VMWARE VMOTION® DAN VSAN

A. Pengertian vMotion®

VMWare vCenter adalah sebuah Server yang berfungsi untuk mengontrol, me-manage, serta melakukan berbagai konfigurasi pada sejumlah Host vSphere Server maupun VM serta kolaborasi untuk vMotion serta sejumlah fitur enterprise lainnya. Jika punya 5 buah Host vSphere Server, maka pastinya untuk me-remote kelima vSphere tersebut kita harus membuka 5 vSphere Client.

Jika kita mengunakan vCenter, maka kita tidak perlu lagi membuka 5 vSphere Client untuk me-remote kelima vSphere Server tersebut. Cukup kita me-remote ke vCenter dan selanjutnya kita dapat me-remote kelima vSphere Server tersebut via vCenter ini.

VMware® vMotion® merupakan salah satu fitur VMware vCenter Server™ yang memungkinkan perpindahan virtual machine yang sedang berjalan dari suatu host yang telah diinstalasikan VMware ESXi™ ke host lainnya yang telah diinstalasikan VMware ESXi™, tanpa adanya downtime dari virtual machine tersebut.

vMotion memungkinkan keseluruhan kondisi dari virtual machine yang sedang berjalan berada pada proses enkapsulasi pada memory dan tersimpan berupa sekumpulan file pada storage. Untuk kondisi tersebut, vMotion memerlukan setidaknya sebuah jaringan bertipe Gigabit Ethernet yang dikhususkan untuk fitur tersebut dalam rangka perpindahan memory dari satu host ESXi ke host ESXi yang lainnya.

Sekumpulan file virtual machine yang tersimpan pada storage untuk vMotion, tidak memerlukan perpindahan karena antara host sumber dan host tujuan dapat mengakses storage yang berisi sekumpulan file virtual machine tersebut. Perpindahan virtual machine mengelola perubahan nama host, alamat IP dan alamat Media Access Control (MAC).  Dengan adanya vMotion tersebut, memungkinkan tingkat layanan yang lebih tinggi dan perpindahan virtual machine dari suatu host ke host yang lain, dalam rangka :

• Penggunaan hardware yang lebih efisien.
• Dapat mengakomodasi downtime server yang ditujukan untuk maintenance suatu hardware server host.
• Pendistribusian beban kerja virtual machine antar berbagai macam host yang telah diinstalasikan ESXi.

Pada Gambar 1 menjelaskan mengenai konsep vSphere® vMotion® oleh ESXi atau kernel VM pada beberapa host fisik yang memungkinkan terjadinya migrasi virtual machine tanpa mematikan layanan TI yang sedang berjalan.

Gambar 1. Penggunaan VMware™ vSphere® vMotion®

 

B. Mekanisme Kerja vMotion

Proses perindahan secara on-the-fly suatu virtual machine dari suatu host ke host yang lain, dapat dimungkinkan berkat adanya dukungan dari teknologi berikut ini, diantaranya adalah :

1. Keseluruhan kondisi virtual machine dalam keadaan ter-enkapsulasi melalui sekumpulan files yang terletak pada media storage yang digunakan bersama-sama seperti : media Fibre Channel, iSCSI Storage Area Network (SAN) atau Network Attached Storage (NAS). VMware™ vStorage® VMFS dapat mengakomodasi keperluan instalasi VMware™ ESX® pada beberapa host dalam mengakses file-file virtual machine secara bersamaan.
2. Memory aktif dan kondisi eksekusi yang tepat untuk setiap virtual machine dapat mempercepat proses migrasi virtual machine pada host asal yang telah diinstalasikan ESX  ke host tujuan yang telah diinstalasikan ESX. vMotion® menjaga pada waktu transfer prosesnya tidak terlihat oleh pengguna dengan mekanisme penjagaan lintasan migrasi pada memory dalam bentuk bitmap. Pada saat keseluruhan memory dan kondisi sistem dimigrasikan ke host tujuan, maka vMotion® menahan virtual machine asal, melakukan penduplikasian bitmap ke host tujuan dan memulai kembali keadaan sistem virtual machine pada host tujuan. Keseluruhan proses tersebut membutuhkan waktu kurang dari 2 detik pada jaringan Gigabit Ethernet.
3. Jaringan yang digunakan oleh virtual machine juga divirtualisasi oleh host yang telah diinstalasikan ESX. Hal ini diperlukan untuk menjaga kondisi pada saat setelah migrasi, bahwa identitas jaringan virtual machine dan koneksi jaringan sudah ditetapkan serta dialokasikan sebelumnya. vMotion® mengelola virtual MAC address sebagai bagian dari proses migrasi tersebut. Pada saat host tujuan teraktivasi, maka vMotion® melakukan proses ping terhadap router jaringan untuk memastikan koneksi telah siap sebagai lokasi fisik virtual machine yang baru untuk virtual MAC address. Hal tersebut untuk menghasilkan keadaan zero downtime dan tidak terdapat gangguan terhadap pengguna.

