Virtualisierung als Grundlage Adaptiver IT

Transcription

Virtualisierung als Grundlage
Adaptiver IT
Vasu Chandrasekhara, Andreas Eberhart
Hewlett-Packard
Zu den Referenten
l
Andreas Eberhart:
l
– Studierte Informatik in Ulm
und Portland, Oregon
– Danach mehrere Jahre SWEngineer in der Industrie
– 1998-2003 wiss. Mitarbeiter
an der International University
Bruchsal
– Promotion 2003
– 2004 wiss. Mitarbeiter an der
TH Karlsruhe
– Seit 2004 Senior Software
Architekt für Server
Virtualisierung und Grid
Technologien bei HP
Chandrasekhara, Eberhart
Vasu Chandrasekhara
– Berater bei SAP in Walldorf
– Wiss. Mitarbeiter EML
Heidelberg
– Gründete quadox AG
(Software- und
Beratungsfirma mit
mittlerweile 24 Mitarbeitern)
2001
– Entwickelte Management
Software für Migration und
Virtualisierung
– 2004 Aquisition durch HP
– Seit 2004 Senior Software
Architekt bei HP für
Migrationstools
2
Unsere Tätigkeit bei HP
3
Gesamtüberblick
1.
2.
3.
4.
5.
Einführung
Grundlagen
Produkte und Standards
Anwendungsszenarien
Einordnung und Ausblick
Homepage des Seminars:
http://web.cecs.pdx.edu/~eberhart/virt/
4
Vorläufige Zeitplanung
1. Tag
2. Tag
9:00 – 10:30
Sitzung 4
10:00 – 10:15
Begrüßung,
Vorstellung
10:30 – 11:00 Pause
10:15 – 11:45
Sitzung 1
11:00 – 12:00 Sitzung 5
11:45 – 13:00
Essen
12:00 – 13:15 Essen
13:00 – 14:30
Sitzung 2
13:15 – 14:45 Sitzung 6
14:30 – 15:00
Pause
14:45 – 15:00 Pause
15:00 – 17:00
Sitzung 3
15:00 – 16:00 Sitzung 7
5
Adaptiver IT
Teil 1: Einführung
Hewlett-Packard
Szenario 1
l
l
Sie sind ein Windows Benutzer, müssen aber
hin und wieder mit Linux arbeiten
Früher
– Man installiert einen 2. Rechner mit Linux
– Dual Boot
l
Heute
– Sie installieren VMware und können somit
gleichzeitig mit beiden Systemen arbeiten
7
Szenario 2
l
l
Sie sind beim Kunden und müssen eine Lösung
demonstrieren
Früher
– Man versucht alles auf dem Laptop zum Laufen zu
bekommen
l
Heute
– VPN ins Firmennetz
– Man zeigt das Demo System per Remote Desktop
Oder, da VPN von fremdem Netz oft nicht möglich:
– Man hat 1:1 Kopie einer/mehrerer virtueller
Maschinen mit der lauffähigen Lösung auf dem
Laptop
8
Szenario 3
l
l
Sie wollen eine Software evaluieren
Früher
– Sie laden die Software
– Sie quälen sich durch die Installation
– Sie hoffen, dass Ihr System danach noch so läuft wie
zuvor
l
Heute
– Sie laden sich ein vorinstalliertes Virtual Machine
Image
– Sie starten das Image und legen los
9
Szenario 4
l
l
Sie schreiben Software und bieten diese zum
Download an
Früher
– Sie kompilieren Ihre Software für verschiedene
Plattformen
l
Heute
– Sie verwenden .NET oder Java und basieren auf der
entsprechenden Laufzeitumgebung
10
Szenario 5
l
l
Sie wollen auf Windows X Service Pack Y
umsteigen
Früher
– Sie tun es und hoffen das beste
l
Heute
– Sie machen einen Snapshot der Virtuellen Festplatte
– Sie installieren
– Falls es schiefgeht drücken Sie auf „Undo“
11
Was haben die Szenarien gemein?
