cluster lassen sich weder NFS-Speicher noch VMFS-Datenspeicher integrieren. Außerdem muss festgelegt werden, ob die Hardwarebeschleunigung für den Datenspeicher auf allen Speichern aktiviert oder deaktiviert sein soll. Beim Einsatz eines Fibre-Channel-SANs lassen sich die einzelnen LUNs zu einem Datenspeicher-Cluster mit Storage DRS zusammenfassen. Vor dem Einsatz muss also geprüft werden, ob die eingesetzten Datenspeicher kompatibel mit Storage DRS sind.

Administratoren können einzelne Datenspeicher der Umgebung auch in einen Wartungsmodus versetzen oder umfassenden Lastenausgleich konfigurieren, wenn Storage DRS zum Einsatz kommt. Das Erstellen von Regeln oder das Hinzufügen von Datenspeichern zu einem Storage DRS-Cluster ist jederzeit problemlos möglich. Affinitätsregeln steuern, dass fest definierte VMs automatisch auf einem bestimmten Datenspeicher verbleiben sollen, während andere VMs immer voneinander getrennt werden. Auch das funktioniert ähnlich zur herkömmlichen DRS-Funktion in vSphere. Durch Storage DRS können Administratoren also recht zuverlässig das Verteilen von VMs auf die verschiedenen Datenspeicher steuern, auch dann wenn kein Software Definied Storage im Einsatz ist.

Die Überprüfung der Auslastung der angebundenen Speicher findet nicht in Echtzeit statt, sondern in regelmäßigen Abständen, die Administratoren selbst definieren können. Es macht schließlich selten Sinn VMs ständig zwischen Datenspeichern zu verschieben nur, weil ein Datenspeicher einige Zeit etwas stärker belastet ist. In den meisten Fällen misst vSphere im täglichen Verlauf wie die Datenspeicher belastet werden. Danach kann die Umgebung auf Basis dieser Daten steuern wie die VMs auf die Datenspeicher verteilt werden sollen. Das sorgt für eine optimale Lastverteilung. Wie beim herkömmlichen DRS, lassen sich auch die Möglichkeiten von Storage-DRS recht weitgehend automatisieren. Bereits beim Anlegen einer VM können Administratoren steuern, wie die VM über Storage DRS angebunden werden soll. Hier lässt sich auch festlegen, dass vSphere automatisch steuern soll, auf welchem Datenspeicher eine neue VM abgelegt werden soll. Das sorgt für einen generellen Lastenausgleich in einem vSphere-Cluster.

DRS und vVols

Im Grunde genommen handelt es sich bei einem virtuellen Datenspeicher um einen Storage-Container. Das liegt auch daran, dass viele vSphere-Funktionen auf dem Konzept der Datenspeicher aufbauen. Verwenden Unternehmen zum Beispiel Storage-DRS, dann werden mehrere virtuelle Datenspeicher zusammengefasst. Die Datenspeicher sind aber wiederum auf Basis der Storage-Container in vSphere integriert. Bei der Verwendung von Storage-DRS, und der Anbindung von virtuellen Datenspeichern, arbeiten Administratoren also im Grunde genommen mit Storage-Containern. Dieser Umweg wurde integriert, da Storage-DRS mit dem Storage-Container-Konzept nichts anzufangen weiß.

Storage DRS aktivieren

Im vSphere-Client können Administratoren in der Speicher-Ansicht, über das Kontextmenü des Datencenters, einen neuen Datenspeicher-Cluster erstellen. Im Rahmen der Einrichtung kann festgelegt werden, welcher Host und welcher Datenspeicher Bestandteil des Storage DRS-Clusters sein soll. Die Konfiguration von Storage DRS wird über einen Assistenten vorgenommen. Hier erstellen Administratoren den neuen Datenspeicher-Cluster und können auch bereits beim Anlegen des Clusters Regeln für den Betrieb und die Automatisierung erstellen. Diese Regeln können aber auch jederzeit nachträglich angepasst werden.

Beim Erstellen eines Clusters müssen Administratoren auch einen eigenen Namen für den Cluster definieren. In diesem Rahmen erfolgt auch die generelle Aktivierung der Funktion auf den vSphere-Hosts, die im Cluster zusammengefasst sind. Im Rahmen der Einrichtung lässt sich bereits festlegen, ob die Verteilung der VMs automatisiert werden soll, oder ob Administratoren lediglich Hinweise für die Verteilung von VMs durch Storage DRS erhalten wollen. Zusätzlich lassen sich bei der Erstellung weitere Einstellungen und Grenzwerte definieren. Diese können aber auch jederzeit nachträglich angepasst werden.

Beim Erstellen eines Storage DRS-Clusters können Administratoren den manuellen oder den automatischen Modus verwenden (Screenshot: Thomas Joos).

