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Was ist VMware vSphere DRS und wozu dient es?

VMware vSphere Distributed Resource Scheduler (DRS) ist eine Funktion, die die Ressourcenauslastung von virtuellen Maschinen in vSphere-Clustern ausgleicht und optimiert. DRS überwacht kontinuierlich virtuelle Maschinen und verschiebt sie automatisch (mithilfe von vMotion) auf den am besten geeigneten ESXi-Host, basierend auf ihren Ressourcenanforderungen. Dadurch wird eine effizientere Nutzung der Ressourcen gewährleistet, Leistungsprobleme werden vermieden und die Arbeitslast der Systemadministratoren wird reduziert.

• Ressourcenausgleich: DRS überwacht die Ressourcenauslastung virtueller Maschinen, erkennt Ungleichgewichte zwischen Hosts und korrigiert diese automatisch.
• Automatische Platzierung: Wenn eine neue virtuelle Maschine erstellt wird, bestimmt DRS den am besten geeigneten Host und optimiert die Leistung der virtuellen Maschine.
• Kontinuierliche Optimierung: DRS überwacht kontinuierlich virtuelle Maschinen und verschiebt sie je nach Ressourcenbedarf auf den am besten geeigneten Host.

Beispiel: Nehmen wir an, ein vSphere-Cluster besteht aus zwei ESXi-Hosts. Die CPU-Auslastung von Host 1 beträgt 90 %, während die CPU-Auslastung von Host 2 30 % beträgt. DRS gleicht die CPU-Auslastung beider Hosts aus, indem er einige der virtuellen Maschinen von Host 1 auf Host 2 verschiebt. Dadurch werden Leistungsprobleme auf Host 1 vermieden und die Ressourcen auf Host 2 werden effizienter genutzt.

Wie funktioniert DRS?

DRS funktioniert nach folgenden Schritten:

1. Ressourcenüberwachung: DRS überwacht kontinuierlich die Ressourcenauslastung (CPU, Speicher, Festplatten-I/O, Netzwerk-I/O) aller ESXi-Hosts und virtuellen Maschinen im vSphere-Cluster.
2. Erkennung von Ungleichgewichten: DRS erkennt Ungleichgewichte in der Ressourcenauslastung zwischen Hosts. Wenn diese Ungleichgewichte bestimmte Schwellenwerte überschreiten, startet DRS einen Ausgleichsvorgang.
3. Erstellung von Empfehlungen: DRS bestimmt für den Ausgleichsvorgang, welche virtuellen Maschinen auf welche Hosts verschoben werden sollen. Diese Empfehlungen werden unter Berücksichtigung der Ressourcenanforderungen der virtuellen Maschinen, der Kapazität der Hosts und der Clusterrichtlinien erstellt.
4. Automatisches oder manuelles Verschieben: DRS verschiebt virtuelle Maschinen automatisch oder mit Zustimmung des Systemadministrators, je nach Konfiguration. Der Verschiebevorgang wird mit der vMotion-Technologie durchgeführt.

Visuelle Erklärung: DRS kann man sich wie einen Orchesterdirigenten vorstellen. Der Dirigent überwacht die Leistung (Ressourcenauslastung) jedes Musikers (ESXi-Host) im Orchester und optimiert die Gesamtleistung des Orchesters (vSphere-Cluster), indem er bei Bedarf die Positionen der Musiker (Verschieben virtueller Maschinen zwischen Hosts) ändert.

Wichtiger Hinweis: DRS verschiebt virtuelle Maschinen mithilfe der vMotion-Technologie. Daher muss vMotion korrekt konfiguriert sein, damit DRS funktionieren kann.

Wie wird DRS installiert und konfiguriert?

