Quản trị mạng - Loạt bài này sẽtrình bày cho các bạn các kỹ thuật khác nhau để quản lý năng lượng pin trong các trung tâm dữ liệu ảo. Giới thiệu
Mặc dù các UPS là một thành phần chính trong hầu hết các trung tâm dữ liệu, tuy nhiên một cấu hình UPS cũ trước đây có thể phá hỏng các máy chủ ảo. Chính vì vậy chúng tôi muốn giới thiệu cho các bạn loạt bài này nhằm giải thích các kỹ thuật khác nhau với mục đích quản lý năng lượng pin trong một trung tâm dữ liệu ảo.
Nhà triết học Platon đã từng nói rằng “tính cấp thiết là mẹ để của phát minh”. Tuy ở đây chúng tôi không phát minh ra điều gì, nhưng có lẽ đã đến lúc cấp thiết để chúng ta đi tìm một giải pháp cho một vấn đề vừa đề cập. Dưới đây là toàn bộ câu chuyện của tác giả bài viết và các kỹ thuật mà anh ta đưa ra:
Công việc mà tôi (tác giả bài viết) làm đòi hỏi rất nhiều máy chủ. Một số là các máy chủ sản suất được sử dụng cho việc ghi chép và tư vấn kinh doanh, nhưng nhiều máy chủ phòng thí nghiệm được sử dụng để thử nghiệm với các kỹ thuật mà tôi đưa ra ở đây . Như bạn đã biết, tất cả các máy chủ đều được kết nối với nguồn cấp điện liên tục - không bị ngắt quãng (uninterruptable).
Tôi sống ở một khu vực nông thôn, do đó hiện tượng mất điện là chuyện thường xuyên xảy ra, nhưng hiếm khi nào mà sự cố mất điện lại kéo dài . Tuy nhiên gần đây đã xảy ra sự cố về điện kéo dài đến vài giờ đồng hồ và không cần phải nói các bạn cũng biết, tất cả các pin UPS đều hoàn toàn cạn kiệt trước khi điện lưới có trở lại.
Bình thường, điều này sẽ là một sự bất tiện, nhưng nó không phải là một vấn đề nghiêm trọng. Tôi sử dụng các APC UPS, chúng có một tiện ích mang tên PowerChute có thể shutdown các máy chủ một cách từ từ và an toàn khi các dung lượng pin của UPS xuống thấp. Kỹ thuật này đã được sử dụng trong vòng nhiều năm, và nó luôn luôn làm việc tốt .
Điều gì đã làm sự cố mất điện gần đây khác với tất cả những lần trước đó, đây là lần đầu tiên mà thời gian mất điện kéo dài xảy ra đối với trung tâm dữ liệu của tôi. Từ những gì tôi đã có thể quan sát, phần mềm PowerChute đã cố gắng shutdown các máy chủ của tôi, nhưng nó không đủ thông minh để biết rằng đã có một số máy ảo chạy trên các máy chủ đó. Một số máy chủ ảo đã được đặt vào trạng thái đã lưu, nhưng nhiều chiếc dường như đã bị shutdown một cách đột ngột. Đây là khi tôi nhận ra rằng kế hoạch dự phòng cho việc mất điện hiện thời đã không còn hiệu quả.
Thực sự có nhiều kỹ thuật khác nhau có thể đối phó với việc mất điện tại một trung tâm dữ liệu ảo. Các giải pháp thích hợp thực sự chỉ phụ thuộc vào nền tảng ảo hóa mà bạn đang sử dụng, kiến trúc mạng, và tất nhiên còn phụ thuộc cả vào ngân sách của bạn nữa.
Tôi muốn bắt đầu bằng cách chỉ ra cho bạn một phương pháp với giá thành thấp để quản lý năng lượng pin cho các máy chủ ảo. Khi đã chỉ ra kỹ thuật này, tôi sẽ mô tả một số phương pháp phù hợp cho các tổ chức, đây là những người cần có một giải pháp phức tạp hơn.