l
Alle Szenarien
– machen Ihnen das Leben leichter
– ermöglichen neue Vorgehensweisen
– verwenden Virtualisierung in der ein oder der
anderen Form
l
Ansatz ist sehr unterschiedlich
–
–
–
–
Display
CPU / Hardware
Storage
Applikation
12
Definition Virtualisierung
l
Virtualisierung: logische Schicht zwischen
Anwendung und Ressource, welche die
physikalischen Gegebenheiten versteckt und
somit neue Funktionalität ermöglicht
Anwendung
Benutzer
Virtualisierung
Ressource
13
Szenarien
Szenario
Resource
Mehrwert
Linux VM auf Windows CPU / Speicher /
Host
Filesystem
VMware gaukelt dem
VM Gast eine virtuelle
Hardware vor
Remote Desktop
Grafik /
Fensteranzeige
Anzeige kann über das
Netzwerk übertragen
werden
Software evaluation
CPU / Speicher /
Filesystem
Software ist
vorkonfiguriert
Software Entwicklung
Schnittstellen des OS
für IO, Grafik, etc.
Write Once Run
Anywhere
Installation Service
Pack
Massenspeicher
Alter Zustand wird
wiederhergestellt
14
Partitionierung mit Virtualisierung
l
Beispiel
– VLAN
– Disk Partition
– Virtuelle Maschine
l
Vorteil
– Isolation
– Optimale Auslastung
Virt. Ressource
Virt. Ressource
Physikalische Ressource
15
Aggregierung mit Virtualisierung
l
Beispiel
– Logische Volumes
– Cluster
l
Vorteil
– Skalierbarkeit
Virtuelle Ressource
Phys. Ressource
Phys. Ressource
16
Emulation mit Virtualisierung
l
Beispiel
– iSCSI
l
Vorteil
– Interoperabilität
– Flexibilität
Virtuelle Ressource
Physikalische Ressource
17
Wieso erst jetzt?
l
Virtualisierung gibt es schon lange
– z.B. Aufteilung von Resourcen in Mainframes
– Problem war immer die Performanz
l
Durchbruch heute
– selbst billige Hardware ist leistungsstark genug, um
Virtualisierung zu nutzen
– Breitbandanschlüsse zahlreich vorhanden
– Immer mehr Speicherkapazität
l
Virtualisierung ist heute erschwinglich und wird
immer mehr zur Massenware
18
Virtualisierung Überall
l
Beispiel: Ein Blick auf gängige Windows
Komponenten...
19
Virtualisierung Überall
l
l
Serverumfeld
Umfrage unter IT Chefs
– Prioritäten für das Jahr 2006:
– 40% gaben dabei Virtualisierung an
– zweithäufigste Nennung nach IT Konsolidierung
l
Virtualisierung ist im neuen Windows Server
2008 fest eingebaut
– Laut obiger Umfrage laufen 65% der Server unter
Windows
20
Weitere Anwendungsfälle
l
l
l
l
Komplexe IT
Landschaften
Schlechte
Serverauslastung
Gering Flexibilität
Hardware neuen
Aufgaben zuzuordnen
Hoher Aufwand neue
Komponenten
einzubringen
21
Consolidiere Server mit schwacher
Auslastung
X
Pre- und Post-Failure Alerts führen
zur Relokation einer VM
Dynamische Lastbalancierung zur
Einhaltung eines SLA
X
X
Isoliere Infiziertes System
22
l
l
l
l
l
l
l
Konsolidierung
„Adaptive Infrastruktur“
Dev und Test Umgebung
Qualitätssicherung und Problemnachstellung
Thin Client für Power User (VDI)
Applikations-Rollout
Trainingssysteme
– z.B. Automatisierter Rollout von 30 Systemen am
Morgen, autom. Löschen in der Nacht
23
l
l
l
Sofortige Verfügbarkeit (virtueller) Hardware
Instant Backup/Restore (Snapshot)
Ressourcenverschwendung
– Bsp. wenig ausgelastete Systeme
l
l
l
Downtime Minimierung
Wartung Hardware & Software
Legacy Software
24
Was meinen die Analysten?
l
Derzeit: Augenmerk auf
– Konsolidierung
– Test & Dev
l
Nächster Schritt
– (Un) Planned Downtime
l
Virtualisierung 2010
– Automatisierung
– Policies
– Hochverfügbarkeit
25
Was meinen die Analysten?
l
Derzeit oftmals noch isolierte Anwendungsfälle
– Test & Dev
– Schulungen
l
Trend geht eindeutig zum vollautomatisierten
„7 x 24 Datacenter“
– Virtualisierung ist Grundvoraussetzung, um Systeme
automatisiert umzukonfigurieren
– Kein manuelles Eingreifen von Administratoren mehr
nötig, um beispielsweise einem System mehr
Hauptspeicher zu verpassen
26
Zusammenfassung
l
l
Virtualisierung wird durch die steigende Rechenleistung
immer mehr zur Alltagstechnologie
Wir betrachten
– Grundlagen
• Was kann virtualisiert werden?
