Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Kiszolgáló oldali virtualizáció Tóth Dániel, Micskei Zoltán,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Kiszolgáló oldali virtualizáció Tóth Dániel, Micskei Zoltán,"— Előadás másolata:

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Kiszolgáló oldali virtualizáció Tóth Dániel, Micskei Zoltán, Szatmári Zoltán Virtualizációs technológiák és alkalmazásaik (VIMIAV89)

2 Tartalom  Jellegzetességek  Távoli hozzáférés megvalósítása  Háttértárak virtualizációja  VMware ESXi architektúra  Microsoft Hyper-V architektúra  Xen architektúra  Erőforrás-gazdálkodás 2

3 Szerver virtualizáció jellegzetességei  „Konszolidáció” – sok virtuális gép együttes futtatása, erőforrás hatékonyság, takarékosság  Hangsúlyos a távoli elérés, helyi hozzáférés teljesen háttérbe szorul  Az előző következménye: kevesebb fajta hardvert kell támogatni, nincs „multimédiás” igény  Karbantartási feladatok egyszerűsítése, automatizálhatóság  Menedzsment: monitorozás, távoli beavatkozás, terhelés és teljesítményadatok figyelése  „Integráció” – a virtualizált szerverek egy nagyobb infrastruktúra részei  Hozzáférés vezérlés, biztonság, a rendszernek sok (nem feltétlenül megbízható) felhasználója lehet egyszerre  Megbízható, hibatűrő működés 3

4 Emlékeztető – a két fő architektúra  Kétféle megközelítés: Hardver Oprendszer Virt. szoftver App. OS App. Hardver Virt. szoftver Menedzsment OS Menedzsment App. OS App. Hosted Bare-metal Jellemzően desktop megoldások: VMware Workstation, Player, Sun/Oracle VirtualBox, MS VirtualPC, KVM Jellemzően szerver megoldások: VMware ESXi, Xen, MS Hyper-V 4

5 Emlékeztető – a két fő architektúra Hosted  Interaktív alkalmazásnál előnyös o helyi hozzáférés, gyors grafika, hang stb. o OS szintű erőforrások biztosítása o Integráció asztali munkakörnyezetbe o Hardver meghajtókat a hoszt OS kezeli  Jellemzően kevés virtuális gép fut egyszerre o sok virtuális gépnél már rossz skálázódás o Jellemzően az OS alkalmazásokhoz kitalált ütemezőit próbálja VM-ek erőforrásgazdálkodására használni Bare-metal  Interaktív alkalmazások nehézkesek o távoli hozzáférés kell (lokális gépen megjelenítésnél is!) o teljesen speciális saját környezet, csak virtuális gépek futtatására o nincsenek finomított OS erőforrások o Hardver támogatást külön meg kell oldani  Jó skálázhatóság o Nincs hoszt OS, ami erőforrást fogyasztana o Saját, VM-ek számára optimalizált ütemezők, erőforrás-elosztók 5

6 Szerver virtualizációs megoldások  VMware ESXi  Xen o Xen.org o Citrix XenServer o Oracle VM Server (Xen alapú)  Microsoft Hyper-V  IBM LPAR, DLPAR  … 6

7 Tartalom  Jellegzetességek  Távoli hozzáférés megvalósítása  Háttértárak virtualizációja  VMware ESXi architektúra  Microsoft Hyper-V architektúra  Xen architektúra  Erőforrás-gazdálkodás 7

8 Minimális konzolos beállítási lehetőségek 8

9 Távoli hozzáférés lehetőségek (1) Hardver BIOS Operációs rendszer Alkalmazások Billentyűzet, egér, video Billentyűzet, egér, video Beépített távoli menedzsment hardver Távoli elérés Ethernet hálózaton keresztül (IPMI, Intel AMT) Távoli elérés hardver Hálózat Távolság: TCP/IP felett akárhova eljuttatható Több gép elérése: külön IP címek Lehet közös az üzemi hálózattal, lehet dedikált menedzsment hálózat Biztonság fontos kérdéssé válik Többnyire csak szöveges felület (BIOS is) Grafikus kép továbbító külön opció Hálózat Távolság: TCP/IP felett akárhova eljuttatható Több gép elérése: külön IP címek Lehet közös az üzemi hálózattal, lehet dedikált menedzsment hálózat Biztonság fontos kérdéssé válik Többnyire csak szöveges felület (BIOS is) Grafikus kép továbbító külön opció Dedikált kliensprogram Hálózati interfész 9

