在今年VMworld大會舉行的前一週,也就是9月底,VMware宣布推出伺服器虛擬化平臺vSphere的7.0 Update 3版,改版的方向涵蓋三大主題:提供可充分支援開發者需求的基礎架構、具備可靠的規模擴展能力,以及簡化整體維運工作。

針對開發人員操作需求,提供更強大的功能

關於開發者支援的部分,新版vSphere能讓虛擬機器服務支援vGPU,並促使vSphere with Tanzu的設定變得更為順暢。

所謂的vGPU支援,是指開發人員與DevOps團隊能夠運用Kubernetes命令,直接在底層主機之上,建立內含vGPU的虛擬機器,隨後,就能在這種啟用GPU的虛擬機器上,提供自助式服務的模式,讓用戶能夠在此自行組建與執行機器學習應用程式。

事實上,在今年上半推出的vSphere 7.0 Update 2,已經支援Nvidia GPU Operator,因此可以支援相關的Kubernetes操作。

透過這套Operator,能簡化vGPU軟體部署──可在無法變更設定、軟體安裝的作業系統當中,執行軟體容器平臺,而不是直接將vGPU軟體安裝到作業系統裡面。基本上,Nvidia GPU Operator的組成,包含Hypersior、容器平臺、虛擬機器安裝的作業系統等三大元件,Hypersior是Vmware vSphere的ESXi 7.0 Update 2,容器平臺有兩種選擇,一是Red Hat OpenShift(4.6或4.7),另一是VMware Tanzu Kubernetes Grid(TKG),作業系統則是RHEL CoreOS 4.6或4.7或Ubuntu 20.04 LTS。

而在簡化vSphere with Tanzu設定的部分,VMware特別著重在網路──針對管理網路(Management Network),以及工作負載網路(Workload Network)的組態設定上,除了採用固定IP位址,也能選擇DHCP而能使這些設備配發動態IP位址,以及自動套用DNS與NTP等相關設定,毋需煩惱該用那些IP位址,讓用戶能夠在聚焦在Kubernetes平臺的維運。

持續提升虛擬機器的資源擴展能力

在擴展執行規模的特色上,vSphere新版也持續強化持續性記憶體(PMEM)的支援,針對採用這類元件的系統,改進快速復原能力,同時,也更新了生命週期管理器(LCM),以及資源管理器。

記憶體資源管理
對於記憶體的整體運用上,VMware也提供記憶體頻寬與用量的狀態監控功能,可協助IT人員能夠更容易進行效能分析與調校的工作,同時,還能基於服務等級協定來設定警報,也可以根據上述的洞察分析來執行矯正。

這項新功能稱為vSphere Memory Monitoring and Remediation(vMMR) ,可適用於PMEM的記憶體模式(PMEM可支援二或三種運作模式),同時,vMMR也能針對DRAM與PMEM,提供進階的監控測量機制。

VMware表示,在先前版本的vSphere系統當中,IT人員若要掌握記憶體資源的統計資訊,並不容易,需安裝第三方命令列工具來幫忙,而在vSphere 7.0 Update 3推出之後,系統已直接內建這些監測功能,IT人員可透過管理主控臺來查看,若系統本身搭配的多種記憶體,像是DRAM、PMEM之間發生記憶體存取瓶頸時,能運用上述圖形介面,從主機與虛擬機器的層次來進行障礙排除與監控。這項功能目前可適用於英特爾的兩種處理器平臺:2018年推出的Cascade Lake,以及今年新發表的Ice Lake,VMware也會針對這項功能發布相容性矩陣對照資訊,可供用戶參考。

支援NVMe over TCP
在固態儲存系統的應用上,隨著NVMe介面標準的搭配日益普及,vSphere 7 Update 3開始支援NVMe over TCP(NVMe/TCP),可透過通用的TCP/IP網路基礎架構來傳送NVMe固態硬碟的儲存流量,如此能以較低的成本達到更高的存取效能與更低的延遲。