• Welche Technologien sind hierzu nötig?
– Produkte und Standards
• Welche Player gibt es?
• Wer kann was und kostet wieviel?
– Anwendungsszenarien
• Wo kann Virtualisierung sinnvoll eingesetzt werden?
– Wo geht die Reise in Zukunft hin?
27
Adaptiver IT
Teil 2: Grundlagen
Hewlett-Packard
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
l
Ebenen der Virtualisierung
Hardware Virtualisierung
Technologien
Virtueller Massenspeicher
Virtuelle Netzwerke
Betriebssystem Virtualisierung
Applikations Virtualisierung
Display Virtualisierung
29
Mehrere Ebenen der Virtualisierung
l
Virtualisierbar sind mehrere Computing Ebenen:
–
–
–
–
–
Netzwerk und Switching (IP & Storage)
Storage
Server Hardware
Betriebssysteme
Software Applikation
30
„Wo setzt man an?“
Physical
Virtual
Virtual Server
UI
Virtual Application
App
UI
OS
App
UI
Hardware
OS
App
Hardware
OS
Virtual Experience
Hardware
31
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
l
Technologien
Virtuelle Netzwerke
32
l
Motivation
– Teilen von Ressourcen (neue x86 Server haben 4
CPUs mit je 4 Cores)
– Isolation einer Umgebung
– Unabhängigkeit von der Hardware
l
Technologien
– Suspend / Resume
– Live Migration
33
Multitasking = Virtualisierung?
l
l
Das Multitasking-Betriebssystem und die
hardwarenahe Optimierung (MMU) ist im
Prinzip ein erstes Beispiel für Virtualisierung:
Der physikalische Prozessor wird durch eine
Softwareschicht (OS Kernel) virtualisiert, so daß
mehrere Applikationen/Prozesse sich
gemeinsam die Resourcen (CPU, Memory, ...)
– scheinbar gleichzeitig – teilen.
34
Speichervirtualisierung
Proc 1
Virtualler Speicher
Proc 2
Virtualler Speicher
MMU
Physikalischer Speicher
Swap/Page
35
Isolation mittels Privilegierung
Virtueller Speicher
3
Kernel Space 0
Driver
0
1
2
3
x86 CPU
Ringe
1
Hardware
„Protected Mode“
36
Virtualisierung und Privilegierung
37
Hypervisor
l
Hypervisor oder auch Virtual Machine Monitor
(VMM)
– erlaubt es mehrere virtuelle Maschinen auf einer
Hardware laufen zu lassen
– Begriff kommt ursprünglich aus der Mainframe Welt
38
Typ 1 und Typ 2 Hypervisors
l
l
Hypervisor wird als Dienst im OS installiert (Typ 1)
Trend geht inzwischen dazu, dass der Hypervisor immer
auf unterster Schicht vorhanden ist (Typ 2)
39
Hardware Emulation
l
l
Emulator simuliert die komplette Hardware
Vorteil
– Gast kann alle Betriebssysteme ausführen
– Prinzipiell auch solche die für eine andere CPU (z.B.
SGI) ausgelegt sind
l
Nachteil
– sehr langsam
l
Beispiel
– Bochs, qemu, dosemu
– C64 Emu, Amiga Emu, Playstation Emu, ...
40
l
l
Hypervisor stellt Teile der physikalischen
Hardware zur Verfügung
Vorteil
– guter Kompromiss zwischen Performanz und
Flexibilität
– Gastbetriebssystem muss nicht modifiziert werden
l
Beispiel
– VMware
– Xen + Support für CPU Virtualisierung
– qemu mit proprietärem „HW Speedup Modul“
41
l
Virtuelle Hardware die bereitgestellt werden
muss
–
–
–
–
–
–
–
VGA
SCSI
Maus
Keyword
PCI
Serieller Bus
...