10 Példa: SUN ILO 10

11 SUN ILO működés közben 11

12 Hardver Távoli hozzáférés lehetőségek (2) Operációs rendszer Alkalmazások Billentyűzet, egér, video Billentyűzet, egér, video Virtuális gép virtuális konzolja Hálózat Előnyei, hátrányai lásd előbb Virtuális géphez teljes hozzáférés (BIOS, szöveges, grafikus) Működő és konfigurált hálózatot csak a virtualizációs keretrendszer szintjén igényel, a vendég OS szintjén nem Hálózat Előnyei, hátrányai lásd előbb Virtuális géphez teljes hozzáférés (BIOS, szöveges, grafikus) Működő és konfigurált hálózatot csak a virtualizációs keretrendszer szintjén igényel, a vendég OS szintjén nem Dedikált kliensprogram Hálózati interfész Virtualizációs keretrendszer Virtuális gép Billentyűzet, egér, video Billentyűzet, egér, video Távoli elérés szerver Távoli elérés szerver BIOS 12

13 Távoli hozzáférés lehetőségek (3) Virtuális Hardver BIOS Operációs rendszer Alkalmazások Vendég OS szintű távoli elérés Távoli elérés szerver Dedikált kliensprogram Virtualizációs keretrendszer Hálózati interfész 13 Hálózat Előnyei és hátrányai lásd előbb Szöveges és grafikus kép is Az operációs rendszernek működnie kell ÉS konfigurált hálózattal kell rendelkeznie Hálózat Előnyei és hátrányai lásd előbb Szöveges és grafikus kép is Az operációs rendszernek működnie kell ÉS konfigurált hálózattal kell rendelkeznie

14 Tartalom  Jellegzetességek  Távoli hozzáférés megvalósítása  Háttértárak virtualizációja  VMware ESXi architektúra  Microsoft Hyper-V architektúra  Xen architektúra  Erőforrás-gazdálkodás 14

15 Nagy integrált rendszerek kiépítése  Szerver virtualizációnál egy fizikai gép ritkán elég  Jó, ha egyes erőforrások: o központilag kezeltek o átcsoportosíthatóak, hozzárendelések megváltoztathatóak o megoszthatóak, több helyről is egyformán elérhetőek  Példák o háttértár: sok kicsi, gépekben elszórt merevlemez helyett egy-egy nagy tároló alrendszer (storage system/disk array) o hálózatok: minden hoszton egyformán elérhetőek legyenek o magasabb szinten: jogosultságkezelés, felhasználói fiókok címtára 15

16 Háttértár virtualizáció  Elterjedt megoldások: o SAN – Storage Area Network, blokkos eszközt biztosít o NAS – Network Attached Storage, fájlrendszert biztosít  Példa: Egyszerűsített háttértár stack 16 ~kliens Fizikai eszköz Partíció Logikai kötet(ek) Fájlrendszer Pl.: Samba, NFS, FTP Pl.: iSCSI, AoE

17 iSCSI – SAN megoldás  Blokkos eszköz biztosítása TCP/IP hálózatok felett  Fájlrendszernek támogatnia kell a több gépről történő elérést o Pl. VMFS, GFS fájlrendszer 17 iSCSI portal / target iSCSI initiator Fizikai tár ~szerver~kliens

18 Tartalom  Követelmények  Szerver virtualizációs architektúrák  Háttértárak virtualizációja  VMware ESXi architektúra  Microsoft Hyper-V architektúra  Xen architektúra  Erőforrás-gazdálkodás 18

19 VMware ESXi  VMware bare-metal megoldása o Követelmény: 64 bites CPU o (Van ingyenes verziója is)  VMware ESX utódja (új architektúra)  vSphere 5 család része o vCenter Server, vMotion, DRS, HA, FT… o lásd a későbbi előadást

