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Konfiguration von Hyper-V Converged Fabric

VIRTUAL MACHINE MANAGER

Wie in den letzten Artikel beschrieben, ist mit Service Pack 1 für System Center 2012 Virtual Machine Manager einiges im Bereich Network Management hinzugekommen, wie der Logical Switch. Im nachfolgenden Artikel geht es um die Konfiguration dieser Komponente.

Dies ist der zweite Artikel einer Serie zu System Center 2012 Virtual Machine Manager, welche zusammen mit Thomas Maurer (MVP Virtual Machine) verfasst wird. Folgende Themen folgen in den kommenden Tagen:

Traditional Design

Hyper-V Converged Fabric ermöglicht es auf eine einfache Art und Weise physikalische Netzwerk Adapter für unterschiedliche Netzwerkarten zu verwenden. Dies ist neu in Windows Server 2012, da früher NIC Teaming von 3rd Party Software abhängig war und dieses Konzept nicht zur Verfügung stand. Auch, und das war das grössere Problem, hatte Hyper-V selbst keine ausgereifte Quality of Service (QoS) Lösung. Daher war die einzige Option, das was wir nun als “Traditional Design” bezeichnen.

Converged Fabric - Traditional Design

In diesem Setup nutzt jedes Netzwerk einen dedizierten Adapter, wie zum Beispiel für Management, Cluster, Live Migration und VM Network. Die Netzwerke, zum Bespiel jenes für die VMs, können in einem Team zusammengefasst werden. Dazu musste bei Windows Server 2008 R2 allerdings 3rd Party Software verwendet werden, wie zum Beispiel jene von HP. Dieser Setup ist noch immer gut für Windows Server 2012, allerdings gibt es Konfigurationen mit einer weit grösseren Flexibilität.

Full Converged

Mit Windows Server 2012 kann nun weitaus mehr aus einem Netzwerk Adapter geholt werden. Die Flexibilität kommt einerseits aus dem integrierten NIC Teaming, welches neu out-of-the-Box in Windows Server 2012 dabei ist, anderseits wird dies mit den Virtual Network Adapter im Management OS erweitert. Dies erlaubt es einem Hyper-V Host, dass sämtliche erforderliche Netzwerke (Management, Cluster, Live Migration, …) bereitzustellen, indem nur zwei physikalischen Netzwerk Adapter als Team zusammengefasst und die zusätzlichen Adapter dem Management OS (Parent Partition) virtuell über den Hyper-V Virtual Switch als Virtual Network Adapter zugewiesen werden.

Converged Fabric - Full Converged

Dieser Setup nutzt zwei 10 GbE Netzwerk Adapter welche in einem Team zusammengefasst werden. Darauf wird der Hyper-V Virtual Switch erstellt, welcher allerdings in diesem Fall nicht nur durch die Virtual Machines genutzt werden, sondern auch durch das Management OS. In diesem Beispiel wurden drei Netzwerke erstellt, Management, Cluster und Live Migration. Selbst ein Adapter für Storage wie iSCSI oder SMB3 könnte über ein Virtual Network Adapter konfiguriert werden.

Die “Standard” Konfiguration

In den nachfolgenden Beispielen wird primär PowerShell verwendet. Dies ermöglicht auch komplexe Szenarien einfach in einem Script abzubilden, wie es auch im Hyper-V Installation and Configuration Guide beschrieben wurde.

Das Windows NIC Teaming erstellen

Zunächst muss ein NIC Team über den Server Manager oder PowerShell angelegt werden. Die detaillierte Konfiguration ist natürlich je nach Infrastruktur verschieden! In diesem Beispiel wird der Teaming Mode “Switch Independent” verwendet.

New-NetLbfoTeam -Name "Network Team" -TeamMembers "Ethernet","Ethernet 2" -TeamingMode SwitchIndependent -LoadBalancingAlgorithm TransportPorts

Der Hyper-V Virtual Switch konfigurieren

Aufbauend auf das Team kann nun ein Virtual Switch erstellt werden. Für die spätere Quality of Services (QoS) wird zusätzlich eine Gewichtung von “10” für die Minimum Bandbreite der Virtual Machines definiert.

New-VMSwitch -Name "Public Network" -NetAdapterName "Network Team" -MinimumBandwidthMode Weight
Set-VMSwitch "Public Network" -DefaultFlowMinimumBandwidthWeight 10

Die Virtual Network Adapter für das Management OS anlegen

In diesem Schritt werden nun sämtliche Netzwerk Adapter für das Management OS erstellt. Nebst Namen wird auch das VLAN (wenn notwendig) und wieder die Gewichtung für die Minimum Bandbreite konfiguriert.