Kể từ khi tổ chức của tôi đi vào hoạt động, tôi sử dụng UPS lớp tiêu dùng cho các máy chủ . Những UPS này làm việc tốt cho các nhu cầu của riêng cá nhân, và chúng cũng rẻ nên không phải lo lắng về việc liệu có hay không có khả năng thay thế chúng. Đây là một cân nhắc quan trọng vì một vài năm trước, một tia sét đã phá hủy đi một số UPS.
APC bao gồm phần mềm PowerChute Personal Edition cho các UPS lớp người tiêu dùng. Phiên bản hiện tại của PowerChute Personal Edition được thiết kế để chạy trên Windows Vista, nhưng bạn có thể nhìn thấy trong hình A, nó không có sự cố khi chạy trên Windows Server 2008.
Hình A: PowerChute Personal Edition làm việc với hệ điều hành Windows Server 2008
Như trong hình trên, phần mềm PowerChute cung cấp cho bạn một ước tính thời gian hiệu lực của pin dựa trên dung lượng, và việc pin có được sạc đầy hay không. Trong trường hợp này, thời gian còn lại của pin chỉ là hơn nửa giờ.
Nhằm mục đích bảo vệ máy tính trước việc mất điện kéo dài, PowerChute cung cấp tùy chọn để có thể shutdown máy tính khi pin đã bắt đầu xuống thấp. Ví dụ, bạn có thể thấy trong hình B máy chủ được cấu hình để bắt đầu tắt khi thời gian còn lại của pin là 5 phút.
Hình B: PowerChute được thiết kế để shutdowm máy tính một cách từ từ khi pin xuống thấp
Dù rằng PowerChute Personal Edition được thiết kế để sử dụng với máy tính gia đình. Nhưng trong trường hợp của tôi, PowerChute thậm chí không biết rằng nó đang chạy trên một máy chủ, hơn nữa lại là một máy chủ đang chứa một một vài máy ảo. Trường hợp này, hành vi của máy chủ phải được thích nghi với các khả năng của PowerChute. Tuy nhiên điều này lại hoàn toàn dễ dàng thực hiện hơn so với những gì bạn lo ngại.
Bạn có thể nhớ lại rằng khi đề cập sự cố mất điện trước đó, tôi đã nói rằng một số máy ảo của tôi đã được đặt trong một trạng thái đã lưu, nhưng những máy khác thì không. Lý do là các dịch vụ tích hợp của Hyper-V cung cấp một tùy chọn máy ảo nên phản ứng như thế nào khi hệ thống máy chủ đang hoạt động bị shutdown. Hành vi mặc định là đặt các máy ảo vào trạng thái lưu, nhưng khi mất điện xảy ra, pin của tôi đã chết trước khi tất cả các trạng thái trong máy ảo được lưu.
Bước đầu tiên mà tôi hướng dẫn bạn là việc thiết lập cách thức xử lý cho mỗi máy ảo trong trường hợp mất điện. Để làm như vậy, chúng ta cần mở Hyper-V Manager, kích chuột phải vào một máy ảo, và chọn lệnh Settings . Khi hộp thoại Settings cho máy ảo xuất hiện, di chuyển đến dưới cùng của danh sách cài đặt, và chọn tùy chọn Automatic Stop Action .
Như bạn thấy trong hình C, Hyper-V được cấu hình để tự động lưu lại trạng thái của một máy ảo nếu máy chủ shutdown. Tôi thích sử dụng tùy chọn Shut Down the Guest Operating System để tránh trạng thái lưu một phần. Rất đáng chú ý cho dù tùy chọn mặc định thường cho phép máy chủ được đưa trở lại trạng thái trực tuyến (online) nhanh hơn khi có điện trở lại.
