System Center 2012 R2 Virtual Machine Manager でのクラスターオーバーコミットアルゴリズムの詳細

2024-12-14

この記事では、Microsoft System Center 2012 R2 Virtual Machine Manager (VMM 2012 R2) のクラスターオーバーコミットアルゴリズムの 4 つの方法について説明します。アルゴリズム理解するのに役立つ例についてはこちらを参照してください。

元の製品バージョン: Microsoft System Center 2012 R2 Virtual Machine Manager
元の KB 番号: 3023928

アルゴリズムのアプローチの概要

VMM 2012 R2 クラスターのオーバーコミットチェックの目的は、クラスター予約 (R) ノードの同時障害が発生した場合に仮想マシンが再起動されないかどうかを判断することです。クラスターは、それ以外の場合に実証されるまでオーバーコミットされると見なされます。 4 つの方法が試みられ、いずれかの方法でクラスターがオーバーコミットされていないことが示されている場合、クラスターの状態は OK に設定されます。それ以外の場合、クラスターの状態は Overcommitted に設定されます。

4 つのアプローチは、次のようにテーブルで視覚化できます。

Check メソッド	Proof メソッド	Slot メソッド
単純なチェック	Proof-simple	Slot-simple
完全な複雑さのチェック	Proof-full	スロットフル

4 つのチェック方法

Proof メソッド

この証明方法は、最大の仮想マシンがどのホストでも起動できないポイントまで、すべてのホストを満たすのに十分な仮想マシンがあるかどうかを判断することによって機能します。これは、最大の仮想マシンが最後にフェールオーバーされる最悪のケースと、すべてのホストが仮想マシンを起動するためのメモリ不足の 1 バイトを持つ最悪のケースを考慮します。

Slot メソッド

スロットメソッドは、障害が発生したホスト上の各仮想マシンを、すべての失敗したホストの最大の仮想マシンのサイズと同じサイズの単一の標準サイズのスロットに割り当てることで機能します。次に、残りの各ホストで使用可能なスロットの数をカウントし、障害が発生したホスト上にあるすべての仮想マシンを割り当てるのに十分な空きスロットがあることを確認します。

単純なチェック

単純なチェックでは、失敗したホストの特定のセットは考慮されません。代わりに、最悪の場合のクラスター全体の想定が行われます。最大の仮想マシンサイズは、クラスター全体で最大の仮想マシンとして使用されます。フェールオーバー仮想マシンのサイズは、特定のホストセットから決定されません。代わりに、このアプローチでは、 R 失敗したホストから達成できる理論上の最高の合計が使用されます。同様に、他のホストで使用可能なメモリまたはスロットの数は、最も低い N-R ホスト ( N はクラスターサイズを表します) の合計です。

完全な複雑さのチェック

完全な複雑さのチェックは、 R 失敗したホストのすべての可能なセットを反復処理します。スロットサイズ、最大の仮想マシンサイズ、ターゲットホストメモリサイズ、スロット数が再計算されます。これは、失敗したホストの可能な各組み合わせに基づいて行います。考慮する必要があるセットの数は、 Choose(N,R)です。 N および R の値が大きい場合、この数値は非常に低くなる可能性があります。この数は N^R にほぼ比例するため、このチェックは N^R が 5,000 未満の場合にのみ実行されます。したがって、実際的には、完全な複雑さのチェックは、次の表に従う状況でのみ実行されます。

クラスター予約 (R)	最大クラスターサイズ (N)
1	4,999
2	70
3	17
4	8

Note

完全な複雑さのチェックは、単純なチェックに比べてわずかな絞り込みであり、単純な証明チェックは非常に似た結果を提供します。

計算とアルゴリズム

アルゴリズムでの値の定義と事前計算

重要

AdditionalMemoryとAvailableSlotsの値は、1 つのホストの値を使用して計算することはできません。ソースの障害が発生したホストからの LargestClusterVM または SlotSize の値がわかっている必要があります。単純なチェックでは、クラスター内の最大の仮想マシンと同じです。完全な複雑さのチェックでは、障害が発生したホストのセット内で最大の高可用性 (HA) 仮想マシンと同じです。一部のホストは失敗し、他のホストはそのワークロードを受け取ります。使用可能な領域の計算は、障害が発生したホストに対して完了し、受信側ホストでは完了していない限り、正しくありません。

