17-ESXi集群-FT

配置和管理FT

可以为虚拟机启用 vSphere Fault Tolerance，以获得比 vSphere HA 所提供的级别更高的可用性和数据保护，从而确保业务连续性。

vSphere Fault Tolerance 提供连续可用性

vSphere HA 通过在主机出现故障时重新启动虚拟机来为虚拟机提供基本级别的保护。

vSphere Fault Tolerance 可提供更高级别的可用性，允许用户对任何虚拟机进行保护 以防止ESXi主机发生故障时丢失数据、事务或连接。

Fault Tolerance 通过确保主虚拟机和辅助虚拟机的状态在虚拟机的指令执行的任何时间点均相同来提供连续可用性。

使用 ESXi 主机平台上的 VMware vLockstep 技术来完成此过程。vLockstep 通过使主虚拟机和辅助虚拟机执行相同顺序的 x86 指令来完成此过程。主虚拟机捕获所有输入和事件（从处理器到虚拟 I/O 设备），并在辅助虚拟机上进行重放。辅助虚拟机执行与主虚拟机相同的指令序列，而仅单个虚拟机映像（主虚拟机）执行工作负载。

如果运行主虚拟机的ESXi主机或运行辅助虚拟机的ESXi主机发生故障，则会发生即时且透明的故障切换。正常运行的 ESXi 主机将无缝变成主虚拟机的主机，而不会断开网络连接或中断正在处理的事务。使用透明故障切换，不会有数据损失，并且可以维护网络连接。 在进行透明故障切换之后，将重新生成新的辅助虚拟机，并将重新建立冗余。整个过程是透明且全自动的，并且即使 vCenter Server 不可用，也会发生。

VMware vLockstep technology 锁步技术

VM1=====VM2

主 备

硬盘操作，CPU处理的文件，内容，鼠标操作，键盘操作，网络操作，“完全同步”

■工作原理：

创建一个重复虚拟机（称为辅助虚拟机），该虚拟机会以虚拟锁步方式随主虚拟机一起运行。VMware vLockstep 可捕获主虚拟机上发生的输入和事件，并将这些输入和事件发送到正在另一主机上运行的辅助虚拟机。使用此信息，辅助虚拟机的执行将等同于主虚拟机的执行。因为辅助虚拟机与主虚拟机一起以虚拟锁步方式运行，所以它可以无中断地接管任何点处的执行，从而提供容错保护。

■故障切换：

主虚拟机和辅助虚拟机可持续交换检测信号。此交换使得虚拟机对中的虚拟机能够监控彼此的状态，以确保持续提供 Fault Tolerance 保护。

如果运行主虚拟机的主机发生故障，系统将会执行透明故障切换，此时会立即启用辅助虚拟机以替换主虚拟机，

并将启动新的辅助虚拟机，同时在几秒钟内重新建立 Fault Tolerance 冗余。

如果运行辅助虚拟机的ESXi主机发生故障，则该ESXi主机也会立即被替换。在任一情况下，用户都不会遭遇服务中断和数据丢失的情况。

@@@@@@@@@@@@@@ 注意！！@@@@@@@@@@@@@@@@@@

■容错虚拟机及其辅助副本不允许在相同主机上运行。此可确保主机故障无法导致两个虚拟机都丢失。

也可以使用虚拟机---主机关联性规则来确定要在其上运行指定虚拟机的主机。

■主虚拟机与辅助虚拟机之间的FT 日志记录通信是未加密的，且包含客户机网络和存储器 I/O 数据以及客户机操作系统的内存内容。此通信可以包含敏感数据，如纯文本格式的密码。

为避免这些数据被泄漏，尤其是避免受到“中间人”攻击，请确保此网络是受保护的。

例如，可以对 FT 日志记录通信使用专用网络。私有网段+vLan

■使用场合

更高的连续性级别以及增加的状况信息和数据保护功能可在您要部署 Fault Tolerance 时提供方案信息。

■ 需要始终保持可用的应用程序，尤其是那些具有长时间客户端连接的应用程序，用户希望在硬件故障期间保持这些连接。

■ 不能通过任何其他方式实现群集功能的自定义应用程序。

■ 可以通过自定义群集解决方案提供高可用性，但这些解决方案太复杂，很难进行配置和维护的情况。

■ 按需 Fault Tolerance，随时启用和关闭

在这种情况中，虚拟机在正常操作期间受到 vSphere HA 的充分保护。

在“”某些关键期间“”，您可能希望增强虚拟机的保护。

例如，您可能正在执行季末报告，如果发生中断，则可能会延迟任务关键信息的可用性。使用 vSphere Fault Tolerance，可以在运行此报告之前保护此虚拟机，然后在生成报告之后关闭或禁用 Fault Tolerance。