Add-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name "Management" –SwitchName "Public Network"
Add-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name "Cluster" –SwitchName "Public Network"
Add-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name "Migration" –SwitchName "Public Network"

Im Management OS wurden nun drei Netzwerk Adapter mit dem Namen “vEthernet (Name)” erstellt. Im nächsten Schritt wird nun die Bandbreite über Set-VMNetworkAdapter konfiguriert. Dies kann auch später bei Bedarf wieder angepasst werden.

Set-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name "Management" -MinimumBandwidthWeight 5
Set-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name "Cluster" -MinimumBandwidthWeight 30
Set-VMNetworkAdapter -ManagementOS -Name "Migration" -MinimumBandwidthWeight 20

Eine VLAN ID wird schlussendlich mit Set-VMNetworkAdapterVlan konfiguriert:

Set-VMNetworkAdapterVlan -ManagementOS -VMNetworkAdapterName "Management" -Access -VlanId 10
Set-VMNetworkAdapterVlan -ManagementOS -VMNetworkAdapterName "Cluster" -Access -VlanId 20
Set-VMNetworkAdapterVlan -ManagementOS -VMNetworkAdapterName "Migration" -Access -VlanId 21

IP Adressen konfigurieren

Die neu angelegten Netzwerk Adapter müssen nun noch eine IP Adresse und bei Management die DNS Server erhalten. Auch dies kann in Windows Server 2012 sehr elegant über PowerShell erfolgen:

New-NetIPAddress -InterfaceAlias "vEthernet (Public Network)" -IPAddress 192.168.25.11 -PrefixLength "24" -DefaultGateway 192.168.25.1
Set-DnsClientServerAddress -InterfaceAlias "vEthernet (Public Network)" -ServerAddresses 192.168.25.51, 192.168.25.52
New-NetIPAddress -InterfaceAlias "vEthernet (Cluster)" -IPAddress 192.168.32.11 -PrefixLength "24"
New-NetIPAddress -InterfaceAlias "vEthernet (Migration)" -IPAddress 192.168.31.11 -PrefixLength "24"

Somit ist die (manuelle) Konfiguration einer Converged Fabric Lösung abgeschlossen. Das PowerShell Script aus dem Hyper-V Installation and Configuration Guide gibt es hier. Wird der Hyper-V Host nun in System Center 2012 SP1 Virtual Machine Manager hinzugefügt, so wird der Switch allerdings nur als “Standard Virtual Switch” erkannt. Für ein End-to-End Management muss dem Host in Virtual Machine Manager ein “Logical Switch” zugewiesen werden.

Der Logical Switch in “Virtual Machine Manager” vorbereiten

Damit eine Converged Fabric Konfiguration für Hyper-V mittels Virtual Machine Manager vorgenommen werden kann, sind zunächst einige Vorarbeiten erforderlich. Im ersten Artikel wurden die dazu erforderlichen Komponenten bereits erklärt.

Logical Networks und IP Pools

Als erster Schritt müssen in Virtual Machine Manager die Logical Networks definiert werden. Dies bildet die Grundlage für die weiteren Komponenten welche in einem Logical Switch genutzt werden. Jedes Logical Network hat eine Definition, welcher dann ein IP Pool zugewiesen wird. In dem aktuellen Beispiel sollte ein Logical Network und IP Pool für folgende Netzwerke bestehen: Management, Cluster, Migration.

Logical Networks

VM Networks

Mit dem Service Pack 1 wurde das Konzept der VM Networks eingeführt. Das heisst, eine Virtual Machines ist nicht mehr direkt einem Logical Network, sondern einem VM Network zugewiesen. Damit dies erfolgen kann, muss in der “VM and Services” Ansicht für jedes Logical Network ein VM Network angelegt werden.

VM Networks

Native Port Profiles

Nachdem die Netzwerke definiert und angelegt wurden gilt die Aufmerksamkeit der Virtual and Uplink Port Profiles. Per Default wird schon eine sehr vollständige Liste mitgeliefert. In den meisten Fällen kann (sollte) diese ohne weitere Anpassungen angewendet werden.

Was fehlt ist aber ein entsprechendes Uplink Port Profile. Dies ist spezifisch auf die physikalische Hardware abgestimmt, weswegen keine Vorlagen existieren. Folgende Konfigurationen sollten für das neue Uplink Port Profile “Converged Fabric” gewählt werden um das beschriebene Szenario abzubilden:

  • Load balancing algorithm: TransportPorts
  • Teaming Mode: SwitchIndependent
  • Logical Networks: Management, Cluster, Migration, VMs

Die Auswahl der VM Networks ist für die spätere Konfiguration der Virtual Network Adapter, wie auch Platzierung der Virtual Machines entscheidend.