42
Support für CPU Virtualisierung
l
Die x86 Architektur ist von Haus aus nicht zur
CPU Virtualisierung geeignet
– Bestimmte nichtprivilegierte Instruktionen haben
lesenden Zugriff z.B. auf „privilegierte“ CPU Register
– Hypervisor hat keine Chance diese Instruktionen
abzufangen
l
Lösung
– Software: Code Rewriting (patentiert von VMware)
– Hardware: CPU Ring -1 kontrolliert mehrere Ring 0,
einen pro VM (Intel Vanderpool, AMD Pacifica)
43
Paravirtualisierung
l
Virtualisierung ohne virtuelle Hardware
– Gäste teilen sich den Zugriff auf physikalische
Hardware
– Synchronisation über API im Hypervisor
l
Vorteil
– höhere Performanz
l
Nachteil
– Gastbetriebssystem muss modifiziert werden
– Bei Windows de facto unmöglich
l
Beispiel
– Xen: modifizierte Linux und BSD Kernel
44
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
l
Technologien
Virtuelle Netzwerke
45
Konfiguration Virtueller Maschinen
l
l
Virtuelle Maschine wird vornehmlich durch die virtuelle
Disk repräsentiert
VM Konfiguration
– Weitere Information über die VM ist in der VM Konfiguration
gespeichert (Properties Datei, XML, ...)
l
Weitere Information
– Suspend State (persistiertes Speicherabbild)
– Snapshot Daten (Änderungen zu Disk = Redo/Undo Logs)
– ...
l
Dateien zu einer VM liegen meist in einem Vereichnis
46
Konfiguration Beispiel VMware
l
config.version = "6"
virtualHW.version = "3"
numvcpus = "2"
scsi0.present = "TRUE"
scsi0.virtualDev = "vmxlsilogic"
memsize = "1280"
ide0:0.present = "TRUE"
ide0:0.fileName = "/home/flagship/R2.iso"
ide0:0.deviceType = "cdrom-image"
floppy0.startConnected = "FALSE"
floppy0.fileName = "/dev/fd0"
Ethernet0.present = "TRUE"
Ethernet0.connectionType = "monitor_dev"
Ethernet0.devName = "vmnic0"
Ethernet0.networkName = "Network0"
usb.present = "FALSE"
RemoteDisplay.depth = "16"
displayName = "83 VISIBILITY MSPS07"
guestOS = "winnetenterprise"
checkpoint.cptConfigName = "Visibility-b0f9110f"
priority.grabbed = "normal"
47
Gast Tools
l
Gast Tools werden im Gastsystem installiert
– liefern Informationen an den Hypervisor
• Gastbetriebssystem
• IP Adresse
• ...
– führen auf Anweisung von außen Skripte aus
– optimieren Grafik / Maus und andere Geräte
• z.B. auch Speicher, Stichwort „Ballooning“)
Gast
.