為了證明這樣的搭配可行,VMware也宣布與Dell合作,雙方將會打造由vSphere支援的NVMe/TCP儲存解決方案──Dell在此將提供兩套產品:PowerStore儲存平臺、SmartFabric Storage Software(SFSS),協力發展新世代IT基礎架構。

基於這些產品與技術、尤其是NVMe/TCP與SFSS的搭配,兩家公司希望能夠將軟體定義網路的概念帶到儲存系統的連結,之後能夠支援連線自動化的處理,進而橫跨多種混合模式、提供自動探查機制,甚至可適用於光纖通道網路(FC)或融合管理模式,一路延伸到邊緣運算的應用上,得以重新塑造儲存網路的未來。

關於NVMe over Fabrics的支援,vSphere是從7.0版開始提供,最初是涵蓋光纖通道與RDMA等兩種通訊存取協定,也就是NVMe over Fibre Channel(可簡稱為NVMe/FC或FC-NVMe),以及NVMe over RDMA(NVMe/RDMA,這裡的RDMA是指RoCEv2),因此,在底層伺服器的硬體組態上,需配置光纖通道的HBA卡或是支援RDMA的網路卡。

                                   

而在7.0 Update 3當中,vSphere正式支援NVMe/TCP之後,也意味著要實作這樣的應用,已不再需要顧慮額外搭配、建置特定硬體設備的需求,僅需用既有的標準乙太網路環境與連網裝置即可,形同大幅降低使用NVMe over Fabrics這類技術架構的建置成本門檻,但現在企業該在意的因素,反而是現行資料中心網路的頻寬是否夠用,以因應衍生的網路儲存連線負擔。

由於有三種通訊協定可用,用戶除了考量成本,還需要評估自身應用程式效能需求,VMware表示,依效能高低順序排列,RDMA居首,FC居次,之後則是TCP,用戶若不需要提供最低延遲與最大存取頻寬的服務水準,TCP其實是經濟實惠的選擇。

改良升級與修補機制
在vSphere當中,負責掌管多臺ESXi主機系統安裝與更新工作的部分,主要是vSphere生命週期管理員這個元件,vSphere本次改版也增加3項特色。

首先是儲存庫編輯功能(depot editing),以因應IT人員有時需要移除一些先前更新的驅動程式或其他元件,因相容性或其他考量而必須撤下,一旦發生這類情形,系統會通知IT人員,讓其採取行動。

其次是提升硬碟韌體修補機制,可搭配軟體定義儲存系統vSAN的硬體相容清單,進行硬碟韌體的檢查,以確認相容程度。

由於儲存裝置的相容性,不僅止於I/O控制器,也涵蓋硬碟本身的韌體,甚至儲存裝置本身也有可能是以軟體虛擬而成,因此,同樣需要進行修補作業,對此,VMware也持續擴增廠商支援清單,讓這些公司的硬體支援管理機制,能夠與vSphere生命週期管理員合作,以便讓用戶能夠一起修補系統的硬體與軟體,以及針對特定版本的BIOS建立宣告式映像。

第三是關於vSAN的見證管理(witness management),先前的vSphere生命週期管理員可處理NSX與Tanzu這兩種整合應用設備,而在vSphere 7.0 Update 3當中,也能針對單獨執行的vSAN,管理其見證機制。有了這項驗證管理機制,VMware表示,大部分用戶不必再為此擔憂。

舉例來說,這項功能有3種升級支援方式。首先,若要升級vSAN見證節點,VMware在這一版當中,開放可透過vSphere生命週期管理員需要的映像檔(vLCM Desired Image)來進行處理。其次,單獨執行的vSAN見證節點,原本可能是延申叢集Stretched Cluster或2節點叢集的1個成員,可經由vLCM Desired Image來進行升級;若是共用vSAN見證節點,需用先前的vLCM Baseline來升級,而不能透過vLCM Desired Image。