20 VMware ESXi 5 architektúrája  VMkernel  World o VM world o Ágensek, shell…

21 VMware ESXi 5 architektúrája (folyt.) 21 Forrás: VMware ESXi 5.0 Operations Guide

22 ESXi system image  Aktív és alternatív verzió  In-memory fájlrendszer o Pl. log fájl elveszik újraindításkor  OEM kiegészítések (embedded ESXi) 22

23 Tartalom  Követelmények  Szerver virtualizációs architektúrák  Háttértárak virtualizációja  VMware ESX és ESXi szerver architektúrája  Microsoft Hyper-V architektúra  Xen architektúra  Erőforrás-gazdálkodás 23

24 Microsoft Hyper-V  Microsoft bare-metal virtualizációs megoldása o Jelenleg: 3. verzió béta (Windows Server 2012)  Két változat: o Windows Serverben a Hyper-V szerep o MS Hyper-V Server (különálló, ingyenes, csak Hyper-V)  HW igény: o CPU: 64 bites, HW-es virtualizációs támogatás

25 Microsoft Hyper-V v3 újdonságai  Több párhuzamos „Live migration” folyamat  „Live migration” osztott tárhely nélkül  Resource pool kezelés  Adat de-duplikáció támogatása  Virtuális gépeknek 64 CPU és 1 TB RAM  Új virtuális lemezkép típus támogatása (16 TB-ig skálázható) 25

26 Hyper-V architektúra I Hardver Hypervisor Windows Server 2008 kernel + Hyper-V modulok Virtualization stack (pl. VM kezelő szolgáltatás) Virtualization stack (pl. VM kezelő szolgáltatás) Ring 0 Ring 3 Root mode Szülő partíció Gyerek partíció 1Gyerek partíció 2 Vendég OS Vendég alkalmazások 26

27 Hyper-V architektúra II 27

28 Tartalom  Követelmények  Szerver virtualizációs architektúrák  Háttértárak virtualizációja  VMware ESX és ESXi szerver architektúrája  Microsoft Hyper-V architektúra  Xen architektúra  Erőforrás-gazdálkodás 28

29 Xen  University of Cambridge kutatási projekt  Jelenleg: o Xen.org: nyílt forráskód, sok disztribúcióban elérhető o Citrix XenServer: plusz funkciók, fizetős (is) o Xen Cloud Platform (XCP): XenServer nyílt változata o Oracle VM, HUAWEI UV…  Követelmény: o Paravirtualizációs kiegészítés része a Linux kernelnek o Windows vendéghez HW-es virtualizáció kell

30 XCP architektúra  Dom0: menedzsment OS  DomU: virtuális gépek Forrás:

31 XCP tervek: Domain 0 Disaggregation  Domain 0 szétválasztása o Külön Driver, Stub és Service Domain o Külön-külön újraindíthatók o Privilégiumok szűkebb kiosztása, jobb biztonság  XCP 2.0-ra ígérik (2013)  Qubes OS hasonlót használ a hálózatra (lásd 31 Forrás: John Garbutt, Xen Cloud Platform Update, XenSummit 2012

32 Bare metal megoldások architektúrái ESXi Xen / Hyper-V  I/O eszközök kezelése a szülő partícióban  Meghajtókat a HW gyártók szállítják  I/O eszközöket is a hypervisor kezeli  Meghajtókat (driver) a VMware szállítja  Extra kis méret: ESXi (32 MB) 32

33 Tartalom  Követelmények  Szerver virtualizációs architektúrák  Háttértárak virtualizációja  VMware ESX és ESXi szerver architektúra  Microsoft Hyper-V architektúra  Xen architektúra  Erőforrás-gazdálkodás 33

34 Erőforrás-gazdálkodás  A virtuális gépek közös erőforráson osztoznak  Jellemző példák: o CPU: gyakran (összesen több vCPU, mint fizikai) o Memória: ritkábban (memory overcommit) o Háttértár I/O műveletek: itt jellegzetesen osztozás van! o Hálózati áteresztőképesség: itt is osztozás van

35 Versengés az erőforrásokért  Erőforrás szűk keresztmetszet lesz o Kis terheléseknél ritka o De szerverkörnyezetben gyakran előfordul  Hogyan osszuk el ilyenkor az erőforrásokat?

