Cos'è la migrazione in tempo reale?
La migrazione in tempo reale è il processo di trasferimento di una macchina virtuale (VM) da un host all'altro senza interrompere l'accesso alla macchina stessa. L'intervallo di tempo tra la sospensione della vecchia VM e l'avvio di quella nuova è breve, e ciò consente di evitare interruzioni di servizio durante le migrazioni. La migrazione in tempo reale viene utilizzata in alcune situazioni specifiche, come una manutenzione pianificata, o per garantire l'equilibrio delle risorse dei carichi di lavoro. Prevede il trasferimento dello storage, della connettività di rete e della memoria delle VM a una nuova posizione all'interno del cluster.
I tipi di migrazione delle VM disponibili
Esistono diversi tipi di migrazione delle macchine virtuali, ma i più comuni sono la migrazione a freddo e quella in tempo reale.
Migrazione in tempo reale (calda)
Si verifica quando l'esecuzione di una VM sulla macchina host sorgente continua anche mentre le pagine della sua memoria vengono trasferite all'host di destinazione. Poco prima che la migrazione sia completata, il funzionamento della VM viene sospeso brevemente per poi riattivarsi sull'host di destinazione. Poiché la migrazione in tempo reale non comporta l'arresto delle VM, i tempi di fermo sono ridotti al minimo o impercettibili. Questa è una buona opzione per le VM che richiedono un uptime costante. Tuttavia, se la modifica delle pagine di memoria è più rapida del trasferimento delle stesse, come nel caso di VM con un carico I/O elevato, è necessario optare per la migrazione a freddo.
Migrazione a freddo
Nota anche come migrazione non in tempo reale, prevede lo spegnimento di una VM in esecuzione prima del trasferimento dall'host sorgente a quello di destinazione. Mentre la VM è spenta, la sua configurazione e la sua memoria vengono copiate sull'host di destinazione, dove la VM viene poi riattivata. Questo crea tempi di fermo che rendono il sistema temporaneamente non disponibile o non operativo. Tuttavia, è un processo di migrazione affidabile e una buona opzione per le macchine virtuali con un carico di memoria elevato.
Migrazione tiepida
Questo tipo di migrazione riduce i tempi di fermo perché, nel passaggio preparatorio, la maggior parte dei dati delle VM viene copiata mentre sono ancora attive. Durante la fase di trasferimento, le VM vengono spente e la copia dei dati viene completata.
Risorse da Red Hat
I vantaggi della migrazione delle VM
La migrazione delle VM è utile per svariati fattori:
- Bilanciamento del carico: le VM possono essere trasferite su macchine host meno utilizzate se l'host originale è sovraccarico o se un altro host viene utilizzato troppo poco. Il bilanciamento del carico permette di migliorare la capacità e le prestazioni di rete delle VM.
- Indipendenza dell'hardware: l'indipendenza dell'hardware è facilitata dall'hypervisor, che isola il sistema operativo e le risorse dalle VM. Poiché vengono eseguite come ambienti isolati, le VM non dipendono da nessun hardware specifico. In molte situazioni, è possibile eseguire la migrazione di una VM da un dispositivo hardware a un altro senza tempi di fermo. Tuttavia, questa possibilità presenta anche alcuni limiti, per esempio nel caso del passaggio da un'architettura CPU a un'altra.
- Risparmio energetico: le VM possono essere ridistribuite su altri host, e i sistemi host scarichi possono essere spenti per risparmiare energia, mitigando i costi durante i periodi di minor utilizzo.
- Migrazione geografica: le VM possono essere trasferite in un'altra ubicazione fisica per ridurre la latenza, per bilanciare la tolleranza agli errori o per prepararsi ai ripristini di emergenza.
Gli strumenti più diffusi per la migrazione in tempo reale delle VM
Gli strumenti per la migrazione in tempo reale sono inclusi in tutte le piattaforme di virtualizzazione maggiormente adottate. Tra queste tecnologie sono inclusi:
Lo strumento per la migrazione in tempo reale di Red Hat® OpenShift® Virtualization: basato sul progetto KubeVirt, OpenShift Virtualization include uno strumento integrato per la migrazione in tempo reale, che trasferisce una macchina virtuale da un nodo all'altro nel cluster OpenShift.
VMware vSphere vMotion: vSphere vMotion è lo strumento di migrazione in tempo reale di VMware, che elimina i tempi di fermo e consente di trasferire una VM in esecuzione da un server fisico a un altro.
Hyper-V di Microsoft Windows Server: una funzionalità di Hyper-V in Windows Server, che consente di trasferire le VM da un host Hyper-V a un altro.
Nutanix: lo strumento per migrazione in tempo reale di Nutanix AHV permette di trasferire una VM guest da un host AHV a un altro host o cluster AHV, a condizione che l'host scelto abbia le risorse necessarie.
Le fasi della migrazione in tempo reale
La migrazione in tempo reale si svolge in più fasi, che possono variare a seconda della piattaforma e degli scenari di utilizzo. Di seguito sono descritti i passaggi che OpenShift Virtualization esegue per completare la migrazione in tempo reale.
Fase 1: preparazione
Il nodo sorgente prepara la VM per la migrazione, e l'unità di pianificazione a livello del cluster (in questo caso, l'unità di OpenShift) sceglie il nodo di destinazione desiderato. Poiché la migrazione in tempo reale dipende dallo storage condiviso, sia il nodo sorgente che quello di destinazione accedono contemporaneamente allo stesso storage quando l'immagine della VM viene archiviata.
Fase 2: richiesta
Il nodo sorgente invia una richiesta di migrazione al nodo di destinazione, che inizia a caricare l'immagine della VM e riserva lo spazio necessario nel container. Questa fase richiede anche una piattaforma di virtualizzazione che consenta di distribuire le risorse delle VM tra i due ambienti e di eseguirle senza interruzioni. Nel caso in cui manchino le risorse necessarie, l'esecuzione della VM prosegue sul nodo sorgente senza ripercussioni.
Fase 3: trasferimento
L'hypervisor, un software che crea ed esegue le VM, copia la memoria dal nodo sorgente su quello di destinazione. Entrambi i nodi contengono una copia in pausa della VM, ma il nodo sorgente è considerato il più importante per il proseguimento della migrazione in caso di problemi tecnici.
Fase 4: finalizzazione
Dopo che il trasferimento è stato completato, il nodo di destinazione segnala a quello sorgente di aver ricevuto l'immagine del sistema operativo e di aver eseguito la migrazione. A questo punto, il nodo di destinazione diventa il nodo primario e il nodo sorgente può disattivare la VM originale.
Fase 5: completamento
La migrazione in tempo reale si conclude con la creazione del nuovo nodo primario. La VM trasferita viene eseguita sul nodo di destinazione e le attività possono proseguire normalmente.
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Video YouTube: OpenShift Virtualization è la scelta giusta per le tue VM? Durata del video: 1:57
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