可以在关键时间段使用按需 Fault Tolerance 保护虚拟机，然后在非关键操作期间将资源置回正常状态。

■ FT要求：=================

ESXi系统 要求

-------------------------------------------------------------------------------------------

■相同的FT版本，（相同版本ESXi主机即可，在ESXi主机-----摘要中查看版本信息）

■Cluster支持，开启HA

■如果希望FT和DRS联合工作，必须启用EVC

可以将 vSphere Fault Tolerance 与 vSphere Distributed Resource Scheduler (DRS) 配合使用。

此过程不但可使容错虚拟机受益于更好的初始放置位置，还可以将其纳入群集的负载平衡计算中。

当群集启用了 EVC 时，DRS 将为容错虚拟机提出初始放置位置建议、在重新平衡群集负载期间移动这些虚拟机，

并允许您为主虚拟机分配 DRS 自动化级别（辅助虚拟机总是采用与其关联的主虚拟机相同的设置。）

如果不启用EVC，将为容错虚拟机指定 DRS 自动化级别“已禁用”。

在这种群集中，每个主虚拟机只在其注册的主机上打开电源，其辅助虚拟机被自动放置，

并且不会移动主或辅助容错虚拟机以进行负载平衡。

ESXi 物理服务器要求

-------------------------------------------------------------------------------------------

■访问相同的共享存储和网络（比如分布式交换机）

■需要一个传输FT 日志的网络连接，两台ESXi主机之间都启用专门的FT网络。（FT网络路径vmkernel，推荐放置虚拟交换机，使用物理网卡，千兆以上网卡，最好万兆（如果实在资源有限，可以和vMotion网络合并。可能会发生警报）注意设置私有网段，保护数据）

■兼容FT的CPU（需要CPU支持FT功能，去兼容性列表中查询，最好2个ESXi主机配置完全一致。）

■ESXi主机的CPU和主板配件，最好完全一致，否则容易导致 FT 失败

■BIOS中开启“HV”硬件虚拟化功能 （比如interl的VT-x EPT）

■支持FT的授权，购买的VSphere套件中包含 FT授权

VM

虚

拟

机

级

别

要

求

-------------------------------------------------------------------------------------------

■VM上只支持一个vCPU

■VM运行支持的操作系统 （win linux等绝大部分都能支持）

■FT支持FC，FCoE，iSCSI和NFS的共享存储

■受保护虚拟机虚拟磁盘必须为“thick provisioned （厚置备，预先置零，后期配置会自动转换）

■VM不能有快照

■VM不能是Linked clone

不能在为链接克隆的虚拟机上启用 Fault Tolerance，也不能从启用了 Fault Tolerance 的虚拟机创建链接

克隆。

■VM不能有任何USB设备，声音设备，串口或者并口

■不支持NPIV

NPIV是N_Port Identifier Virtualization 的缩写，N-PortID虚拟化技术(NPIV)能将一个HBA卡接口虚拟成多个接口。 用于FC的SAN，作为多服务器共享HBA

■不支持NPT/EPT

AMD/Intel都提出各自的内存分页虚拟化机制，AMD称为NPT(Nested Page Tables)而Intel称为EPT(Extended

Page Tables)，可以更好的保护内存分页中的数据

■不支持NIC passthrough和老的vlance的网络适配器

■不支持CD-ROM和 floppy设备连接到物理或远端设备

■需要禁用“Paravirtualization”技术

准虚拟化/超虚拟化（paravirtualization），为应用程序提供与底层硬件相似但不相同的软件接口，客户操作系统需要进行修改，例如早期的Xen

其它要求-------------------------------------------------------------------------------------------

■关闭电源管理 （对镜像VM关闭电源管理功能）

■开启FT之后，不再支持存储vMotion和DRS

不能为已启用 Fault Tolerance 的虚拟机调用 Storage vMotion。

要迁移存储器，应当先暂时关闭 Fault Tolerance，然后再执行 Storage vMotion 操作。

在完成迁移之后，可以重新打开 Fault Tolerance。

■不支持热 插拔设备

■不支持快照，也不支持使用快 照的备份技术，例如：VDR

不能使用 Storage API for Data Protection、vSphere Data Protection 或

需要使用虚拟机快照（如 ESXi 所执行的那样）的类似备份产品来备份启用了 FT 的虚拟机。

■配置 FT

■1、准备主机主机网络连接

先决条件

需要多个千兆位网络接口卡 (NIC)。对于支持 Fault Tolerance 功能的每台主机，最少需要两个物理千兆位网卡。

例如，您需要一个网卡专门用于 Fault Tolerance 日志记录，另一个则专门用于 vMotion。使用三个或更多网卡来确保可用性。

###### 注

vMotion 和 FT 日志记录网卡必须位于不同子网上。IPv6 在 FT 日志记录网卡上不受支持。

如果将网络连接配置为支持 FT，但随后又“禁用了 Fault Tolerance 日志记录端口”，

则已打开电源的容错虚拟机对将保持打开电源状态。如果出现了故障切换情况，那么，当主虚拟机被其辅助虚拟机替换时，将不会启动新的辅助虚拟机，这会导致新的主虚拟机以“不受保护”状态运行。