Führen Sie die folgenden Schritte aus, um DRS zu installieren und zu konfigurieren:

1. vSphere-Cluster erstellen: Erstellen Sie zunächst einen vSphere-Cluster, der die ESXi-Hosts enthält, die Sie mit DRS verwenden möchten.
2. DRS aktivieren: Aktivieren Sie DRS über den vSphere Web Client oder vSphere Client in den Clustereinstellungen.
3. Automatisierungsgrad festlegen: Legen Sie den Automatisierungsgrad von DRS fest. Der Automatisierungsgrad bestimmt, wie automatisch DRS Ausgleichsvorgänge durchführt. Es gibt drei verschiedene Automatisierungsgrade:
   • Manuell: DRS erstellt nur Empfehlungen. Der Systemadministrator führt die Verschiebungsvorgänge manuell durch.
   • Teilautomatisch: DRS erstellt Empfehlungen und führt Verschiebungsvorgänge durch, nachdem er die Genehmigung des Systemadministrators erhalten hat.
   • Vollautomatisch: DRS erstellt Empfehlungen und führt Verschiebungsvorgänge automatisch durch.
4. Clusterrichtlinien konfigurieren: Konfigurieren Sie die Clusterrichtlinien, die bestimmen, wie DRS funktioniert. Diese Richtlinien bestimmen, auf welchen Hosts virtuelle Maschinen ausgeführt werden können, Ressourcenreservierungen und andere Faktoren.
5. Schwellenwerte anpassen: Passen Sie die Schwellenwerte an, bei denen DRS Ausgleichsvorgänge startet. Diese Schwellenwerte können separat für Ressourcen wie CPU-Auslastung, Speicherauslastung, Festplatten-I/O und Netzwerk-I/O festgelegt werden.

Codebeispiel (PowerCLI):

# DRS aktivieren
$cluster = Get-Cluster "ClusterName"
$drsConfig = New-Object VMware.Vim.ClusterDrsConfigSpec
$drsConfig.Enabled = $true
$cluster.ExtensionData.ReconfigureComputeResource_Task($drsConfig, $true)

# Automatisierungsgrad festlegen
$drsConfig.DefaultVmBehavior = "FullyAutomated" # oder "PartiallyAutomated" oder "Manual"
$cluster.ExtensionData.ReconfigureComputeResource_Task($drsConfig, $true)

Häufigste Probleme und Lösungen im Zusammenhang mit DRS

Im Folgenden sind einige häufige Probleme und Lösungen aufgeführt, die bei der Verwendung von DRS auftreten können:

• vMotion Probleme: Da DRS die vMotion-Technologie verwendet, können Probleme mit vMotion die Funktion von DRS beeinträchtigen. Überprüfen Sie in diesem Fall die vMotion-Konfiguration und beheben Sie die Probleme.
• Ressourcenbeschränkungen: Ressourcenbeschränkungen für virtuelle Maschinen können die Ausgleichsvorgänge von DRS beeinflussen. Wenn beispielsweise eine virtuelle Maschine auf einem bestimmten Host ausgeführt werden muss, berücksichtigt DRS diese Einschränkung.
• Überlastung: DRS versucht, die Ressourcenauslastung aller Hosts im Cluster auszugleichen. Wenn die Hosts im Cluster jedoch überlastet sind, können die Ausgleichsvorgänge von DRS fehlschlagen. Fügen Sie in diesem Fall den Hosts im Cluster mehr Ressourcen hinzu oder reduzieren Sie die Ressourcenanforderungen der virtuellen Maschinen.
• Kompatibilitätsprobleme: Wenn es Kompatibilitätsprobleme zwischen verschiedenen ESXi-Hosts gibt (CPU-Kompatibilität, Netzwerkkompatibilität, Speicherkapazität), kann DRS virtuelle Maschinen möglicherweise nicht verschieben. Sie können diese Probleme mithilfe der Enhanced vMotion Compatibility (EVC)-Funktion beheben.

Beispiel aus dem wirklichen Leben: In einem vSphere-Cluster eines E-Commerce-Unternehmens waren einige ESXi-Hosts während der Hauptverkehrszeiten überlastet. Dank DRS wurden virtuelle Maschinen automatisch auf weniger ausgelastete Hosts verschoben, wodurch die Leistung der Website verbessert und die Benutzererfahrung optimiert wurde.