36 Feladatok erőforrások kezelésénél  Tipikus igények: o Korlátozni valakinek a felhasználást o Garantálni valakinek a minimumot o Prioritás versenyhelyzet esetén  Megoldások: o Kemény korlátozások, „lágy” korlátok, részesedés o „Proportional-Share Based Scheduler”

37 Szabályozási lehetőségek (VMware)  Resource Limit – kemény felső korlát az erőforrás igénybevételére o Akkor is érvényes, ha egyébként van szabad erőforrás  Resource Reservation – garantált rendelkezésre álló erőforrás mennyiség o Nem feltétlenül használja ki, csak verseny esetén érvényesül, egyébként a keretet más használhatja  Resource Shares – prioritás o Verseny esetén az alapértelmezett „igazságos” elosztás módosítható ezzel

38  Több VM-et futtató gép esetén a CPU share értékek a következők o VM1: 1000 o VM2: 1000 Példa a share használatára 38 Forrás: Carl Waldspurger. Resource Management for Virtualized Systems

39  Több VM-et futtató gép esetén a CPU share értékek a következők o VM1: 1000 o VM2: 1000 o VM3: 2000  Versenyhelyzet esetén mennyi a VM1 részére biztosított erőforrás-mennyiség? o 1000 / ( ) = 1/4 CPU idő Példa a share használatára 39

40 Erőforrás gazdálkodás 40 VM share módosítása dinamikus újrakonfigurálás Új VM felvétele Graceful degradation VM eltávolítása Extra erőforrások kihasználása

41 CPU ütemezés  Simplified virtual-time algorithm o „Virtuális idő”= felhasználás / share o Ütemezés: Legkisebb „virtuális idejű” VM  Példa: 3 VM A, B, C (3 : 2 : 1 share aránnyal) B A C

42 Hierarchikus erőforráskezelés  Nemcsak virtuális gépek szintjén lehet korlátozni  Pool-okba szervezhetők a VM-ek  Használati eset példák: o Egy felhasználó összes gépére egy közös korlátozás o Egy feladatot ellátó gépek csoportjára korlát o Kritikus/nem kritikus alkalmazások csoportosítása Host - korlát: fizikai CPU, Memória Resource Pool -Korlát -Garantált részesedés Guest -Korlát -Garantált részesedés További Resource Pool

43 Hierarchikus erőforráskezelés  Nemcsak virtuális gépek szintjén lehet korlátozni  Pool-okba szervezhetők a VM-ek  Használati eset példák: o Egy felhasználó összes gépére egy közös korlátozás o Egy feladatot ellátó gépek csoportjára korlát o Kritikus/nem kritikus alkalmazások csoportosítása Host - korlát: fizikai CPU, Memória Resource Pool -Korlát -Garantált részesedés Guest -Korlát -Garantált részesedés További Resource Pool Korlátokat szab: -Host -Resource Pool -Guest Korlátokat szab: -Host -Resource Pool -Guest Egymásba ágyazott korlátoknál szűkítés, konfliktusnál prioritás szerinti feloldás Egymásba ágyazott korlátoknál szűkítés, konfliktusnál prioritás szerinti feloldás

44 Erőforrás gazdálkodás: GUI felület 44

45 Hyper-V: hasonló erőforrás-gazdálkodás 45

46 Összefoglalás  Követelmények o Sok guest, jó skálázhatóság, távoli elérés  Szerver virtualizációs architektúrák o Dominánsan bare-metal  Háttértárak virtualizációja o iSCSI SAN  VMware ESX és ESXi szerver architektúrája o Mikrokernel, eltérés a Service Console megvalósításában  Hyper-V architektúra 46

47 DEMO  Indítás: alap konfiguráció (IP, jelszó) beállítása  Csatlakozás VI Clienttel  iSCSI storage beállítása datastore-nak Gyakorlat: ESXi használata 47


Letölteni ppt "Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék Kiszolgáló oldali virtualizáció Tóth Dániel, Micskei Zoltán,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések