Как это работает: управление электропитанием для виртуальной среды

Кратко о грамотной организации управления питанием виртуальных машин, какие решения предлагают производители ИБП для наиболее популярных гипервизоров – от теории к практике.

С развитием облачных архитектур использование виртуальных машин приобрело массовый характер, поскольку они гораздо удобнее для многих ИТ-задач. Соответственно, большую актуальность приобрел вопрос грамотной защиты электропитания виртуальных машин. Под этим подразумеваются корректные действия с ВМ при отключении сетевого (магистрального) электроснабжения и переходе хоста на питание от источника бесперебойного питания (ИБП). Грамотная защита – это как? Давайте разберемся.

В теории

Виртуальная машина (ВМ) – это программная эмуляция «компьютерного железа», которая использует ресурсы реального сервера (называемого хостом) — процессор, память, диск и адаптеры. На одном хосте можно развернуть до пары десятком ВМ, которые будут работать изолированно друг от друга под управлением специального ПО, называемого гипервизором. Для каждой такой ВМ можно назначить отдельную задачу – например, почтовый сервер или сервер печати, развернуть среду разработки или машину для тестирования программ, установить разные операционные системы и т.п.

Для ВМ нельзя применить обычную схему отключения физического компьютера – то есть просто взять и выключить его. Гипервизору, как программе управления ВМ, надо сообщить что делать со всеми ВМ на хосте – завершить ли их работу («погасить ВМ») или переместить их на другой хост; определить какие ВМ с некритическими задачами отключать в первую очередь для экономии заряда батарей ИБП и прочее.

Эта логика поведения ВМ при ситуации перехода хоста на автономное электропитание реализуется через сценарии, которые составляет сетевой инженер или системный администратор исходя из особенностей ИТ-архитектуры и приоритетов бизнес-задач в своей организации.

Исполнение сценария возлагается на ПО управления питанием для виртуальной среды, которое интегрируется с гипервизорами и работает с ними совместно. Основные производители ИБП предлагают рынку ПО управления питанием виртуальной среды для наиболее популярных гипервизоров, таких как VMware vCenter/ESXi, Microsoft Hyper-V, Citrix XenServer.

Назовем три типовых сценария, реализуемых ПО управления питанием для виртуальной среды:

• остановить и отключить ВМ при переходе хоста на питание от ИБП
• переместить (мигрировать) ВМ с аварийного хоста на хост с работающим магистральным питанием
• автоматически запустить ВМ на хосте при восстановлении магистрального питания

Одновременно это ПО исполняет и другие сервисные функции – оповещает админа о нарушениях электроснабжения, измеряет энергопотребление хостов в реальном времени, сообщает админу о прогнозируемом времени работы хоста от батареи и т.д.

На практике

Как это работает – рассмотрим на примере взаимодействия ПО управления питанием для виртуальной среды Eaton Intelligent Power Manager (IPM) с наиболее распространенным ПО централизованного управления виртуальной инфраструктурой VMware vCenter. Для админов очень удобно, что все процессы управления электропитанием хостов и ВМ доступны на одной консоли. Отметим, что для реализации такой интеграции ИБП, питающие хосты, должны быть оснащены сетевыми картами и иметь собственные IP-адреса в локальной сети, что в целом является стандартной ситуацией в корпоративной среде.

Аналогично происходит интеграция с другими гипервизорами, для чего на этапе авторизации нужно просто выбрать тип гипервизора, к которому требуется подключиться. К слову, как видно из меню программы IPM, кроме виртуализированной среды, можно выполнить интеграцию ИБП с программным обеспечением для управления ИТ-инфраструктурой на основе систем хранения данных, серверных и сетевых решений.

Пример меню выбора гипервизора в приложении управления электропитанием. Источник: Eaton

После входа в веб-интерфейс пользователя приложение IPM (или аналогичное ПО от другого производителя) автоматически обнаруживает все ИБП в локальной сети, имеющие IP-адреса. Далее админ запускает интеграцию ПО управления питанием и VMware vCenter, что делается с помощью виджета под названием Infrastructure Connector. Админ вводит свои логин и пароль от VMware vCenter, после авторизации происходит подключение и заполнение списка узлов всеми активами, управляемыми VMware vCenter. Теперь админ может видеть свою энергетическую инфраструктуру и виртуальные машины на одной панели.

На следующем шаге админ выбирает конкретную ВМ и создает для нее сценарий действий при переходе хоста на питание от ИБП – в данном ПО это называется политикой конфигурации. Эта политика определяет цели автоматизации сброса нагрузки, пороговые значения времени работы при потере питания от электросети и источник питания, обеспечивающий критическую мощность для определенных целей. К примеру, на скриншоте показано создание политики, предусматривающей отключение ВМ через 120 секунд после перехода хоста на питание от ИБП.

Пример назначения сценария для завершения работы ВМ через 120 секунд при отключении электропитания хоста. Источник: Eaton

После сохранения политики создается само действие. Оно определяет инициирующее событие, которым в данном случае является время работы от батареи, ранее определенное в политике. В качестве источника действия выбирается политика, определенная на предыдущем шаге. Это логически связывает цели, пороговые значения времени выполнения и источник бесперебойного питания, определенные в этой политике.

В примере выше, поскольку требуется сбросить нагрузку на виртуальные машины, выбирается команда питания, которая инициирует гостевое завершение работы ВМ. Можно создать и обратное действие, которое заново запускает выбранную админом виртуальную машину после восстановления питания от магистральной сети. В качестве источника события выбирается ИБП, обеспечивающий питание хоста, на котором работает виртуальная машина. Когда ПО управления питанием обнаружит, что питание восстановлено, ВМ включится должным образом.

В заключение следует сказать несколько слов об условно-бесплатном ПО, с которым экспериментируют админы при составлении сценариев работы виртуальных машин при отключении/восстановлении электропитания хостов. На медиаплощадках обмена опытом, таких как «Хабр», можно встретить статьи о применении различных программ – Clienmate, mobaxterm, NUT и других. Однако в комментариях от админов к тем же статьям всегда можно найти доводы, что лучшим решением является использование фирменного ПО управления электропитанием для виртуальных сред, предлагаемого производителем ИБП. Это фирменное ПО обеспечит быстрое и надежное исполнение сценариев, назначенных системным администратором.

Подведем итог: ПО управления электропитанием для виртуальных сред – ценный инструмент, с помощью которого специалисты контролируют энергопотребление и сценарии поведения виртуальных машин, работающих под управлением гипервизоров VMware, Microsoft и Citrix, и оперативно получают уведомления об авариях электропитания хостов, что позволяет быстро реагировать на кризисную ситуацию, сохраняя ценные данные и избегая повреждения приложений, выполняющихся на виртуальных машинах.