Hình C: Bạn có thể điều khiển cách thức mà Hyper-V xử lý hệ điều hành chính shutdown
Bước cuối cùng trong việc nhắm đến vấn đề shutdown khi năng lượng pin xuống thấp là thiết lập PowerChute bắt đầu quá trình shutdown tại thời điểm thích hợp. Trong môi trường của riêng mình, tôi chỉ đơn giản tính từ thời điểm bắt đầu shutdown hệ điều hành chính và ước tính thời gian cần thiết để hoàn thành toàn bộ quá trình xử lý. Do một máy chủ có thể mất nhiều thời gian hơn để shutdown nếu nó kéo theo một khối lượng công việc nặng, nên bạn có thể cộng thêm một vài phút vào thời gian ước tính. Điều đó có nghĩa là khi máy chủ đang chạy mà pin xuống thấp, nó bắt đầu tắt quá trình shutdown sớm hơn, nhưng nó cũng có nghĩa là tất cả các máy ảo đều ở trong trạng thái shutdown nhất quán và sạch sẽ trước khi pin bị cạn kiệt. Kết luận
Như bạn thấy, khá dễ dàng để PowerChute hoạt động thích ứng với máy chủ Hyper-V . Trong thế giới thực, nhiều tổ chức đang sử dụng một thiết lập phức tạp hơn so với tôi. Trong phần 2 của loạt bài này, chúng tôi sẽ giải thích cách bạn có thể quản lý pin cho nhiều môi trường phức tạp, cũng như cho các tổ chức không chạy Hyper-V (hoặc VMware) trên Windows.
Quản trị mạng - Trong phần cuối của loạt bài gồm hai phần này, chúng tôi muốn giới thiệu một số tùy chọn khác để đối phó với các sự cố mất điện trên máy chủ chạy Hyper-V.
Trong phần đầu của loạt bài này, chúng tôi đã giới thiệu các bước bảo vệ máy chủ ảo và các máy ảo nằm trên chúng nhằm đối phó lại sự cố mất điện. Mặc dù kỹ thuật được sử dụng có vẻ làm việc khá tốt, nhưng điều quan trọng mà chúng ta cần phải nhớ là mạng thử nghiệm này đơn giản hơn nhiều so với những gì mà hầu hết các doanh nghiệp cỡ vừa và lớn sử dụng đến. Chúng tôi nhận ra rằng những gì đã thử nghiệm có thể chưa đủ thực tế cho một số tổ chức. Do đó, chúng tôi muốn kết thúc loạt bài này bằng việc thảo luận một số tùy chọn khác để đối phó với các sự cố mất điện trên các máy chủ chạy Hyper-V.
Các thiết bị bên ngoài
Một trong những điều khác biệt giữa các máy chủ ảo trong thí nghiệm so với những máy chủ được sử dụng trong nhiều tổ chức là các máy chủ ở đây là hoàn toàn khép kín. Ví dụ, máy chủ hiển thị trong ảnh chụp màn hình ở phần 1 của loạt bài này có chứa một mảng sáu đĩa tích hợp, ngoài các đĩa dùng để chứa dung lượng hệ thống.
Điều này khá quan trọng là vì mảng lưu trữ của máy chủ được cấp điện từ chính nguồn điện nội bộ của máy chủ. Ngược lại, nhiều tổ chức lại sử dụng dạng lưu trữ gắn trực tiếp, tức là sử dụng các mảng lưu trữ bên ngoài với nguồn điện được cung cấp riêng cho chúng mà không liên quan đến nguồn điện của các máy chủ. Các tổ chức lớn hơn thường sử dụng dạng lưu trữ chia sẻ (khá hữu ích cho vMotion hoặc Live Migration) hoặc thậm chí là các ổ đĩa cứng ảo trên một SAN.
Theo quan điểm của chúng tôi, việc sử dụng các mảng lưu trữ bên ngoài sẽ làm phức tạp hơn việc quản lý nguồn. Hơn nữa, bạn không có cách nào để có thể shut down các máy ảo nếu các mảng lưu trữ hết điện trước khi quá trình shut down hoàn tất.
