Live Migration trong Windows Server 2012 R2

A) Giới thiệu

Live Migration trong Hyper-V là chức năng dùng để di chuyển một máy ảo từ Host Hyper-V vật lý này sang Hyper-V vật lý khác. Nhằm mục đích giảm tải bớt về gánh nặng phần cứng (CPU, RAM, HDD) cho máy chủ Hyper-V đang chạy, di chuyển các máy ảo sang Hyper-V vật lý khác. Phục vụ trong các trường hợp bảo trì server, nâng cấp server, tăng độ sẵn sàng và linh hoạt.

Trong Windows Server 2012 R2 có các loại Live migration như sau :

• Live Miration with RDMA-enable Network Adapters (New)
• Live Migration with Multi-Channel Network Adapters (New)
• Live Migration between 2 Hyper-V Host: di chuyển một máy ảo sang máy Hyper-V vật lý khác để chạy.
• Storage Migration: chỉ chuyển đổi storage của máy ảo từ host Hyper-V này sang Host Hyper-V khác hoặc sang hệ thống SAN (bao gồm : Current Configuration, Snapshot, Smat Paging), còn máy ảo vẫn chạy trực tiếp trên Host Hyper-V cũ.
• Live Migration with iSCSI SAN: tất cả storage của máy ảo được lưu trữ trên iSCSI SAN, và ta chỉ di chuyển máy ảo từ máy Hyper-V vật lý này sang máy Hyper-V vật lý khác để chạy.
• Live migration with SMB 3.0 (Non-cluster and Non-CSV): Dùng giao thức SMB 3.0 (là giao thức chia sẻ qua mạng) để làm thư mục chung và chứa Storage của máy ảo, cơ chế này là di chuyển máy ảo đang chạy sang Hyper-V vật lý khác và Storage của máy ảo vẫn nằm trên thư mục chia sẻ.
• Live Migration with CSV/SAN: hỗ trợ di chuyển máy ảo trong môi trường có hệ thống SAN.

• Improved Live Migration: Có thể  move một hoặc nhiều máy ảo đang chạy cùng một lúc. Live migration nhanh hơn nhờ vào tính năng Compression (memory), Remote Direct Access Memory, Multichannel Network Adapter. Hỗ trợ đáng kể trong môi trường Private Cloud
• Faster Live Migration: do trước khi chuyển đổi, Hyper-V thực hiện nén memory (Compression) lại nên giảm đáng kể tài nguyên CPU cho việc xử lý và tải Network. Giảm ít nhất 10GB nếu bạn dùng Compression hoặc nhiều hơn 10GB nếu bạn dùng RDMA và Multichannel Network Adapter
• Live Migration with RDMA-enabled Network Adapters: khi bạn thực hiện live migration. RDMA cho phép di dời trực tiếp những dữ liệu trong Memory đang chạy trên Hyper-V Source sang host Hyper-V Destination, đồng thời redirect việc xử lý Memory của máy ảo trên Hyper-V Source sang Hyper-V Destination. Lúc này máy ảo bên Hyper-V Source sẽ dùng CPU, Cache ngay tại máy nó để xử lý, còn memory thì truy xuất trực tiếp bên Hyper-V Destination nhờ vào kết nối mạng.
• Live Migration with Multi-Channel Network Adapters : cho phép sử dụng nhiều Network Adapter Card để thực hiện Live Migration. Rất hữu ích và giảm đáng kể thời gian Live Migration nếu bạn thực hiện move một máy ảo với dung lượng lớn.

Có 3 cơ chế migrate :

• TCP/IP: giữ nguyên nội dung từ source sang destination trên đường truyền.
• Compression: nén lại nội dung rồi truyền trên đường truyền
• SMB: hỗ trợ SMB Direct kết hợp với tính năng RDMA ( Remote Direct Memory Access) và SMB Multichannel.

B) Lab Live Migration Without Shared Storage

Live migration without shared storage cho phép chuyển đổi hoàn toàn (bao gồm : Máy ảo, Storage) một máy ảo đang chạy từ host Hyper-V vật lý này sang host Hyper-V vật lý khác trong môi trường domain mà không cần triển khai một hệ thống Shared storage (SAN, iSCSI SAN, hoặc SMB 3.0). Thời gian downtime rất thấp.

• Vẫn sử dụng giao thức Kerberos cho việc Live Migration (2 service : Cifs và Microsoft Virtual System Migration Service)
• Nếu có lỗi hoặc vấn đề gì trong quá trình live migration, máy ảo vẫn được duy trì và hoạt động bình thường.
• Hỗ trợ chuyển đổi trong môi trường cluster và non-cluster.
• Hỗ trợ chuyển đổi với PowerShell.

Nguyên tắc hoạt động :

1. Các máy ảo vẫn hoạt động (read/write) bình thường trên máy Hyper-V vật lý (người dùng vẫn sử dụng bình thường).
2. Trong khi quá trình read/write vẫn diễn ra bình thường thì hệ thống bắt đầu copy VHD sang destination server bạn khai báo.
3. Sau khi quá trình copy hoàn thành, lúc này dữ liệu 2 bên đã được ánh xạ (mirror) và hoàn toàn giống nhau. Lúc này hệ thống tiếp tục replicate những thay đổi mà user đang sử dụng. (tính từ thời điểm copy tới nay, ví dụ user có lưu file hoặc cấu hình gì đó trên máy ảo).
4. Sau khi source và destination đã được synchronize hoàn toàn, lúc này là lúc quá trình Live migration được thiết lập.
5. Sau khi Live Migration diễn ra thành công, Hyper-V Source server sẽ chuyển hướng (redirect) người dùng sang sử dụng máy ảo ở Hyper-V Destination Server.

Mô hình triển khai như sau :

Có 2 máy vật lý chạy tính năng Hyper-V  thuộc domain : Huypd.com. Trong đó máy Hyper-V1 tạo sẵn một máy ảo VM1.

1) Cấu hình 2 máy vật lý Hyper-V chạy Live Migration với giao thức Kerberos.

• Máy AD vào –> ADUC (Active Directory User and Computer) –> Chọn Computer –> Chọn máy ảo Hyper-V1 –> Properties –> Delegation.

• Add Computer của máy Hyper-V Destination (Hyper-V2) và chọn 2 service “Cifs và Microsoft Virtual System Migration”.

• Làm tương tự cho máy Hyper-V2.

2) Enable Live Migration cho 2 máy Hyper-V –> Chọn “Enable incoming and outgoing live migrations”

• Simultaneous live migrations là số lượng máy ảo cho phép chuyển đổi cùng một lúc. Chọn Use any available network for live migration.

3) Tiến hành move máy ảo từ Hyper-V1 sang Hyper-V2 –> Chuột phải máy ảo chọn move

• Chọn “Move the virtual machine”, để di chuyển một máy ảo từ Hyper-V này sang Hyper-V khác

• Khai báo destination server (Hyper-V2)

• Chọn vị trí để lưu máy ảo bên máy Destination server (bao gồm : Configuration file, Snapshot, Smart paging).

• Bước này là chọn Network trong Virtual Switches cho máy ảo được chạy khi chúng move sang máy Hyper-V Destination

• Kết quả : Máy ảo từ Hyper-V1 đã được move sang máy Hyper-V2

• Có thể move máy ảo khi chúng đang chạy trực tiếp