クラスター値

次の表に、クラスター値の定義を示します。

値の名前	Definition
N	クラスター内のホストの合計数
R	クラスター予約値 (つまり、モデルに対する同時失敗の最大数)
H	フェールオーバーのターゲットとして使用される残りの正常なホスト (H = N - R)

ホスト値

次の値は、各ホストに対して事前計算されます。 LargestClusterVMMBまたはSlotSizeMBに対して値が計算されると、完全な複雑さのチェックが繰り返されるたびに再計算されます。

値の名前	Definition
`AvailableMemory`	これは、フェールオーバーされた仮想マシンが使用する使用可能なホストメモリの合計です。 `AvailableMemory` = ホスト合計メモリ - 既存の VM - ホスト予約
`AdditionalMemory`	これは、ホストがフェールオーバーする最大の仮想マシンを起動できなくなるフィルラインです。 `AdditionalMemory` = Max(`AvailableMemory` - `LargestClusterVM`,0)
`HAVMs`	これは、このホスト上の高可用性 (HA) 仮想マシンの合計です。
`AvailableSlots`	これは、このホストが起動できることが保証されている仮想マシンのフェールオーバーの数です。 `AvailableSlots` = `AvailableMemory` / `SlotSize`、切り捨て
`UsedSlots`	これは、このホスト上の HA 仮想マシンの数です。
`TotalSlots`	ホスト上のスロットの合計数。 `TotalSlots` = `AvailableSlots` + `UsedSlots`

Note

ハイパーバイザーのオーバーヘッドを考慮して、各仮想マシンのメモリに 64 MB (MB) バッファーが追加されます。
停止、保存された状態、一時停止中、実行中の仮想マシン (VM) はすべてカウントされます。停止した仮想マシンを起動しているテナントユーザーは、アルゴリズムがオーバーコミットを計算するタイミングを考慮する必要があります。
クラスターに動的メモリ仮想マシンが存在する場合は、現在のメモリ需要が使用されます。

4 つのアプローチのアルゴリズム

Slot-simple

スロットシンプルアプローチのアルゴリズムは次のとおりです。

SlotSize = クラスター内の最大の HA 仮想マシン。
各ホストの AvailableSlots、 UsedSlots、および TotalSlots の値を計算します。
TotalSlotsRemaining= TotalSlotsの最小H値の合計。
Sum(UsedSlots) <= TotalSlotsRemaining場合、クラスターはオーバーコミットされません。

スロットフル

失敗したホストR の各セットを反復処理します。スロットフルアプローチのアルゴリズムは次のとおりです。

SlotSize = R の障害が発生したホスト上の最大の HA 仮想マシン。
各ホストの AvailableSlots、 UsedSlots、および TotalSlots の値を計算します。
TotalSlotsRemaining = 失敗していないすべてのホストの TotalSlots の合計。
Sum(UsedSlots) と TotalSlotsRemaining の値を比較します。
- Sum(UsedSlots) が >TotalSlotsRemaining場合、クラスターがオーバーコミットされる可能性があります。
- 失敗したホストのセットごとに Sum(UsedSlots) <= TotalSlotsRemaining 場合、クラスターはオーバーコミットされません。

Proof-simple

実証単純アプローチのアルゴリズムは次のとおりです。

LargestClusterVM = クラスター内の最大の HA 仮想マシン。
すべてのホストの AdditionalMemory、 HAVMs を計算します。
TotalAdditionalSpace= AdditionalMemoryの最小H値の合計。
TotalOrphanedVMs= (HAVMsの最大R値の合計) - LargestClusterVM。
値を比較します。
- TotalOrphanedVMs<= TotalAdditionalSpace場合、クラスターはオーバーコミットされません。
- TotalOrphanedVMsが0、LargestClusterVM>0、、TotalAdditionalSpace = 0の場合、クラスターがオーバーコミットされる可能性があります。