Tuy nhiên việc sử dụng thiết bị lưu trữ bên ngoài không phải lúc nào cũng có vấn đề. Có rất nhiều nhà phân phối thiết bị lưu trữ cung cấp các mảng lưu trữ có gắn kèm pin dự phòng. Điều quan trọng là bạn phải xác định chính xác thời gian một mảng lưu trữ có thể chạy bằng pin là bao lâu. Một khi đã xác định được khoảng thời gian này bạn có thể cấu hình các máy chủ ảo shut down trước khi các mảng lưu trữ có thể hết pin.
Nếu có một UPS đủ lớn, bạn có thể thực hiện cắm trực tiếp mảng lưu trữ vào cùng UPS với các máy chủ ảo. Mặc dù làm như vậy sẽ làm giảm lượng thời gian pin có thể giữ cho máy chủ online nhưng nó sẽ giúp đảm bảo rằng các mảng lưu trữ không bị hết điện trước khi các máy chủ hoàn tất việc shut down.
Phần mềm quản lý nguồn Hyper-V Aware
Một lý do tại sao máy chủ ảo của chúng tôi có thể không phản ánh chính xác những gì mà một số tổ chức khác đang sử dụng là bởi vì máy đang chạy Hyper-V trên Windows Server 2008 R2 Enterprise Edition. Như đã nói trong phần 1 của loạt bài này, thử nghiệm chạy APC Powerchute trên các máy chủ lưu trữ. Điều này sẽ không thể có được nếu chạy Hyper-V trên một máy chủ lõi hoặc nếu chạy phiên bản độc lập của Hyper-V Server.
Dường như luôn có sự trả giá giữa tính linh hoạt và hiệu suất. Chạy Windows Server 2008 với một giao diện GUI mang lại cho rất nhiều tính linh hoạt và cho phép sử dụng phần mềm quản lý nguồn giá thấp, nhưng nó làm giảm hiệu suất của máy chủ bởi giao diện đồ họa người dùng GUI tiêu tốn một số chu kỳ CPU cùng các tài nguyên khác của máy chủ khác mà đáng lẽ chúng có thể được sử dụng cho các máy ảo. Ngay cả khi hiệu suất của máy chủ không phải là một vấn đề thì nhiều tổ chức vẫn thích sử dụng giao diện non-GUI dựa trên các triển khai Hyper-V, bởi vì đó là một cách hiệu quả để giảm bề mặt tấn công các máy chủ lưu trữ.
Dù ở bất cứ góc độ nào, nếu các máy chủ ảo không có giao diện GUI, thì có nghĩa là bạn sẽ không thể thực hiện được việc quản lý nguồn theo cách mà chúng tôi mô tả trong phần trước. Tuy nhiên may mắn là ở chỗ vẫn còn một số tùy chọn hữu hiệu cho việc quản lý nguồn.
Một trong những giải pháp tốt nhất mà chúng tôi đã tìm thấy là sử dụng một ứng dụng của APC Powerchute gọi là Network Shutdown for Hyper-V. Như tên của nó, Powerchute Network Shutdown for Hyper-V là một phiên bản đặc biệt của Powerchute được thiết kế để sử dụng với các máy chủ lưu trữ đang chạy Hyper-V.
Trước khi bắt đầu nói về tất cả những gì mà phần mềm này thực hiện, cần phải chỉ ra rằng Powerchute Network Shutdown cho Hyper-V không tương thích với tất cả các UPSs APC. Hiện nay, phần mềm này làm việc với các mô hình APC sau đây: Smart-UPS bất kỳ với một khe cắm card hoặc được tích hợp một Network Management Card, Smart-UPS DP UPS bất kỳ, Symmetra UPS bất kỳ, hoặc Silicon Series UPS bất kỳ.
