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Übersicht über die Livemigration virtueller Computer

 

Betrifft: Windows Server 2012 R2, Windows Server 2012

Bei der Hyper-V-Livemigration werden virtuelle Computer von einem physischen Server auf einen anderen verschoben, ohne dass die Verfügbarkeit virtueller Computer für die Benutzer beeinträchtigt wird. Hyper-V in Windows Server 2012 und Windows Server 2012 R2 bietet die folgenden Verbesserungen der Livemigration:

Schnellere und gleichzeitige Migration. 

In Windows Server 2012 können für Livemigrationen nun höhere Netzwerkbandbreiten (bis zu 10 Gigabit) genutzt werden, um Migrationen schneller abzuschließen. Sie können auch mehrere gleichzeitige Livemigrationen durchführen, sodass Sie viele virtuelle Computer schnell verschieben können. Diese Änderungen ermöglichen in privaten Cloudlösungen einen hohen Grad an Mobilität und Flexibilität.

In Windows Server 2012 R2 wurde die Hyper-V-Livemigration aktualisiert, damit Administratoren beim Verschieben virtueller Computer auf einen anderen Server aus optimalen Leistungsoptionen wählen können. Bei größeren Bereitstellungen, z. B. Bereitstellungen privater Clouds oder bei Cloudhostinganbietern, kann durch diese Aktualisierung die Dauer des Verschiebens eines virtuellen Computers auf einen Server mit ausgeführtem Hyper-V verkürzt werden. Durch die Verkürzung der Dauer des Verschiebens eines virtuellen Computers kann auch der Mehraufwand für das Netzwerk und die CPU-Nutzung reduziert werden. Weitere Informationen zu Leistungsoptionen für die Livemigration finden Sie unter Leistungsoptionen.

Livemigration außerhalb einer Clusterumgebung.

In Windows Server 2012 können Sie einen virtuellen Computer so konfigurieren, dass er in einer SMB-Dateifreigabe gespeichert wird. Sie können dann eine Livemigration auf diesem ausgeführten virtuellen Computer zwischen den nicht zu einem Cluster gehörigen Servern ausführen, auf denen Hyper-V ausgeführt wird, während der Speicher des virtuellen Computers in der zentralen SMB-Freigabe verbleibt. Dadurch kommen Benutzer in den Genuss der Vorteile der Mobilität virtueller Computer, ohne in Clusterinfrastruktur investieren zu müssen, wenn in ihrer Umgebung keine Garantien für Verfügbarkeit erforderlich sind. (Hyper-V mit SMB-Speicher kann auch mit Failoverclusterunterstützung konfiguriert werden, wenn Sie hohe Verfügbarkeit benötigen. Informationen zu den verschiedenen Konfigurationen von Hyper-V mit SMB-Speicher finden Sie unter Bereitstellen von Hyper-V über SMB.)

Sie können auch eine Livemigration eines virtuellen Computers zwischen zwei nicht zu einem Cluster gehörigen Servern ausführen, auf denen Hyper-V ausgeführt wird, während Sie ausschließlich lokalen Speicher für den virtuellen Computer verwenden. (Dies wird mitunter als "Shared-Nothing"-Livemigration bezeichnet.) In diesem Fall wird der Speicher von virtuellen Computern über das Netzwerk auf den Zielserver gespiegelt ist. Der virtuelle Computer wird anschließend migriert, während dieser weiterhin ausgeführt wird und Netzwerkdienste bereitstellt. Anweisungen finden Sie unter Konfigurieren und Verwenden der Livemigration auf nicht in Cluster eingebundenen virtuellen Computern.

Diese Funktion ermöglicht die Livemigration der grundlegendsten Bereitstellungen und in komplexeren Szenarien, wie z. B. beim Ausführen einer Livemigration für einen virtuellen Computer zwischen mehreren, separaten Clustern zum Lastenausgleich in einem gesamten Datencenter.

Versionsübergreifende Livemigration 

Beim Upgrade auf eine neue Version von Windows Server ist bei den virtuellen Computern keine Ausfallzeit mehr erforderlich. Die Hyper-V-Livemigration wurde in Windows Server 2012 R2 aktualisiert und unterstützt nun die Migration von virtuellen Hyper-V-Computern in Windows Server 2012 zu Hyper-V in Windows Server 2012 R2.

Beim Verschieben eines virtuellen Computers unter Windows Server 2012 kann der angegebene Zielserver nun ein Computer mit Windows Server 2012 R2 sein. Dies gilt für einen Verschiebevorgang, der in Hyper-V-Manager ausgelöst wird, oder bei Verwendung des Windows PowerShell-Cmdlets Move-VM.