能夠直接整合NSX設定,DRS若遇上系統維護作業狀況,也將調整作法確保穩定度

至於簡化維運的功能,VMware在vSphere Client管理介面上,也開始內建軟體定義網路系統NSX的簡易設定,VMware提供了NSX專用的vCenter Server外掛,能讓IT人員直接在vSphere Client的介面當中,設定與使用NSX的網路安全功能,而不需再切換到NSX Manager登入。

同時,VMware在此對於NSX-T的安裝過程與設定上,也予以簡化,使用者身分認證能在vSphere與NSX-T之間順暢互通。

另外,在動態資源調度器(DRS)/動態線上虛擬機器即時遷移的設定上,新版vSphere也予以強化。VMware表示,DRS現在面對維護作業的處理時,變得更聰明,因為伺服器虛擬化系統如果正在執行較大型或更重要的工作負載,目前會採取盡量固定在原本的伺服器主機的做法,而減少線上不停機遷移的作業,以便在系統維護與升級的期間,降低服務停擺的可能性。

就實務作法而言,DRS如何進行這些判斷與工作?VMware表示,若DRS無法順利將虛擬機器搬遷至其他臺主機,vSphere 7.0 Update 3針對重新嘗試執行維護模式,提供更良好的使用邏輯,如同DRS處於維護模式所執行的工作負載搬遷作法。

事實上,DRS會持續追蹤難以搬移的工作負載,像是大型虛擬機器或具有重度I/O處理負荷的虛擬機器,隨後也試著縮減虛擬機器搬移至其他主機的次數。在大部分狀況下,目前DRS仍可進行單次搬移,若要進行更新與升級並不會因此變得困難。

提升多種核心儲存應用規格

在儲存系統與服務的應用上,vSphere新版除了支援NVMe/TCP,在儲存資源的應用上,也增加與改良多種特色。

首先是Datastore儲存區的連接,在7.0 Update 3當中,基於VMFS6或NFS檔案系統的單個Datastore,最多可同時連接128臺ESXi主機(先前的vSphere版本是64臺)。而這樣的組態開放之後,可減少Storage vMotion的使用,系統升級也變得更容易。

針對精簡型或厚重型設置的虛擬硬碟,在進行首次寫入作業可能導致的潛在效能衝擊,VMware在vSphere 7.0提供2.0版Affinity Manager(Affinity 2.0),

  

到了vSphere 7.0 Update 3版,VMware提供了Affinity 3.0,可支援雲端原生儲存(Cloud-Native Storage,CNS)的持續性Volumes,或是第一級硬碟(First Class Disks,FCD)。在每座叢集當中,這版vSphere也支援更多臺主機的容納。

Affinity 3.0還能持續追蹤硬碟上的可用資源,因此,當虛擬機器要將資料寫入硬碟,能夠更快進行。

在VMware軟體定義儲存應用當中,另一項vVols也隨著vSphere新版推出而持續改良。以7.0 Update 3而言,用戶現在可針對更大型的儲存區執行快照資料保護,系統會將多個快照處理彙集成群、以批次方式進行,使相關的作業過程更有效率,降低對虛擬機器或整個儲存環境的效能衝擊。

產品資訊

VMware vSphere 7.0 Update 3
●原廠:VMware
●建議售價:廠商未提供
●硬體需求:雙核心處理器、8GB記憶體、32GB硬碟空間
●系統元件:ESXi、vCenter Server
vCenter Server:
Authentication Services:vCenter Single Sign-On、vSphere License Service、VMware Certificate Authority
Services Installed with vCenter Server:PostgreSQL、vSphere Client、vSphere ESXi Dump Collector、vSphere Auto Deploy、VMware vSphere Lifecycle Manager Extension、VMware vCenter Lifecycle Manager
●單臺虛擬機器硬體最大組態:768顆虛擬核心、24TB記憶體、62TB虛擬硬碟容量、10張虛擬網卡、連接20個USB裝置、12TB持續性記憶體、64支NVDIMM、虛擬NVMe介面卡每臺VM可配置4張

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】

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