Lý do tại sao chỉ có một số model UPS cụ thể được hỗ trợ là do phần mềm đòi hỏi mỗi UPS phải có một APC Network Management Card đã được cài đặt. Ngoài ra, card mạng phải chạy phiên bản 3.3.1 hoặc mới hơn.
Vậy thì cái gì đã làm cho Powerchute Network Shutdown for Hyper-V khác biệt với tất cả các phiên bản khác của phần mềm Powerchute? Câu trả lời là bởi vì ứng dụng này được thiết kế đặc biệt cho các chủ lưu trữ ảo, nó phối hợp và xác nhận shut down các máy chủ ảo trước khi UPS hết pin. Giải pháp mà được trình bày trong bài viết trước đây làm việc bình thường, nhưng không có cách nào để phần mềm quản lý nguồn có thể xác nhận rằng tất cả các máy ảo đã được shut down trước khi pin hết điện. Tất cả những gì bạn có thể làm là cố gắng để bắt đầu trình tự shut down đủ sớm để cho phép quá trình shut down hoàn thành trước khi pin hết điện.
Một khác biệt lớn giữa Powerchute Network Shutdown for Hyper-V và một số các phiên bản khác của Powerchute là phần mềm không phụ thuộc vào việc máy chủ đang chạy một hệ điều hành dựa trên GUI. Thay vào đó, các UPS được cấu hình để hoạt động như một máy chủ Web. Các quản trị mạng do đó có thể quản lý các UPS bằng cách thiết lập một section HTTPS với nó, và sử dụng một trình duyệt Web để tương tác với giao diện quản lý của UPS.
Bởi vì UPS được kích hoạt mạng, nên không cần cáp USB kết nối UPS với máy chủ. Thay vào đó, các giao tiếp của UPS với máy chủ mạng thông qua một cổng mạng được chỉ định. Phương pháp này cho phép có thể dùng một UPS duy nhất để quản lý nhiều máy chủ lưu trữ ảo. Nếu cần sử dụng một kết nối USB đến UPS của bạn vì một số lý do nào đó, thì bạn sẽ phải sử dụng Powerchute Business Edition. Nhưng hãy ghi nhớ rằng các phiên bản của Powerchute Business Edition trên 8.0 có thể không sử dụng được trên các máy Windows Server 2008 có Hyper-V đã được cài đặt. Cũng rất đáng chú ý là Powerchute Business Edition không đi kèm với bất kỳ cơ chế đặc biệt cho việc shut down các máy ảo.
Ngay cả Powerchute Network Shutdown for Hyper-V cũng không thể tự động shut down tất cả các máy ảo. Phần mềm này chỉ làm việc đối với các máy ảo mà trên đó các dịch vụ tích hợp đã được cài đặt và chức năng Automatic Stop Action đã được thiết lập để “Shut Down hệ điều hành khách”. Kết luận
Như bạn thấy, quản lý nguồn pin cho các máy chủ lưu trữ ảo đòi hỏi sự khéo léo. Các tổ chức nhỏ hơn có thể có thể sử dụng trực tiếp một giải pháp quản lý nguồn chẳng hạn như giải pháp mà đã được trình bày trong phần 1 của loạt bài này, nhưng các tổ chức lớn hơn thường sẽ yêu cầu cả phần mềm lẫn phần cứng chuyên dụng.
Nếu muốn tìm hiểu thêm về Powerchute Network Shutdown for Hyper-V, bạn có thể đọc tổng quan về sản phẩm [Chỉ có thành viên mới thấy links này. ]. Vào thời điểm tháng 11 của năm 2009, một giấy phép bản quyền cho một máy chủ vật lý duy nhất được niêm yết với giá là 99,99 $. APC cũng cung cấp một ứng dụng tương tự được thiết kế cho VMware.
20/04/2010, 10:54 AM
Bài viết cùng chủ đề:
Linear Mode