System_CAPS_noteHinweis

Das Verschieben eines virtuellen Hyper-V-Computers unter Windows Server 2012 R2 zu Hyper-V unter Windows Server 2012 wird nicht unterstützt.

Die Livemigration virtueller Computer in Windows Server 2012 bietet mehr Leistung und Flexibilität. Sie steht jetzt auch innerhalb und außerhalb von Clusterumgebungen – mit und ohne gemeinsam genutzten Speicher – zur Verfügung.

Allgemeine Anforderungen für alle Arten von Livemigration:

  • Mindestens zwei Server mit ausgeführtem Hyper-V mit folgenden Merkmalen:

    • Unterstützung der Hardwarevirtualisierung.

    • Prozessoren desselben Herstellers. Beispiel: alle AMD oder alle Intel.

    • Zugehörigkeit zur selben Active Directory-Domäne oder zu Domänen, die sich gegenseitig vertrauen.

  • Virtuelle Computer müssen für die Verwendung virtueller Festplatten oder virtueller Fibre Channel-Datenträger konfiguriert werden (nicht für die Verwendung physischer Datenträger). Weitere Informationen zu virtuellem Fibre Channel finden Sie unter Virtueller Fibre Channel von Hyper-V: Übersicht.

  • Das Verwenden eines isolierten Netzwerks (entweder physisch oder mittels anderer Netzwerktechnologie wie VLANs) wird für die Livemigration von Netzwerkdatenverkehr empfohlen.

Anforderungen für die Livemigration in einem Cluster:

  • Windows-Failoverclustering ist aktiviert und konfiguriert.

  • Freigegebener Clustervolumespeicher ist im Cluster aktiviert.

System_CAPS_importantWichtig

Physische Datenträger, die direkt an einen virtuellen Computer angeschlossen sind (Pass-Through-Datenträger), werden unterstützt, wenn alle der folgenden Bedingungen erfüllt sind:

  • Der mit mindestens einem physischen Datenträger konfigurierte virtuelle Computer wird in einem Hyper-V-Failovercluster ausgeführt.

  • Die Konfigurationsdatei des virtuellen Computers wird auf einem freigegebenen Clustervolume gehostet.

  • Die physischen Datenträger sind als ein Speicherdatenträger-Ressource unter Kontrolle des Failoverclusters konfiguriert und ordnungsgemäß als abhängige Ressource für den virtuellen Computer konfiguriert.

Anforderungen für die Livemigration bei Verwendung von freigegebenem Speicher:

  • Alle Dateien einer virtuellen Maschine (z. B. virtuelle Festplatten, Momentaufnahmen und Konfiguration) müssen in einer SMB-Freigabe gespeichert sein.

  • Berechtigungen für die SMB-Freigabe müssen so konfiguriert sein, dass Zugriff auf die Computerkonten aller Server mit Hyper-V besteht.

Anforderungen für die Livemigration ohne gemeinsam genutzte Infrastruktur:

  • Es gibt keine zusätzlichen Anforderungen.

System_CAPS_noteHinweis

Physische Datenträger, die direkt an einen virtuellen Computer angeschlossen sind (Pass-Through-Datenträger), werden für eine Livemigration ohne freigegebenen Speicher (auch "Shared Nothing"-Livemigration genannt) nicht unterstützt.

In größeren Bereitstellungen, z. B. Bereitstellungen privater Clouds oder bei Cloudhostinganbietern, kann diese Aktualisierung den Mehraufwand für das Netzwerk und die CPU-Nutzung sowie die Dauer einer Livemigration reduzieren. Hyper-V-Administratoren können die entsprechenden Leistungsoptionen für die Livemigration basierend auf der Umgebung und den Anforderungen konfigurieren. Leistungsoptionen für die Livemigration werden in den Hosteinstellungen in der Hyper-V-Manager-Konsole oder über das Windows PowerShell-Cmdlet Set-VMHost konfiguriert und gelten für alle Livemigrationen, die vom Host ausgelöst werden.

Die folgenden Leistungsoptionen für die Livemigration sind verfügbar.

Option

Beschreibung

TCP/IP

Der Speicher des virtuellen Computers wird über eine TCP/IP-Verbindung auf den Zielserver kopiert. Dieselbe Methode wird für Hyper-V unter Windows Server 2012 verwendet.

Komprimierung

Der Speicherinhalt des virtuellen Computers, der migriert wird, wird komprimiert und anschließend über eine TCP/IP-Verbindung auf den Zielserver kopiert.

System_CAPS_noteHinweis

Dies ist die Standardeinstellung in Hyper-V unter Windows Server 2012 R2.

SMB

Der Speicherinhalt des virtuellen Computers wird über eine SMB 3.0-Verbindung auf den Zielserver kopiert.

