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 Virtualizációs technológiák és alkalmazásaik

2 Tartalom  Követelmények  Szerver virtualizációs architektúrák  Háttértárak virtualizációja  VMware ESX és ESXi szerver architektúrája  Microsoft Hyper-V architektúra  Erőforrás gazdálkodás 2

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

4 Virt. Emlékeztető – a két fő architektúra  Kétféle megközelítés: Hardver OS Virt. szoftver App. OS App. Hardver Virt. szoftver Menedzsment OS Menedzsment App. OS App. Hosted virtualizáció Bare-metal virtualizáció Jellemzően kliens megoldások: VMware Workstation, Server, Player, Sun VirtualBox, MS VirtualPC, KVM, UML Jellemzően szerver megoldások: VMware ESX Server, Xen Enterprise, 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 virtualizáció  Platform virtualizáción alapuló megoldások: o VMware ESX Server, ESXi – bare metal o VMware Server – hosted (de nem igazán komolyan vett termék…) o Xen – bare metal Xen.org – bare metal Citrix XenServer – bare metal Oracle VM Server (Xen alapú) – bare metal o Microsoft Hyper-V – bare metal o IBM LPAR, DLPAR – bare metal o … 6

7 Távoli hozzáférés megvalósítási lehetőségek 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 egy hálózaton 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 egy hálózaton 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 7

8 Operációs rendszer távoli elérése Virtuális Hardver BIOS Operációs rendszer Alkalmazások Vendég OS szintű távoli elérés Távoli elérés szerver Dedikált kliensprogram Virtualizációs keretrendszer Hálózati interfész 8 Hálózat Előnyei és hátrányai lásd előbb Szöveges és grafikus kép továbbítás Az operációs rendszernek működnie kell ÉS konfigurált hálózattal kell rendelkeznie Hálózat Előnyei és hátrányai lásd előbb Szöveges és grafikus kép továbbítás Az operációs rendszernek működnie kell ÉS konfigurált hálózattal kell rendelkeznie

9 Hardver Távoli hozzáférés megvalósítási lehetőségek 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 9

10 Nagy integrált rendszerek kiépítése  Szerver virtualizációnál egy hoszt 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 storage box o hálózatok: minden hoszton egyformán elérhetőek legyenek o magasabb szinten: jogosultságkezelés, felhasználói fiókok címtára 10

11 Háttértár virtualizáció  Elterjedt megoldások: o SAN – Storage Area Network, blokkos eszközt biztosít o NAS – Network Attached Storage, fájlrendszert biztosít  iSCSI – egy elterjedt SAN megoldás: blokkos eszközök biztosítása TCP/IP hálózatok felett iSCSI target iSCSI initiator Fizikai tár ~szerver~kliens 11

12 Tartalom  Követelmények  Szerver virtualizációs architektúrák  Háttértárak virtualizációja  VMware ESX és ESXi szerver architektúrája  Microsoft Hyper-V architektúra  Erőforrás gazdálkodás 12

13 Alkalmazások Guest OS VMware ESX Server architektúrája Hardver (x86 CPU, SCSI, Ethernet) VMkernel COS (Linux 2.4) COS (Linux 2.4) Service Console (Tomcat, SSH...) Driver Worlds Helper Worlds Alkalmazások 13

14 Alkalmazások Guest OS Service Console worlds Guest OS VMware ESXi Server architektúrája Hardver (x86 CPU, SCSI, Ethernet, SATA ) VMkernel Service Console worlds Driver Worlds Helper Worlds Alkalmazások 14

15 VMware ESX, ESXi – általános tulajdonságok  Mindkét esetben saját eszközmeghajtókat igényel o emiatt elég szűk is a támogatott hardverek listája!  A VMkernel egy mikrokernel, a driverek külön folyamatként futnak felette (ennek részben licensz okai is vannak, Linux kernelből vettek át meghajtókat) o Folyamat a VMware szóhasználatában: „world”  Teljesen távoli elérésre alapozott rendszer o csak szöveges konzol van a lokális gépen, o de nem ezt ajánlott üzemszerűen használni, hanem a dedikált kliensprogramot (Virtual Infrastructure Client) o a vendégek konzoljához lokálisan egyáltalán nem is lehet hozzáférni  A virtuális gépek formátuma (megkötésekkel) kompatibilis a Workstation/Server/Player formátumával  Saját fájlrendszeren (VMFS3) tárolja a virtuális gépeket o Lehetőség van rá, hogy több ESX elosztottan használja ugyanazt a tárhelyet egyszerre! 15

16 VMware ESX, ESXi – eltérések  Az ESX-ben Service Console egy teljes Linux-alapú rendszer o erősen módosított RedHat Enterprise Linux 3 ~ 4 o Régi elavult, agyon módosított kernel (pl.: nincs SATA támogatás) o külön IP címmel o sok hardverhez dedikált közvetlen hozzáférése van o statikusan foglal sok memóriát o iszonyú bonyolult a boot folyamat, sérülékeny (előbb a Linux indul utána betölti a vmkernelt és végül paravirtualizáltan fut felette)  ESXi-ben egy nagyon minimális service console van o nincs külön kernel, a folyamatok worldként futnak közvetlenül a vmkernel felett o kis memóriaigény o Nincs külön IP cím a Service Console és a VMkernel számára o Egyszerű bootolás, hálózatról is bootolható  ESX-ben engedélyezett SSH hozzáférés, ESXi-ben nem o Helyette a Remote CLI-t javasolt használni a paracssori műveletekre 16