Beim Erstellen der Laufzeitregeln steuern Administratoren den verwendeten Speicherplatz sowie die Latenz der Datenspeicher. Der Plattenplatz wird über eine Prozentzahl angegeben, ab der Storage-DRS das Verschieben von VMs vorschlagen soll. Die Latenz für den Zugriff der Datenspeicher geben Administratoren in Millisekunden an. Dadurch wird zum Beispiel festgelegt, ob ein Datenspeicher stark oder weniger stark ausgelastet ist, und Storage DRS aktiv werden muss. Im Rahmen der Einrichtung können Administratoren auch Laufzeitregeln für die Verwendung von Storage DRS konfigurieren.

Bereits bei der Einrichtung von Storage DRS lassen sich Regeln für die Laufzeit konfigurieren (Screenshot: Thomas Joos).

Bei der der Einrichtung von Storage-DRS wird der vSphere-Cluster ausgewählt, dessen Hosts und Datenspeicher für DRS aktiviert werden soll.  Alle vSphere-Hosts, die Mitglied im ausgewählten Cluster sind, werden auf kompatible Datenspeicher untersucht. Anschließend zeigt der Assistent die verfügbaren Datenspeicher an. Diese können in den Storage-DRS-Cluster angebunden werden. Auch die kompatiblen Datenspeicher der Hosts werden im Speicher angezeigt. Durch die Auswahl der Speicher, werden diese in Storage DRS und den DRS-Cluster eingebunden.

Vor allem beim Einsatz von SANs ist es wichtig, dass alle LUNs im DRS-Cluster auch auf allen Hosts verfügbar sind, die Storage DRS nutzen sollen. Ansonsten besteht die Gefahr, dass VMs auf nicht angebundenen Hosts nicht mehr funktionieren, da der Datenspeicher auf dem die Daten der VM gespeichert sind, auf einem Host nicht nutzbar ist. Zwar kann Storage DRS das erkennen, es ist aber besser bereits bei der Einrichtung darauf achten, dass die gewünschten Datenspeicher auf allen notwendigen Hosts verfügbar sind.

Einstellungen im DRS-Cluster ändern

Über das Kontextmenü des DRS-Clusters lassen sich jederzeit Einstellungen ändern, oder weitere Datenspeicher hinzufügen, wenn diese kompatibel mit Storage DRS sind.  Administratoren können einzelne Datenspeicher auch in einen Wartungsmodus versetzen. Dadurch kann Storage DRS VMs, deren Daten sich auf diesen Datenspeicher befinden, auf andere Datenspeicher im Storage DRS-Cluster verteilen.

Diese Option ist nach der Einrichtung von Storage DRS über das Kontextmenü der Datenspeicher in der Speicheransicht zu finden. Beim Aktivieren des Wartungsmodus für einen Datenspeicher schlägt der Assistent das Verschieben vorhandener VMs auf eine andere LUN vor. Diese Funktion lässt sich auch dazu nutzen eine LUN aus dem Storage-DRS zu entfernen. Dadurch können Administratoren kleinere LUNs gegen große LUNs ersetzen, die später wieder in Storage-DRS angebunden werden sollen.

VMs beim Erstellen zum Storage-DRS-Cluster zuweisen

Erstellen Administratoren eine neue VM in einem DRS-Cluster mit aktiviertem Storage DRS, können sie als Speicher für die Daten der VM den Storage-DRS-Cluster auswählen. Die Daten der VM werden dann auf den angebundenen Datenspeichern abgelegt.

Es besteht aber nicht nur die Möglichkeit beim Erstellen einer neuen VM den Storage-DRS-Cluster auswählen, sondern Administratoren können über die Eigenschaften des Storage-DRS-Clusters über die beiden Menüpunkte Regeln und Einstellungen der VM festlegen, wie VMs automatisiert im Cluster verteilt werden sollen. Die Einstellungen entsprechen generell den Möglichkeiten eines herkömmlichen DRS-Clusters. Zusätzlich lässt sich auch festlegen, dass die virtuellen Festplatten eines Servers immer auf dem gleichen Datenspeicher abgelegt werden, unabhängig davon, ob ein Verschieben durch Regeln in Storage DRS notwendig wäre.

Fazit

Storage DRS ist ein Konzept, das bei der herkömmlichen Verwendung von Datenspeichern in einem vSphere-Netzwerk Sinn macht. Vor allem beim Einsatz von SANs kann Storage DRS echten Mehrwert bieten. In einem Software Definied Storage-Netzwerk wird diese Funktion oft nicht eingesetzt, da hier andere Mechanismen die Datenspeicherung steuern. Wer aber auf ein SAN setzt, und für eine optimale Auslastung des Storage, einen Lastenausgleich und das Einhalten von Anwendungs-Service-Leveln sorgen will, bietet Storage DRS einige Vorteile. Wenn bereits eine Enterprise Plus-Lizenz im Einsatz ist, macht es durchaus Sinn Storage DRS zu testen.