  • Wenn für die Netzwerkadapter des Quell- und des Zielservers die Funktion für den Remotezugriff auf den direkten Speicher (Remote Direct Memory Access, RDMA) aktiviert ist, wird "SMB Direct" verwendet.

  • SMB Multichannel ermittelt und verwendet automatisch mehrere Verbindungen, wenn eine entsprechende SMB Multichannel-Konfiguration erkannt wird.

Weitere Informationen finden Sie unter Optimieren der Leistung von Dateiservern mit "SMB Direct".

Weitere Informationen zum Ändern der Leistungsoptionen für die Livemigration finden Sie unter Schritt 3: [optional] Konfigurieren der Leistungsoptionen für die Livemigration.

Bei der Hyper-V-Livemigration werden virtuelle Computer von einem physischen Server auf einen anderen verschoben, ohne dass die Verfügbarkeit virtueller Computer für die Benutzer beeinträchtigt wird. Durch das Vorabkopieren des Arbeitsspeichers des zu migrierenden virtuellen Computers auf den Zielserver wird bei der Livemigration die Übertragungszeit des virtuellen Computers minimiert. Eine Livemigration ist deterministisch, was bedeutet, dass der Administrator oder ein Skript, der/das die Livemigration auslöst, bestimmt, welcher Computer als Ziel der Livemigration verwendet wird. Das Gastbetriebssystem des zu migrierenden virtuellen Computers weiß nicht, dass die Migration erfolgt, weshalb keine besondere Konfiguration für das Gastbetriebssystem erforderlich ist.

Nach dem Auslösen einer Livemigration geschieht Folgendes:

1. Das Setup der Livemigration erfolgt.

In der Setup-Phase der Livemigration erstellt der Quellserver eine Verbindung mit dem Zielserver. Diese Verbindung dienst zum Übertragen der Konfigurationsdaten des virtuellen Computers auf den Zielserver. Das Gerüst eines virtuellen Computers wird auf dem Zielserver eingerichtet, und Arbeitsspeicher wird dem virtuellen Zielcomputer zugeordnet.

2. Speicherseiten werden vom Quellknoten zum Zielknoten übertragen.

In der zweiten Phase der Livemigration wird der Arbeitsspeicher, der dem zu migrierenden virtuellen Computer zugewiesen ist, über das Netzwerk auf den Zielserver kopiert. Dieser Speicher wird als "Arbeitsseiten" des zu migrierenden virtuellen Computers bezeichnet. Die Größe einer Arbeitsspeicherseite ist 4 KB.

Nehmen wir beispielsweise an, dass ein virtueller Computer mit dem Namen "Test-VM" und konfigurierten 1024 MB Arbeitsspeicher (RAM) auf einen anderen Server migriert wird, auf dem Hyper-V ausgeführt wird. Die gesamten 1024 MB RAM, die diesem virtuellen Computer zugewiesen sind, sind die Arbeitsseiten von "Test-VM". Die belegten Seiten in den Arbeitsseiten von "Test-VM" werden auf den Zielserver kopiert.

Zusätzlich zum Kopieren der Arbeitsseiten von "Test-VM" auf den Zielserver überwacht Hyper-V-Seiten die Seiten in den Arbeitsseiten von "Test-VM" auf dem Quellserver. Da Arbeitsspeicherseiten von "Test-VM" geändert werden, werden sie nachverfolgt und als geändert markiert. Die Liste der geänderten Seiten ist einfach die Liste der Seiten im Arbeitsspeicher, die "Test-VM" geändert hat, nachdem das Kopieren der Arbeitsseiten begonnen hat.

In dieser Phase der Migration wird der zu migrierende virtuelle Computer weiterhin ausgeführt. Hyper-V durchläuft den Kopiervorgang von Arbeitsspeicher mehrmals, wobei bei jedem Durchlauf eine kleinere Anzahl geänderter Seiten kopiert werden muss. Nachdem die Arbeitsseiten auf den Zielserver kopiert wurden, beginnt die nächste Phase der Livemigration.

3. Geänderte Seiten werden übertragen.

Die dritte Phase der Livemigration ist ein Kopiervorgang für Arbeitsspeicher, bei dem die verbleibenden geänderten Arbeitsspeicherseiten für "Test-VM" auf den Zielserver dupliziert werden. Der Quellserver überträgt den CPU- und Gerätestatus des virtuellen Computers auf den Zielserver.

In dieser Phase ist die verfügbare Netzwerkbandbreite zwischen Quell- und Zielserver für die Geschwindigkeit der Livemigration entscheidend. Verwenden Sie unbedingt 1-Gigabit-Ethernet oder schneller. Je schneller der Quellserver die geänderten Seiten aus den Arbeitsseiten des zu migrierenden virtuellen Computers überträgt, desto schneller wird die Livemigration abgeschlossen.