VS1 VS2

| |

========Vmotion FT 建议不同网段

| |

vmnic1 vmnic2

■将主机添加到群集

■打开虚拟机的 Fault Tolerance

在打开容错功能后，vCenter Server 会取消虚拟机的内存设置，并将内存预留值设置为虚拟机的内存大小。

当容错保持打开状态时，不能更改内存预留、大小、或份额。在关闭容错功能后，已更改的任何参数均不会恢复到其原始值。

步骤

1 选择“主机和群集”视图。

2 右键单击一个虚拟机并选择 Fault Tolerance > 打开 Fault Tolerance

如果选择多个虚拟机，则容错菜单处于禁用状态。一次只能为一个虚拟机打开容错。

特定的虚拟机将指定为主虚拟机，并在另一台主机上建立辅助虚拟机。现在，主虚拟机已启用了容错功能。

打开两个镜像虚拟机的控制台。测试操作同步。

测试失败案例，CPU不支持该技术。

■ Fault Tolerant 虚拟机选项

■关闭 Fault Tolerance

1 在 vSphere Client 中，选择主机和群集视图。

2 右键单击容错虚拟机，然后选择 Fault Tolerance > 关闭 Fault Tolerance。

选定虚拟机的 Fault Tolerance 功能将关闭。选定虚拟机的所有历史记录和辅助虚拟机都将被删除。

■禁用 vSphere Fault Tolerance

将会挂起 Fault Tolerance 保护

但会保留该虚拟机的辅助虚拟机、配置和所有历史记录。

如果将来可能需要重新启用 Fault Tolerance 保护，请使用此选项。

步骤

1 在 vSphere Client 中，选择主机和群集视图。

2 右键单击容错虚拟机，然后选择 Fault Tolerance > 禁用 Fault Tolerance。

■迁移辅助虚拟机

在为主要虚拟机打开 vSphere Fault Tolerance 之后，可以通过迁移该虚拟机来更改与其关联的辅助虚拟机所驻留的主机。

步骤

1 在 vSphere Client 中，选择主机和群集视图。

2 右键单击容错虚拟机，然后选择 Fault Tolerance > 迁移辅助虚拟机。

此时将打开迁移虚拟机向导，其中选择的“迁移类型”为更改主机。

3 单击 下一步。

4 选择要将辅助虚拟机迁移到的目标主机，然后单击下一步。

5 选择一个迁移优先级，然后单击下一步。

6 检查“摘要”页面上的选择，然后单击完成。

■测试故障切换

可以通过诱发所选主要虚拟机的故障切换来测试容错保护。

先决条件：如果已关闭虚拟机电源，则此选项不可用（灰显）。

步骤

1 在 vSphere Client 中，选择主机和群集视图。

2 右键单击容错虚拟机，然后选择 Fault Tolerance > 测试故障切换。

此任务通过诱发主要虚拟机故障来确保辅助虚拟机能够替换主要虚拟机。同时会启动一个新的辅助虚拟机，而主

要虚拟机将置回受保护状态。

■ 测试重新启动辅助虚拟机

可以通过诱发辅助虚拟机发生故障以测试为所选主要虚拟机提供的容错保护。

先决条件

如果已关闭虚拟机电源，则此选项不可用（灰显）。

步骤

1 在 vSphere Client 中，选择主机和群集视图。

2 右键单击容错虚拟机，然后选择 Fault Tolerance > 测试重新启动辅助虚拟机。

■ vSphere Fault Tolerance 配置建议

■ 除了非容错虚拟机以外，任何一台主机上不得有超过四个的容错虚拟机（主虚拟机或辅助虚拟机）。每台主机上可以安全运行的容错虚拟机数目依据 ESXi 主机和虚拟机的大小以及工作负载确定，且可能会发生变化

■ 如果要使用 NFS 访问共享存储器，请使用至少具有 1 千兆位网卡的专用 NAS 硬件，以获取为了使 Fault Tolerance 功能正常工作所需的网络性能

■ 确保包含容错虚拟机的资源池内存大于虚拟机内存。在打开 Fault Tolerance 功能后，Fault Tolerance 虚拟机的保留内存设置为虚拟机的内存大小。如果资源池中没有额外内存，则可能没有内存可用作开销内存。

■ 每个容错虚拟机最多使用 16 个虚拟磁盘。

■ 为确保冗余和最大 Fault Tolerance 保护，群集中应至少有三台主机。如果发生故障切换情况，这可确保有主机可容纳所创建的新辅助虚拟机。

FT 无法抵御 主机蓝屏死机的情况，主备同时死机。