Tools
Hypervisor
48
Virtuelle Medien
l
Floppy und CD können
– auf physikalisches
Gerät zugreifen
– vom Hypervisor
eingeblendet
werden (per
ISO Datei)
49
Suspend / Resume
l
l
VMs können schlafengelegt werden
Suspend
– Virtuelle CPU wird angehalten, Zustand von CPU und aller
emulierten Geräte sowie dem Hauptspeicher in Datei persistiert
l
Resume
– Hauptspeicher sowie Zustand der CPU und aller Geräte wird aus
Datei wiederhergestellt
– Virtuelle CPU setzt Ablauf am Program Counter fort
50
Live Migration / vMotion
SAN
51
Live Migration / vMotion
l
Eine Laufende VM kann verschoben werden
– VM Disk muss hierbei auf einem gemeinsam
genutzten Massenspeicher liegen
– Hauptspeicher wird im laufenden Betrieb peu a peu
kopiert
– System merkt sich welche Speicherpages nochmals
geändert werden – diese werden erneut kopiert
– Wenn kritische Anzahl an Pages kopiert wurde wird
System kurz angehalten, der restliche Speicher
kopiert und auf den neuen Host umgestellt
52
Hardware Migration
l
Migration eines Systems auf eine neue
(virtuelle) Hardware
– Beispiel: physikalischen Windows NT 4.0 Server in
Virtuelle Maschine migrieren
– Bisher: Neuinstallation sowie Migration aller
Applikationen/Daten erforderlich
– Heute: Systemkopie + Anpassen der Treiber an die
neue Hardware
Daten + Anwendung
Daten + Anwendung
OS
OS
Hardware
Neue Hardware
53
V2V
l
Konversion einer VM vom Herstaller A zu
Hersteller B
– Umschreiben der Konfiguration (siehe auch Open
Virtualization Format OVF)
– Umschreiben der Virtuellen Disks zwischen den
Herstellerformaten
– Anpassung des Gasts auf evtl. unterschiedliche
virtuelle Hardware
l
Hauptanwendung
– Wechsel des VM Anbieters
54
P2V
l
Konsolidierung eines physikalischen Servers in
eine VM
– Erzeugen der VM Konfiguration
– Kopieren der physikalischen Disks in virtuelle Disks
– Anpassung des Systems auf virtuelle Hardware
l
Hauptanwendung
– Schwach ausgelastete physikalische Server
einsparen
– Windows NT wird auf neuer Hardware nicht mehr
unterstützt
– Erneuerung der Hardware
– Leasingvertrag / Support ausgelaufen
55
V2P
l
VM auf Physikalische Hardware Kopieren
– Physikalischen Server Booten
– Kopieren der virtuellen Disks auf die physikalischen
– Anpassung des Systems auf neue physikalische
Hardware
l
Hauptanwendung
– Nachstellen von Problemen auf realer Hardware
– Überlastete VM
– VM als Ersatz für Image Formate wie Ghost
56
P2P
l
Migration von altem auf neuen Server
– Physikalischen Server Booten
– Kopieren der Disks
– Anpassung des Systems auf neue physikalische
Hardware
l
Hauptanwendung
– Erneuerung der Hardware
– Leasingvertrag / Support ausgelaufen
– Umstellung von Anbieter A zu Anbieter B
57
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
l
Technologien
Virtuelle Netzwerke
58
l
Motivation
– Sicherheit durch RAID
– Flexibilität durch dynamische Volumes (Snapshots / vergrößern,
verkleinern)
– Gemeinsamer Zugriff
l
Herkömmliche Technologie
– Direct Attached Storage
l
Technologien mit Virtualisierungsfähigkeit
–
–
–
–
–
–
iSCSI
Network Attached Storage
Storage Area Networks
Logical Volume Manager
Virtuelle Disks
Cluster Filesystem
59
Direct Attached Storage
l
l
Disk ist direkt am Rechner angeschlossen
Blockbasierte (read block, write block)
Kommunikation über
–
–
–
–
l
ATA
ATAPI
SCSI
Fibre Channel
Virtualisierung ist auf höherer Ebene möglich
– hosten von Virtuellen Disks auf DAS
– logische Volumes auf DAS mit LVM
60
Network Attached Storage (NAS)
l
Massenspeicher wird über Netzwerkprotokoll (z.B. NFS)
angesprochen
– Client – Server Architektur
– Interaktion auf File Ebene (open file, close file, read file)
– Wird oft als „NAS Appliance“ verkauft
l
Vorteile
– Gemeinsamer Zugriff möglich da Server synchronisiert
l
Nachteil
– Kann nicht zum Booten verwendet werden (Bootstrap
üblicherweise PXE/TFTP)
Client
Client
NAS Server
61
Storage Area Network (SAN)
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Storage_Area_Network
62
Storage Area Network
