在集群主機(jī)間虛擬服務(wù)器的負(fù)載均衡功能說(shuō)穿了就是一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題。服務(wù)器負(fù)載均衡服務(wù)自動(dòng)計(jì)算資源的利用率，然后把某臺(tái)主機(jī)跟其它主機(jī)的可用資源進(jìn)行比較來(lái)決定該集群是否需要進(jìn)行負(fù)載均衡。

但是這些都沒(méi)有精確的公式化約定。每種負(fù)載均衡服務(wù)都是用不同的計(jì)算模型來(lái)決定集群是否需要。例如，VMware vSphere的DRS（Distributed Resource Scheduler）功能跟微軟SCVMM（System Center Virtual Machine Manager）的PRO（Performance and Resource Optimization）就采用了不同的機(jī)制。然而，管理員在決定在線遷移虛擬機(jī)達(dá)到負(fù)載均衡目的之前，需要綜合考慮性能監(jiān)控和計(jì)算結(jié)果。

多數(shù)人把負(fù)載均衡拋給相關(guān)的自動(dòng)化服務(wù)來(lái)完成，但理解它們的計(jì)算方法很重要。可以幫助我們了解什么時(shí)候需要對(duì)負(fù)載均衡服務(wù)做調(diào)整來(lái)達(dá)到最佳效果。另外，您還可以識(shí)別出什么時(shí)候廠商提供的負(fù)載均衡功能是真正所需的。

VMware的負(fù)載均衡服務(wù)：DRS

DRS服務(wù)通過(guò)兩種邏輯關(guān)系來(lái)判斷集群是否失去平衡。如果當(dāng)前主機(jī)負(fù)載的標(biāo)準(zhǔn)偏差超過(guò)目標(biāo)主機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)差，DRS認(rèn)為該主機(jī)跟集群中的其它主機(jī)相比是失衡的。為了達(dá)到平衡，DRS借助vMotion把虛擬機(jī)從超負(fù)荷的主機(jī)中遷移出來(lái)。

這些服務(wù)器負(fù)載均衡數(shù)據(jù)位于vSphere Client內(nèi)的VMware DRS界面中。DRS通過(guò)分析每臺(tái)宿主機(jī)的CPU和內(nèi)存資源來(lái)衡量負(fù)載情況。然后，負(fù)載均衡服務(wù)算出平均的負(fù)載水平并基于此計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差值。一旦vSphere開(kāi)始運(yùn)行，DRS會(huì)每隔五分鐘重新計(jì)算一次集群的負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)差值。

如果負(fù)載均衡服務(wù)檢測(cè)到需要進(jìn)行均衡，DRS會(huì)對(duì)集群內(nèi)有這種的需要虛擬機(jī)進(jìn)行基于優(yōu)先級(jí)的分級(jí)。使用如下的公式，可以計(jì)算出該宿主機(jī)跟集群內(nèi)其它主機(jī)相比的平衡情況。

圖1：用這個(gè)公式來(lái)判斷集群的負(fù)載均衡

理想的集群環(huán)境中當(dāng)前主機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)差值應(yīng)該為零，也就是說(shuō)該主機(jī)跟集群內(nèi)其它主機(jī)的負(fù)載完全平衡的。如果數(shù)值增加，意味著相比其它服務(wù)器某臺(tái)主機(jī)上的虛擬機(jī)需要更多的額外資源，因此資源需要被重新分配。

DRS然后給出優(yōu)先級(jí)建議來(lái)達(dá)到均衡。優(yōu)先級(jí)一的應(yīng)該被立刻處理，相比而言優(yōu)先級(jí)五的建議可能對(duì)修復(fù)問(wèn)題的作用會(huì)小一些。

通過(guò)微軟的PRO實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡

微軟的SCVMM采用了不同的負(fù)載均衡機(jī)制。本質(zhì)上看，它計(jì)算資源利用率時(shí)并不對(duì)整個(gè)集群的環(huán)境進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。它的負(fù)載均衡服務(wù)，即PRO考慮的是單個(gè)宿主機(jī)資源過(guò)度使用的情況。

您可能還注意到一點(diǎn)SCVMM的重要情況。無(wú)論是Hyper-V還是SCVMM都不能根據(jù)性能情況單獨(dú)完成虛擬機(jī)的重新分配。SCVMM只有在跟SCOM（System Center Operations Manager）集成到一起并且啟用了PRO之后才可以調(diào)配虛擬機(jī)。因?yàn)镾CVMM需要借助SCOM實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)的監(jiān)控。

在SCVMM 2008 R2中，如果主機(jī)資源過(guò)載，虛擬機(jī)可以從集群的某臺(tái)主機(jī)在線遷移出來(lái)。根據(jù)“Microsoft TechNet article”的描述，當(dāng)內(nèi)存使用率超過(guò)“物理內(nèi)存總量減去宿主機(jī)預(yù)留的內(nèi)存量”時(shí)，SCVMM就認(rèn)為主機(jī)過(guò)載。當(dāng)CPU利用率大于“100%減去宿主機(jī)占用的CPU資源”后也會(huì)有同樣判斷。

任何一臺(tái)服務(wù)器都不會(huì)去計(jì)算整個(gè)集群的負(fù)載情況決定資源的分配。但是SCVMM通過(guò)單臺(tái)宿主機(jī)的資源使用率來(lái)決定主機(jī)過(guò)載后是否需要對(duì)虛擬機(jī)做在線遷移。系統(tǒng)會(huì)對(duì)四個(gè)資源使用做監(jiān)控：CPU、內(nèi)存、磁盤IO和網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)在SCVMM控制面板內(nèi)拖動(dòng)滑塊可以設(shè)置這些資源的優(yōu)先級(jí)。

還有一種可選方案是通過(guò)PowerShell腳本來(lái)分析集群情況幫助完成負(fù)載均衡。通過(guò)運(yùn)行腳本比對(duì)集群內(nèi)宿主機(jī)內(nèi)存和虛擬機(jī)使用情況來(lái)執(zhí)行虛擬機(jī)的負(fù)載均衡。

負(fù)載均衡服務(wù)借助各種計(jì)算方法來(lái)檢測(cè)集群中虛擬機(jī)是否需要。但是如果您不能理解各個(gè)服務(wù)的計(jì)算公式，那么就很難真正實(shí)現(xiàn)有效的調(diào)度。即使您不是數(shù)學(xué)天才，這些方法也可以幫助我們避免問(wèn)題。