DRS und Affinity/Anti-Affinity-Regeln

Affinity- und Anti-Affinity-Regeln sind Richtlinien, die sicherstellen, dass virtuelle Maschinen auf bestimmten Hosts ausgeführt werden oder sich von bestimmten Hosts fernhalten. DRS berücksichtigt diese Regeln bei der Durchführung von Ausgleichsvorgängen.

• Affinity-Regeln: Stellen Sie sicher, dass eine oder mehrere virtuelle Maschinen auf demselben Host ausgeführt werden. Dies kann beispielsweise verwendet werden, um sicherzustellen, dass ein Datenbankserver und der zugehörige Anwendungsserver auf demselben Host ausgeführt werden. Dies reduziert die Netzwerklatenz und verbessert die Leistung.
• Anti-Affinity-Regeln: Stellen Sie sicher, dass eine oder mehrere virtuelle Maschinen auf verschiedenen Hosts ausgeführt werden. Um beispielsweise eine hohe Verfügbarkeit (HA) zu gewährleisten, kann dies verwendet werden, um sicherzustellen, dass mehrere virtuelle Maschinen derselben Anwendung auf verschiedenen Hosts ausgeführt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Anwendung auch dann weiterläuft, wenn ein Host ausfällt.

Wichtiger Hinweis: Affinity- und Anti-Affinity-Regeln können die Ausgleichsvorgänge von DRS einschränken. Konfigurieren Sie diese Regeln daher sorgfältig und vermeiden Sie unnötige Regeln.

DRS-Berichterstattung und -Überwachung

vSphere bietet detaillierte Berichts- und Überwachungsfunktionen für DRS. Mithilfe dieser Funktionen können Sie nachverfolgen, wie DRS funktioniert, welche Ausgleichsvorgänge es durchführt und wie die Ressourcenauslastung ist.

• DRS-Cluster-Historie: Zeigt die Historie der von DRS durchgeführten Ausgleichsvorgänge. So können Sie sehen, welche virtuellen Maschinen wann, warum und auf welche Hosts verschoben wurden.
• Ressourcenauslastungsdiagramme: Bietet Diagramme, die die CPU-, Speicher-, Festplatten-I/O- und Netzwerk-I/O-Auslastung von ESXi-Hosts und virtuellen Maschinen anzeigen. Mithilfe dieser Diagramme können Sie Trends bei der Ressourcenauslastung verfolgen und potenzielle Leistungsprobleme erkennen.
• Alarme: Sie können Alarme erstellen, wenn Ressourcenauslastungsschwellenwerte überschritten werden oder Probleme mit DRS auftreten. Mithilfe dieser Alarme können Sie Probleme proaktiv beheben und die Leistung Ihres Systems optimieren.

Integration von DRS mit anderen vSphere-Funktionen

DRS arbeitet integriert mit anderen vSphere-Funktionen und bietet dank dieser Integration erweiterte Funktionen für Ressourcenmanagement und -optimierung.

• vSphere HA (High Availability): Wenn DRS und HA zusammen verwendet werden, werden die virtuellen Maschinen auf einem ausgefallenen ESXi-Host automatisch auf anderen Hosts neu gestartet. Nach diesem Neustart führt DRS automatisch Ausgleichsvorgänge durch, um die Ressourcenauslastung der virtuellen Maschinen auszugleichen.
• vSphere DPM (Distributed Power Management): Wenn DRS und DPM zusammen verwendet werden und die Ressourcenauslastung im Cluster gering ist, versetzt DRS automatisch einige ESXi-Hosts in den Standby-Modus. Dadurch wird Energie gespart. Wenn der Ressourcenbedarf steigt, aktiviert DRS die Hosts im Standby-Modus automatisch wieder.
• Storage DRS (SDRS): Während DRS Compute-Ressourcen (CPU, Speicher) verwaltet, verwaltet SDRS Speicherressourcen (Datenspeicher). SDRS optimiert die Nutzung des Speicherplatzes und verbessert die Leistung, indem es die Festplattendateien virtueller Maschinen zwischen Datenspeichern verschiebt.