Proof-full

失敗したホストR の各セットを反復処理します。証明の完全なアプローチのアルゴリズムは次のとおりです。

LargestClusterVM = R 障害が発生したホスト上の最大の HA 仮想マシン。
すべてのホストの AdditionalMemory、 HAVMs を計算します。
TotalAdditionalSpace = 失敗しないホスト上の AdditionalMemory の合計。
TotalOrphanedVMs= (R のHAVMsMBの合計失敗したホスト) - LargestClusterVM。
値を比較します。
- TotalOrphanedVMs>TotalAdditionalSpace場合、クラスターがオーバーコミットされる可能性があります。
- TotalOrphanedVMs = 0、LargestClusterVM>0、およびTotalAdditionalSpaceMB = 0場合は、クラスターがオーバーコミットされる可能性があります。
- 障害が発生したホストのセットごとに TotalOrphanedVMs<TotalAdditionalSpace 場合、クラスターはオーバーコミットされません。

アプローチと例の組み合わせ

いずれの方法も、クラスターがオーバーコミットされていることを示しません。クラスターがオーバーコミットだけ示すことができます。クラスターがオーバーコミットされていないことを示すことができるメソッドがない場合、クラスターはオーバーコミット済みとしてフラグが設定されます。 1 つの方法でもクラスターがオーバーコミットされていないことが示された場合、クラスターは OK としてフラグが設定され、計算はすぐに停止されます。

ただし、完全な複雑さの分析では、 R のセットが 1 つでも 失敗したホストがクラスターをオーバーコミットする可能性があることを示している場合、メソッドはすぐに完了し、クラスターに OK としてフラグを設定しません。

これらのアプローチの例

この例は、境界線のケースとして特別に設計されています。クラスターがオーバーコミットされていないことを示すために管理されるのは、1 つの方法 (proof-full) だけです。

クラスターに 4 つの 32 ギガバイト (GB) ホストがあるとします。ホストメモリ予約は 9 GB に設定されています。この例では、64 MB のバッファーは、数値をシンプルに保つために仮想マシンのサイズには追加されません。クラスター予約 (R) が 2 に設定されています。

Host	仮想マシンの設定	AvailableMemory	HAVM	最大 VM
ホスト A	4 GB HA、4 GB HA	15 GB	8 GB	4 GB
ホスト B	4 GB HA、4 GB HA	15 GB	8 GB	4 GB
ホスト C	8 GB の HA、8 GB の非 HA	7 GB	8 GB	8 GB
ホスト D	6 GB 非 HA、2 GB HA、2 GB HA	13 GB	4 GB	2 GB

スロットシンプルな例

スロットサイズ = 8 GB

Host	AvailableSlots	UsedSlots	TotalSlots
ホスト A	1	2	3
ホスト B	1	2	3
ホスト C	0	1	1
ホスト D	1	2	3

この表では、次の値がわかっています。

TotalSlotsRemaining = TotalSlots = (1+3) = 4 の 2 つの最小値
TotalUsedSlots = 2+2+2+1 = 7

TotalUsedSlotsはTotalSlotsRemainingよりも大きいため、このアプローチは失敗しました。

スロット全体の例

TotalUsedSlots = 7(失敗したホストに関係なく)

失敗したホスト	スロットサイズ	残りのホスト上の AvailableSlots	残りのホスト上の TotalSlots
A、B	4 GB	C: 1, D: 3	C: 2, D: 5. 合計: 7 - 良い
A、C	8 GB	B: 1, D: 1	B: 3, D: 3. 合計: 6 - 失敗
A、D	4 GB	B: 3, C: 1	B:5、C:2。合計: 7 - 良い
B, C	8 GB	A: 1, D: 1	A: 3, D: 3. 合計: 6 - 失敗
B、D	4 GB	A: 3, C: 1	A: 5、C: 2。合計: 7 - 良い
C、D	8 GB	A: 1, B: 1	A:3、B:3。合計: 6 - 失敗

一部の障害が発生したホストのセットが TotalUsedSlots>TotalSlotsRemainingになったので、このアプローチは失敗しました。

Proof-simple の例

LargestClusterVM = 8 GB

Host	AdditionalMemory
ホスト A	7 GB
ホスト B	7 GB
ホスト C	0 GB
ホスト D	5 GB