Sedangkan tahapan dan proses perpindahan virtual machine dapat dijelaskan melalui proses sebagai berikut :

1. Proses migrasi dengan fitur vMotion diawali dengan modul Migrate Virtual Machine. Pada contoh ini, host asal (Source) dan host tujuan (Destination) sama-sama memiliki akses terhadap media storage yang menyimpan file-file virtual machine.
2. Kondisi memory virtual machine yang akan dimigrasikan diduplikasi melalui jaringan vMotion® dari host asal ke host tujuan. Sementara itu para pengguna masih dapat mengakses virtual machine tersebut dan melakukan update halaman pada memory. Daftar halaman yang termodifikasi tersimpan pada bitmap memory pada host asal.
3. Setelah memory dari virtual machine diduplikasikan dari host asal ke host tujuan, kondisi virtual machine tidak berubah dan tidak terdapat aktivitas tambahan yang terjadi pada virtual machine. Selama waktu tidak berubah tersebut, vMotion® melakukan transfer kondisi virtual machine dan bitmap memory  ke host tujuan.
4. Setelah kondisi virtual machine tidak berubah pada host asal, virtual machine segera dilakukan inisialisasi dan memulai berjalan pada host tujuan. Sebagai tambahan, permintaan Reverse Address Resolution Protocol (RARP) menginformasikan sub jaringan bahwa MAC address dari virtual machine saat ini dalam keadaan menyala pada port yang baru pada switch jaringan.
5. Saat ini pengguna dapat mengakses virtual machine pada host tujuan setelah berpindah dari host asal dan virtual machine selanjutnya dihapus dari host asal. 

Pada Gambar 2 menjelaskan mengenai mekanisme kerja vMotion® pada saat melakukan virtual machine migration.

Gambar 2. Mekanisme kerja vMotion®

C. Pengertian Virtual SAN

VMware Virtual SAN adalah software untuk penyimpanan di Vmware Vsphere. VMWare virtual SAN mampu menyediakan tingkatan baru storage hypervisor–convergensy.

Mengabstraksikan dan mengumpulkan disk magnetik internal dan perangkat flash dari server x86 (32 bit) yang menjadi standar industri untuk menghasilkan datastore bersama berkinerja tinggi dan tangguh untuk mesin virtual (VM).

Berdasarkan pengukuran internal, Virtual SAN memiliki 2 juta input / output operations for second (IOPS) untuk read – only workload pada 32 node cluster dan 640.000 IOPS untuk mixed workload cluster pada 32 node cluster.

Vmware Virtual SAN adalah solusi storage sangat sederhana yang optimal untuk lngkungan virtual yang membawa pendekatan aplikasi – sentris untuk managemen storage.

VMWare Virtual SAN menyederhanakan penyediaan dan manajemen storage serta mengurangi biaya kepemilikian (TCO) yang memungkin model operasional yang lebih lincah. Peranti lunak ini juga memberikan keandalan dan ketahanan dari sebuah sistem storage enterprise (memiliki banyak features), dan sangat tangguh melindungi data dalam hal kegagalan sehingga peranti-peranti ini untuk lingkungan virtual seperti virtual desktop infrastruktur (VDI).

Pada peranti lunak ini juga didukung sejumlah fitur seperti hypervisor terkonvergensi. Fitur ini tertanam dalam kernel VMWare sehingga VMWare Virtual SAN menghantarkan jalur data yang lebih efisien dan untuk kinerja yang unggul dan meminimalkan penmanfaatan sumber daya mengakibatkan konsumsi kurang dari 10% sumber daya CPU.

VMWare Virtual SAN menggunakan flash untuk memberikan percepatan kinerja melalui read/write caching. Perangkat lunak ini menyediakan pendekatan granular dan elastis terhadap penyediaan kinerja dan kapasitas yang memungkinkan user untuk secara linear melakukan skalabilitas cluster yang dibutuhkan dengan menambahkan sejumlah node ke sebuah cluster atau sejumlah disk ke node tersendiri. Satu VMWare Virtual SAN datastore dapat memberikan tingkat layanan yang berbeda berdasarkan kebijakan VMWare tersendiri.

