VMware vCenter 就能夠提供高可靠的集群 （Cluster） 方案，在 vSphere 集群中，任何一臺服務器發(fā)生嚴重故障了（如系統(tǒng)宕機、網(wǎng)絡故障、存儲失聯(lián)等），上面運行的工作負載就會被 vCenter 轉移到其他正常運行的服務器繼續(xù)運行。這種高可靠架構可以滿足絕大多數(shù)業(yè)務的需求，在共享存儲或 vSAN 上都能實現(xiàn) RPO=0 的效果，但是需要一點時間在其他服務器上重啟相關應用和服務，所以 RTO>0。
漲姿勢：RTO 和 RPO
在設計高可靠系統(tǒng)時經(jīng)常涉及到 RTO 和 RPO 兩個指標：
- RTO （Recovery Time Objective） 就是企業(yè)能容忍的恢復時間。災難發(fā)生后，從 IT 系統(tǒng)宕機導致業(yè)務停頓，到 IT 系統(tǒng)恢復至可以恢復業(yè)務運營之間的時間。
- RPO （Recovery Point Objective） 可簡單地描述為企業(yè)能容忍的最大數(shù)據(jù)丟失量。假設系統(tǒng)一天做一次備份，如果第二天出現(xiàn)錯誤，那從備份完成后到錯誤出現(xiàn)時所寫入的數(shù)據(jù)都無法挽回了，從上一次備份到發(fā)生錯誤之間的時間就是 RPO。
但是還是有一部分關鍵應用不允許有任何中斷，要求達到 RTO=0 的高可靠性，這時候就可以采用 vSphere Fault Tolerance 容錯技術。
FT 工作原理
FT 技術的工作原理是把需要保護的虛機運行在主服務器上，指定集群中的另一臺服務器為備份，vSphere 在備份服務器上也創(chuàng)建一個跟受保護虛機一模一樣的虛機。主虛機和備份虛機的數(shù)據(jù)和狀態(tài)是完全一致的，通過 vLockStep （virtual Lockstep） 技術來保證兩臺虛機的同步運行。vSphere 通過網(wǎng)絡把主虛機的 FT 日志 （FT Logging） 傳遞給備份虛機，保證兩臺虛機在同一時間內處理相同的指令，并且處理相同的非確定性事件，如網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包、用戶輸入、硬件時鐘等，這些非確定性事件在物理機上幾乎是無法同步的，但是虛機的所有硬件和 I/O 輸入都是由 vSphere 來控制的，所以就可以做到。
漲姿勢：Lockstep 技術
Lockstep 技術是容錯計算機 （Fault Tolerance Computer） 的關鍵實現(xiàn)技術之一，通過使用相同的、冗余的硬件組件來保持多個 CPU、內存精確的同步，在正確的相同時鐘周期內執(zhí)行相同的指令。該技術能夠保證發(fā)現(xiàn)任何錯誤，即使短暫的錯誤，系統(tǒng)也能在不間斷處理和不損失數(shù)據(jù)的情況下恢復正常運行。
vSphere 把發(fā)送給主虛機的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包也完全復制給備份虛機，備份虛機執(zhí)行跟主虛機完全一致的指令流，按照相同的順序來對網(wǎng)絡服務請求做出響應，產(chǎn)生完全一致的運算結果。唯一的區(qū)別在于，主虛機對外的輸出是實際生效的，磁盤寫操作會提交給硬盤、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包會被發(fā)送出去；備份虛機的所有對外輸出都會被 vSphere 屏蔽，外界不會感知到備份虛機的存在。
只有當主虛機失效時 （主服務發(fā)生故障），備份虛機才會真正生效。因為兩個虛機的 CPU 指令順列、內存狀態(tài)都是完全一致的，vSphere 馬上進行故障轉移 （failover），即刻讓備份虛機變成新的主虛機， 所有的 TCP 網(wǎng)絡連接都沒有中斷，虛機中的應用可以繼續(xù)運行。對外界用戶而言，受保護的虛機完全沒有中斷運行，實現(xiàn)了 RPO=0 和 RTO=0 的最高等級容錯。為了繼續(xù)保護新的主虛機，vSphere 會在集群中尋找一臺合適的服務器作為新的備份服務器，然后在上面復制一個新的備份虛機出來，從而形成新的容錯保護機制。
換一個角度，我們也可以把 FT 技術看作是一種特殊的 vMotion。vMotion 的過程是把虛機的內存逐塊地復制到另一臺服務器上，在復制的過程中虛機還在正常運行，所以內存還在被不斷的改寫，最后一塊被復制的內存被稱之 vMotion checkpoint，這塊內存復制完成之后虛機就被完全切換到新的服務器上運行，從而完成 vMotion 的整個過程。FT 技術則是持續(xù)地復制 checkpoint 內存塊，正常情況下并不結束這一操作，只有當故障轉移時，才真正完成 vMotion 操作。
FT 適用條件
FT 技術不要求對應用進行改寫，或是對操作系統(tǒng)進行特殊的配置，所以一般的應用可以很方便地使用 FT 技術來進行保護。vSphere 6.0 可以保護的虛機最多可以有 4 個 vCPU、64 GB 內存，不超過這個資源限制的應用都可以采用 FT 技術來保護。而且這是 vSphere 標準版就內置的功能，不用采購額外的軟件許可證，凡是 vSphere 的用戶都可以隨時激活對于虛機的 FT 保護。
FT 的工作機制要求主備虛機之間進行同步，只有等備份虛機上的同步操作完成之后，主虛機上的數(shù)據(jù)包傳輸才會真正完成。對于網(wǎng)絡上的用戶而言，發(fā)給主虛機的網(wǎng)絡請求就有一個額外的延遲，一般這個延遲從幾毫秒到幾百毫秒不等，一個低速的 FT 日志同步網(wǎng)絡（如1GB）可能加劇這種等待，搭建 vSphere FT 環(huán)境要求主備服務器之間是專用的 10GB 高速低延遲同步網(wǎng)絡，以保證主備服務器之間的 FT 日志同步速度，否則就會給受保護的應用帶來嚴重的性能影響。所以 FT 技術不適用于對于延遲敏感的應用或者是實時應用，也不適用于對于內存進行大量修改的應用（因為會產(chǎn)生大量的 FT 日志同步）。
傳統(tǒng)的容錯計算是由昂貴的專用服務器實現(xiàn)的，現(xiàn)在 vSphere 在普通的 x86 服務器上就能實現(xiàn)同樣的功能，容錯計算終于成為一種大家都用得起的技術。