17 ESXi system image  Aktív és alternatív verzió  In-memory fájlrendszer o Pl. log fájl elveszik rebootkor  OEM kiegészítések (embedded ESXi) 17

18 Tartalom  Követelmények  Szerver virtualizációs architektúrák  Háttértárak virtualizációja  VMware ESX és ESXi szerver architektúrája  Microsoft Hyper-V architektúra  Erőforrás gazdálkodás 18

19 Microsoft Hyper-V  Microsoft bare-metal virtualizációs megoldása  Jelenleg: 2. verzió (R2)  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  R2-be már bekerült a funkciók nagy része 19

20 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 20

21 Hyper-V architektúra II 21

22 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 a VMware szállítja  Extra kis méret: ESXi (32 MB) 22

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

24 Erőforrás gazdálkodás  A virtuális gépek gyakran közös erőforráson osztoznak  Jellemző példák: o Gyakran: minden virtuális gépnek virtuális CPU, összesen több vCPU, mint ahány fizikai CPU mag van o Ritkábban: összesen több kiosztott virtuális memória, mint amennyi fizikailag a hostban van o Háttértár helyfoglalás: ma még jellemzően statikusan kiosztott o Háttértár I/O műveletek: itt jellegzetesen osztozás van! o Hálózati áteresztőképesség: itt is osztozás van 24

25 Erőforrás gazdálkodás  Versengés az erőforrásokért: o Kis terheléseknél ritka, hogy egyszerre több guest ugyanazt az erőforrást terhelné… o De szerverkörnyezetben gyakran előfordul, hogy valamelyik erőforrás szűk keresztmetszet lesz o A megfelelő ütemező elosztja a hozzáférést, de nem mindig megfelelően  Cél: o A megosztott erőforrásokból való részesedést virtuális gépekre lebontva szabályozni tudjuk Kemény korlátozások „Lágy” korlátok, prioritások 25

26 Erőforrás gazdálkodás  VMware ESX/ESXi esetén 3 beállítási lehetőség: o Resource Limit – kemény felső korlát az erőforrás igénybevételére Akkor is érvényes, ha egyébként van szabad erőforrás o Resource Reservation – garantált rendelkezésre álló erőforrás mennyiség Nem feltétlenül használja ki, csak verseny esetén érvényesül, egyébként a keretet más használhatja o Resource Shares – prioritás Verseny esetén az alapértelmezett „igazságos” elosztás módosítható ezzel 26

27 Erőforrás gazdálkodás  Hierarchikus erőforráskezelés o Nemcsak virtuális gépek szintjén lehet korlátozni o Pool-okba szervezhetők a VM-ek o Használati eset példák: Egy felhasználó összes gépére egy közös korlátozás Egy feladatot ellátó gépek csoportjára korlát 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 27

28 Erőforrás gazdálkodás  Speciális trükkök o Memória működés közbeni hozzáadása/elvétele Normális esetben memória beállítás működő VM mellett nem módosítható Előre allokált nagy memória + korlátozás A változtatások guest újraindítás nélkül is érvényre jutnak (memóriánál néhány percet igénybe vehet…) Fontos a memory balloning driver a guestben o Lassú hálózati kapcsolat szimulációja Áteresztőképességet jól szimulálja Válaszidők módosítására nincs lehetőség o „Maradék” CPU idő kihasználása Hosszú futású (batch) feladatot végző VM alacsony prioritással Nem zavarja a többi gépet… (de a gyakorlatban sajnos igen…) 28

29 Erőforrás gazdálkodás o CPU-k számának változtatására ez nem praktikus Vendég OS ütemező nem tud a korlátozásról, az „ellopott” időt nem tartja számon (elvileg paravirtualizált esetben akár tudhatná, de gyakorlatban nem igazán működik…) A durvább felbontású időosztás miatt a guest korlátozott esetben is a teljes CPU sebességet „érezni” fogja, de csak rövid időkre 29

30 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 30

31 DEMO  Indítás: alap konfiguráció (IP, jelszó) beállítása  Csatlakozás VI Clienttel  iSCSI storage beállítása datastore-nak Gyakorlat: ESXi használata 31

32 DEMO  Hyper-V Server felülete (Server Core)  Távoli menedzsment: o Server Manager, Hyper-V Manager  Eszközkezelő: szintetikus meghajtók  Virtuális gép létrehozása, indítása Hyper-V 32

33 További információ  Microsoft Hyper-V hypercall leírás (WDK) us/library/aa aspxhttp://msdn.microsoft.com/en- us/library/aa aspx  Hyper-V Architecture and Feature Overview us/library/dd722833(BTS.10).aspx us/library/dd722833(BTS.10).aspx  XenServer: Why? aspx aspx 33


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

Hasonló előadás


Google Hirdetések