Dengan Clustering server Harddisk Virtual SAN menciptakan penyimpanan data yang optimal yang di desain untuk lingkungan Virtual. Secara alternatif Vitual SAN digunakan pada arsitektur penyimpanan flash , dimana perangkat flash digunakan sebagai write catche ketika Solid Straigt Drive menyediakan persistensi dan konsistensi data dan respon yang cepat selama beberapa kali. Semua arsitektur flash mengizinkan tiering Solitstate untuk implementasi biaya murah,maksudnya untuk menulis cache dan membaca cache.Virtual SAN dapat digunakan tanpa membutuhkan Software tambahan , ini dapat diaktifkan dengan beberapa kali klik, ini diatur dari Vsphere web client dan terintegrasi dengan Vmware Stak termasuk fitur seperti Vmotion, HA, DRS (Distributed Resource Scheduler)dan produk Vmware lainnya seperti Vmware Vsenter dan lain-lain.

VM Storage servis level dikontrol melalui kebijakan VM sentrik yang bisa di set dan dimodifikasi.Virtual SAN itu mandiri, dimana dia dapat menyesuaiakan perubahan dan penyeimbangan sumber daya penyimpanan.Kebijakan ini menghasilkan penyimpanan manual menjadi otomatis dan majemen penyimpanan menjadi sederhana untuk Virtual Mesin.Berdasarkan arsitektur HyperVisor – Conferged yang terpasang di dalam Vsphere kernel Virtual SAN membuat penempatan data dan input output menjadi optimal. Karena arsitektur nya langsung terletak di datapath input output yang bisa mengirimkan level kinerja tertinggi tanpa tambahan overhead ke CPU,dibandingkan dengan penyimpanan virtual lainya yang berjalan terpisah diatas HyperVisor Virtual SAN memiliki arsitektur distribusi yang mengiinkan untuk elastis, non –distruptrive scaling. Kapasitas dan kinerja dapat diukur dalam satu waktu dengan menambah host baru ke cluster atau kapasitas dan kinerja bisa diukur secara mandiri dengan menambah drive baru ke host yang tersedia. Model ini menyediakan pengukuran linear dan granular sepanjang waktu.

 

Gambar 3. Arsitektur Virtual SAN

What VSAN consists of:

• ESXi hosts
• vCenter 5.5
• VSAN Network – VMkernel port group on 1GB or 10GB
• (preferred) NICs
• Disk Groups – a collections of a single SSD and up to 7 HDDs
• Up to 5 Disk Groups per ESXi host
• SSD should be at least 10% of HDD capacity in Disk Group
• HA Cluster
• Storage Profile

D. Cara Kerja Virtual SAN

Sebagai gambaran tingkat tinggi, VMware VSAN memanfaatkan penyimpanan lokal masing-masing host dan menggabungkannya ke dalam datastore tunggal, yang dibagi antara semua host di cluster.

Semua HDD disajikan secara individual untuk host. Jadi, Anda perlu controller yang mendukung JBOD atau passthrough, sehingga ESXi dapat melihat setiap disk individu.

Disk SSD dalam setiap kelompok disk tidak digunakan untuk kapasitas, tapi digunakan untuk Cache. 70% untuk read cache dan 30% untuk write cache. Semua write pergi ke SSD pertama.

VSAN tidak memanfaatkan RAID, melainkan, memanfaatkan RAIN (Redundant Array of Independent Nodes). Dengan menggunakan variabel didefinisikan dalam profil penyimpanan kita, kita dapat menetapkan setiap VM untuk menahan 1 atau lebih kegagalan disk, atau 1 atau lebih kegagalan host, memastikan redundansi dan uptime.

Profil penyimpanan juga akan memungkinkan kita untuk menentukan jumlah HDD yang akan diletakkan di VM. Dengan striping VM melalui multiple HDDs, kita dapat meningkatkan kinerja untuk data yang saat ini tidak berada dalam read cache.

E. Kelebihan Virtual SAN

Kelebihan dari Virtual SAN adalah :

1. Radically Simple Storage Management. Manajemen kebijakan berbasis arus penyediaan penyimpanan dan administrasi yang sedang berlangsung, secara otomatis menjaga ditentukan kapasitas penyimpanan, kinerja dan ketersediaan tingkat untuk setiap mesin virtual
2. Self – Tuning Storage and Dynamic Load Balancing. Mempertahankan kapasitas penyimpanan, kinerja dan ketersediaan tingkat tertentu untuk masing-masing mesin virtual individu secara otomatis.
3. Two – Clicks Storage Provisioning. Virtual SAN memungkinkan Anda dengan cepat penyediaan bersama penyimpanan langsung dari VMware vCenter ™ selama pembuatan mesin virtual, secara otomatis menggabungkan disk server dalam cluster.
4. Seamless Integration with Vmware vSphere and vCenter. Virtual SAN terintegrasi dengan semua fitur vCenter, dan memungkinkan manajemen penyimpanan langsung vCenter dengan kemudahan yang sama seperti menghitung.
5. High Performance with SSD Caching. Dibangun ke dalam kernel vSphere untuk latency terendah, Virtual SAN menggunakan read / write SSD caching di setiap host dan menyediakan penempatan data yang cerdas dalam cluster.
6. Resiliency Against Multiple hardware Failures. Mendapatkan kemampuan untuk mentolerir beberapa kegagalan disk dan node, ditambah efisien, hemat waktu istirahat-ganti pendekatan pemeliharaan perangkat keras.
7. Dynamic Scalling of Performance and Capacity. Skala pada permintaan dengan menambahkan host dengan cepat atau panas-menambah disk untuk node server yang ada.
8. Reduced CapEx via Server Disks. Leverage inexpensive server disks for shared storage, avoiding the capital expense of specialized hardware.
9. High Performance, Lower TCO. Mengotomatisasi dan mengkonsolidasikan storage untuk mendapatkan kinerja yang sama atau lebih baik dengan arsitektur converged efisien, menghasilkan penghematan yang signifikan dalam kekuasaan, ruang dan pendinginan biaya.

 

F. Step to Installation Virtual SAN

To start with, in my lab environment, I have 4 servers that will participate in the VSAN cluster, and 3 of which will provide storage resources to the VSAN cluster.

3x DL160 G6 with:

•     128GB SSD
•     3x 250GB SATA drives (or larger)
•     1x DL360 G6

 

At this point, I have already added all 4 servers into a cluster with HA off.

Step 1: Enable the VSAN service on a VMKernel port.

• Create your virtual switches, and create at least 1 VMKernel port that will be used for VSAN traffic.
• Be sure to keep the Switch names the same across hosts!
• Edit the VMKernel port and check the box for Virtual SAN Traffic.
• Save the port settings, repeat for each host.
• Time Saver: Use host profiles!
•  

Gambar 4. Pemilihan Port untuk Virtual SAN Traffic

In my lab, I am using standard switches, with 2 virtual switches, each with a VMKernel port. 1 is dedicated for VSAN traffic, and the other is shared with the Management and Virtual Machine Traffic.

 

Gambar 5. Pemilihan Switch

Step 2: Enable VSAN on the Cluster

Select your cluster, and choose the Manage tab, and the select General under Virtual SAN.

• Edit, and check the box to Turn ON Virtual SAN.
• Choose your setting for “Add disks to storage”
  o Manual – You will select each disk that will be a part of the Virtual SAN
  o Automatic – VSAN will select all eligible disks for you and add them
• Click OK

 Gambar 6. Edit Virtual SAN Setting

 

Step 3: Add Disks to Disk Groups

Since I chose Manual mode, I will need to add my disks into Disk Groups. A Disk Group is a collection of 1 SSD, and multiple HDD drives. You can have multiple disk groups per host if capacity allows.

• Still in Virtual SAN settings under the cluster, select the Disk Management section.
• Click on the Claim Disks button, and select the drives for use in Virtual SAN.
• Alternatively, select each host, and manually create Disk Groups per host.

Claim Disks:

Gambar 7. Claim Disk for VSAN Use

 

Create Disk Group:

 

Gambar 8. Create Disk Group

Step 4: Start building Virtual Machines!

Yes, it is that easy. You now have a datastore called vsanDatastore. 

My DL360 G6 server can also access this datastore, since I enabled VSAN on the VMKernel port groups, even though it’s not providing any resources to the VSAN cluster.

Referensi :

Santoso, Berkah I. 2013. E-Book-Bermain-dengan-Infrastruktur-Virtual-VMware-vSphere-Tulisan-Kesepuluh. Komunitas Cloud Computing Indonesia. http://www.vmware.com/files/pdf/VMware-VMotion-DS-EN.pdf (Diakses 24 Maret 2015).

 

https://books.google.co.id/books?id=SW7Yj_UvGsQC&pg=PT140&lpg=PT140&dq=Penyimpanan+Virtual+Metode+Akses+%28VSAM%29Penyimpanan+Virtual+Metode+Akses+%28VSAM%29&source=bl&ots=1BqtR0Bw2M

&sig=7ifXJKBzKbnY90pyCwzEXX7N5Yo&hl=id&sa=X&ei=_uAQVdnJA86FuwSBgoLIDw&redir_esc=y#v=onepage&q=Penyimpanan%20Virtual%20Metode%20Akses%20%28VSAM%29Penyimpanan%20Virtual%20Metode%20Akses%20%28VSAM%29&f=false. (Diakses 24 Maret 2015).

 

http://tsmith.co/2014/vsan-overview/. (Diakses 25 Maret 2015)