Tipps und Best Practices für DRS

Beachten Sie die folgenden Tipps und Best Practices, um DRS optimal zu nutzen:

• Wählen Sie den richtigen Automatisierungsgrad: Bestimmen Sie den Automatisierungsgrad von DRS basierend auf den Anforderungen Ihres Systems und den Fähigkeiten der Systemadministratoren. Der vollautomatische Modus ist in den meisten Fällen die beste Option, aber in einigen Fällen kann ein teilautomatischer oder manueller Modus besser geeignet sein.
• Passen Sie die Schwellenwerte sorgfältig an: Passen Sie die Schwellenwerte, bei denen DRS Ausgleichsvorgänge startet, basierend auf den Leistungsanforderungen Ihres Systems an. Zu niedrige Schwellenwerte können zu unnötigen Ausgleichsvorgängen führen, während zu hohe Schwellenwerte zu Leistungsproblemen führen können.
• Verwenden Sie Affinity- und Anti-Affinity-Regeln bei Bedarf: Verwenden Sie Affinity- und Anti-Affinity-Regeln nur bei Bedarf und beachten Sie, dass diese Regeln die Ausgleichsvorgänge von DRS einschränken können.
• Überwachen Sie DRS-Berichte regelmäßig: Überwachen Sie DRS-Berichte regelmäßig, um zu verfolgen, wie DRS funktioniert, welche Ausgleichsvorgänge es durchführt und wie die Ressourcennutzung ist. Auf diese Weise können Sie potenzielle Leistungsprobleme frühzeitig erkennen und Ihr System optimieren.
• Aktivieren Sie EVC: Wenn Sie ESXi-Hosts mit unterschiedlichen CPU-Generationen haben, aktivieren Sie die Enhanced vMotion Compatibility (EVC)-Funktion, um sicherzustellen, dass virtuelle Maschinen reibungslos verschoben werden können.

DRS und Lizenzierung

DRS ist in einigen Versionen von vSphere enthalten. Es ist wichtig zu überprüfen, welche vSphere-Version DRS enthält und welche Funktionen unterstützt werden. Auf der VMware-Website finden Sie einen Vergleich der vSphere-Versionen und ihrer Funktionen.

DRS-Fallstudien

Fallstudie 1: E-Commerce-Website unter starkem Datenverkehr

Ein E-Commerce-Unternehmen hatte insbesondere während Kampagnenzeiträumen einen hohen Datenverkehr auf seiner Website. Dies führte dazu, dass einige ESXi-Hosts überlastet wurden und die Leistung der Website beeinträchtigt wurde. Nach der Aktivierung von DRS wurden virtuelle Maschinen automatisch auf weniger ausgelastete Hosts verschoben. Dadurch verbesserte sich die Leistung der Website erheblich und die Benutzererfahrung wurde verbessert. Darüber hinaus war dank DRS kein manuelles Eingreifen der Systemadministratoren erforderlich, was Zeit und Ressourcen sparte.

Fallstudie 2: Rechenzentrum mit unterschiedlichen CPU-Generationen

Ein Rechenzentrum verfügte über ESXi-Hosts mit unterschiedlichen CPU-Generationen. Dies erschwerte die Verschiebung virtueller Maschinen zwischen den Hosts. Durch die Aktivierung der Enhanced vMotion Compatibility (EVC)-Funktion wurde die Kompatibilität zwischen Hosts mit unterschiedlichen CPU-Generationen sichergestellt. DRS konnte virtuelle Maschinen dank EVC reibungslos verschieben und die Ressourcennutzung optimieren.

Ressourcen für weitere Informationen über DRS

• VMware vSphere Dokumentation: https://docs.vmware.com/en/VMware-vSphere/index.html
• VMware Knowledge Base: https://kb.vmware.com/
• VMware Communities: https://communities.vmware.com/

Vergleichstabellen für DRS

Vergleich der DRS-Automatisierungsstufen

Vergleich von DRS und SDRS