Die Anzahl der in dieser Phase übertragenen Seiten wird davon bestimmt, wie aktiv der virtuelle Computer auf die Arbeitsspeicherseiten zugreift und diese ändert. Je mehr geänderte Seiten vorhanden sind, desto länger dauert es, alle Seiten auf den Zielserver zu übertragen.

Nachdem die geänderten Speicherseiten vollständig auf den Zielserver kopiert wurden, hat der Zielserver aktuelle Arbeitsseiten für "Test-VM". Die Arbeitsseiten für "Test-VM" sind auf dem Zielserver exakt in dem Status vorhanden, den sie zu Beginn des Migrationsprozesses von "Test-VM" hatten.

System_CAPS_noteHinweis

Vor dieser Migrationsphase können Sie den Livemigrationsprozess jederzeit abbrechen.

4. In dieser Phase wird der Speicherhandle vom Quellserver auf den Zielserver verschoben.

In der vierten Phase der Livemigration wird die Kontrolle über den "Test-VM" zugeordneten Speicher, wie z. B. über virtuelle Festplattendateien oder physischer Speicher, der über einen virtuellen Fibre Channel-Adapter angeschlossen ist, an den Zielserver übertragen. (Virtueller Fibre Channel ist auch ein neues Hyper-V-Feature in Windows Server 2012.)

5. Der virtuelle Computer wird auf dem Zielserver online geschaltet.

In der fünften Phase eine Livemigration verfügt der Zielserver nun über den neuesten Stand der Arbeitsseiten für "Test-VM" sowie über einen Zugriff auf den gesamten von "Test-VM" genutzten Speicher. An diesem Punkt wird "Test-VM" fortgesetzt.

6. Eine Netzwerkbereinigung erfolgt.

In der letzten Phase einer Livemigration wird der migrierte virtuelle Computer auf dem Zielserver ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Nachricht an den Netzwerkswitch gesendet. Diese Nachricht bewirkt, dass der Netzwerkswitch die neuen MAC-Adressen des migrierten virtuellen Computers abruft, damit Netzwerkdatenverkehr zu und von "Test-VM" den richtigen Switchport verwenden kann.

Der Livemigrationsprozess ist kürzer als das TCP-Zeitlimit für den zu migrierenden virtuellen Computer. TCP-Zeitlimits variieren je nach Netzwerktopologie und anderen Faktoren. Die folgenden Variablen wirken sich ggf. auf die Geschwindigkeit der Livemigration aus:

  • Die Anzahl der geänderten Seiten auf dem virtuellen Computer, der migriert werden soll: Je größer die Anzahl der geänderten Seiten, desto länger verbleibt der virtuelle Computer im Status "Wird migriert".

  • Verfügbare Netzwerkbandbreite zwischen Quell- und Zielserver.

  • Hardwarekonfiguration von Quell- und Zielserver.

  • Verarbeitungslast des Quell- und Zielservers.

  • Verfügbare Bandbreite (Netzwerk oder Fibre Channel) zwischen Servern mit Hyper-V und freigegebenem Speicher.

Der Livemigrationsprozess für einen virtuellen Computer in einem Cluster (wenn der virtuelle Computer auf einem CSV-Volume gespeichert ist) und für einen virtuellen Computer außerhalb eines Clusters (wenn der virtuelle Computer in einer SMB-Freigabe gespeichert ist) ist praktisch identisch.

Bei einer Livemigration eines virtuellen Computers zwischen zwei Computern ohne gemeinsame Infrastruktur erfolgt durch Hyper-V zuerst eine partielle Migration des Speichers der virtuellen Computer, und zwar wie folgt:

  1. Während der Verschiebung werden die meisten Lese- und Schreibvorgänge auf der virtuellen Quellfestplatte ausgeführt.

  2. Während Lese- und Schreibvorgänge auf der virtuellen Quellfestplatte ausgeführt werden, werden die Festplatteninhalte über das Netzwerk auf die neue virtuelle Zielfestplatte kopiert.

  3. Nachdem der anfängliche Festplattenkopiervorgang abgeschlossen wurde, werden Festplattenschreibvorgänge auf die virtuelle Quell- und die Zielfestplatte gespiegelt, dabei werden ausstehende Festplattenänderungen repliziert.

  4. Nachdem die virtuellen Quell- und Zielfestplatten vollständig synchronisiert wurden, erfolgt das Auslösen der Livemigration des virtuellen Computers unter Befolgung desselben Prozesses, der bei der Livemigration mit freigegebenem Speicher zum Einsatz kommt.

  5. Nachdem die Livemigration abgeschlossen wurde und der virtuelle Computer erfolgreich auf dem Zielserver ausgeführt wird, werden die Dateien vom Quellserver gelöscht.

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