Logical Switch

Nun kann endlich der Logical Switch erstellt werden, nachdem alle notwendigen Profiles angelegt wurden. Der Namen welcher hier gewählt wird, sollte eindeutig sein. Zum Beispiel “Converged Fabric”, was dann auch gleich als Namen für den Virtual Switch verwendet wird (und dadurch auch den Namen des Management Adapters prägt).

Bei der Erstellung können mehrere Sachen konfiguriert werden:

  • General
    • Name: Converged Fabric
    • SR-IOV: Optional (nur wenn entsprechende HW Verfügbar)
  • Extensions
    • Optional
  • Uplink
    • Uplink Mode: Team
    • Uplink Port Profiles: Converged Fabric
  • Virtual Port
    • Host Management
    • Host Cluster Workload
    • Live Migration Workload
    • Low, Medium, High Bandwith Adapter

Je nach Anforderungen werden mehr, oder weniger Virtual Port Profiles zugewiesen. Diese werden für den Hyper-V Host, aber primär durch die Virtual Machines verwendet.

Ein Hyper-V Host mittels Logical Switch konfigurieren

Nun gilt es darum, den Logical Switch auf einen Hyper-V Host anzuwenden. Damit dies erfolgreich ist, sollte auf dem Hyper-V Host kein Virtual Switch, noch NIC Teaming bestehen. Der primäre 10 GbE Netzwerk Adapter sollte als Management Adapter mit entsprechende IP Adresse konfiguriert sein. Der Host sollte zudem Mitglied der Active Directory Domain sein. Die konfigurierte IP Adresse wird dann durch Virtual Machine Manager auf den VNA übertragen.

Die Konfiguration eines Logical Switch erfolgt in den Properties >> Virtual Switches eines Hyper-V Hosts. Dort muss New Virtual Switch >> New Logical Switch ausgewählt werden. Zunächst gilt es den Logical Switch auszuwählen, und diesem die beiden 10 GbE Netzwerk Adapter hinzuzufügen. Weiter werden diesen Adapter das Uplink Port Profile zugewiesen.

Logical Switch - Uplink Profiles

Weiter können nun Virtual Network Adapter hinzugefügt werden. Für den Management Adapter können die Einstellungen übernommen werden. Dazu muss lediglich die Option “This virtual network adapter inherits settings from the physical management adapter” aktiviert werden. Dann nur noch die entsprechende Port Classification (Host Management) auswählen, damit die QoS Einstellungen zugewiesen werden.

Logical Switch - Management OS

Dieser Vorgang kann für die weiteren Netzwerke übernommen werden. Für Cluster und Migration wird allerdings die IP Adresse aus dem IP Pool bezogen, auch wenn fix vom Administrator vergeben. Nebst der Port Classification muss dazu das entsprechende VM Network ausgewählt werden.

Logical Switch - Cluster Adapter

Was passiert nun wenn OK gedrückt wird? Virtual Machine Manager wird…

  • … das NIC Team anlegen;
  • … den Virtual Switch anlegen;
  • … die drei Virtual Network Adapter erstellen;
  • … die Management IP auf den VNA übertragen;
  • … eine IP aus dem IP Pool für Cluster und Migration VNA konfigurieren;
  • … die QoS Richtlinien konfigurieren.

Es ist zu empfehlen kein NIC Team oder Virtual Switch zu konfigurieren. Damit kann der Virtual Machine Manager sonst etwas ins Gehege kommen.

Hinweis, die englische Version dieses Artikels wurde durch Thomas Maurer (MVP Virtual Machine) auf seinem Blog veröffentlicht.

Hyper-V , SCVMM , Windows Server 2012

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About the Author

Michel Luescher is a solution architect in the worldwide Datacenter & Cloud Infrastructure Center of Excellence (CoE) at Microsoft Corporation based out of Zurich, Switzerland. Primarily, Michel is focused on hybrid cloud solutions (Hyper-V, System Center and Microsoft Azure). In addition Michel is speaker, blogger and author of several books.

Comments (1)

  • Stefan says:

    nice article thanks. for me all is clear but how can I see the created vNIC from a VM perspective? I wanna make a Exchange DAG and SQL always on cluster heartbeat-network. I don’t see the vNIC in Hyper-V VM.
    thanks

     

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