l
Erweiterung von DAS
– mehrere Server können an ein SAN angeschlossen
sein
– Logical Units (LUNs) können schnell bereitgestellt
und an Server angeschlossen werden
– Zugriff ist blockbasiert, kann also zum booten
verwendet werden
63
iSCSI (SAN over Ethernet)
l
Idee: Mache blockbasiertes SCSI Protokoll
netzwerkfähig
– Kann zum Booten verwendet werden, sofern iSCSI
Hardware zur verfügung steht
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/ISCSI
64
Beispiel: HP MSA 1500
65
Snapshots
l
SAN kann sich
– SAN merkt sich Änderungen relativ zum letzten
Snapshot
LUN
snapshot
t1
snapshot
t2
Änderungen seit t1
Änderungen seit t2
Zeit
66
LUN Cloning
l
SAN kann LUN clonen ohne diese komplett zu
kopieren
– SAN merkt sich Änderungen seit Zeitpunkt der Clone
Operation
LUN – Windows Basis Installation
LUN Clone Befehl
LUN – Windows
Basis Installation
t
LUN – Delta für
Win Server seit t
Zeit
67
Logical Volume Manager
l
Abstraktionsebene zwischen Festplatten und
Dateisystemen
– Erweiterbarkeit der Logischen Volumes
– Software Raid
– Volume Snapshots
l
Implementierungen
– LVM (Linux / UNIX)
– Veritas (Windows)
– Volume Shadow Copy (Windows)
/usr
Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Volume_Shadow_Copy
68
Virtual Disks
l
Disk in der virtuellen Welt ist eine einfache Datei auf
dem realen Filesystem
– Hypervisor gaukelt dem Gast phyikalische Disk vor
– Overselling: nur der tatsächlich belegt Platz muss in der Datei
vorhanden sein
– Problem: Performanz, Defragmentierung und andere
Optimierungen im Gast evtl. sinnlos
\\.\PhysicalDrive0 (20 GB)
disk.vhd (5.256 GB)
69
Cluster Filesystem
l
Prinzipiell können 2 Hosts auf dieselbe LUN
zugreifen
– Problem: Normale Filesysteme wie NTFS sind dafür
nicht ausgelegt und werden zerstört
– Lösung: Spezielles Filesystem
l
Cluster Filesystem
– blockbasierter Zugriff
– Klienten synchronisieren Zugriffe über Locks auf der
LUN oder über zusätzliche Kommunikation über
Netzwerk (z.B. Oracle Clustered FS)
70
Zusammenfassung
l
Wesentliche Unterschiede
– gemeinsamer Zugriff möglich?
– blockbasierter oder dateibasierter Zugriff
– booten möglich
l
l
Ein und dieselbe Funktionalität kann auf mehreren
Ebenen angeboten werden
Beispiel Snapshots
– vom Hypervisor in einer virtuellen disk (z.B. VHD)
– vom OS über LVM (z.B. Volume Shadow Copy)
– von der Hardware (z.B. im SAN)
l
Unterschiede: Kosten / Performanz / Verfügbarkeit in
der Hardware
71
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
l
Technologien
Virtuelle Netzwerke
72
Virtuelle Netzwerke
l
Motivation
– Netzwerktopologien ohne Verkabelung aufbauen
– Sicherheit durch logische Trennung
l
Technologien
– Virtuelle Netzwerke
– VLANs
73
Virtuelle Netzwerke
l
Der Hypervisor stellt eine virtuelle
Netzwerkumgebung für die Gäste bereit
– Verschiedene Optionen konfigurierbar
– z.B. NAT, DHCP, etc.
Quelle: CT Magazin
74
Virtuelle Netzwerke
l
Optionen für das virtuelle
Netzwerk
l
VMware installiert
Netzwerkadapter auf dem
Host die dann von den Gästen
verwendet werden
– Physikalischer Adapter im
Promiscuous mode um
Pakete an virtuelle IPs zu
bekommen
75
Virtual Local Area Network (VLAN)
l
l
Trennung von physikalischer Netzwerktopologie
mit Hubs und Switches von der logischen VLAN
Topologie
Motivation
– Reduktion der Broadcast Last
– Sicherheit
– Flexibilität: Virtuelle Netze können ohne Änderung
der Verkabelung erstellt werden
76
VLAN Funktionsweise
l
VLAN bekommt Nummer
– Wird in Ethernet Paketen eingebaut
l
Unterstützung durch VLAN-taugliche Switches (entsprechend IEEE
802.1 Q)
– VLAN Tags werden auf dem Weg von und zu Endgeräten entfernt /
angebracht
– Switch leitet Pakete nur an Ports weiter die zum VLAN gehören
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/VLAN
77
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
l
Technologien
Virtuelle Netzwerke
78
l
Betriebssystemkern wird von mehreren Instanzen
gemeinsam genutzt
– Jede Instanz hat eigene
• Dateien
• Benutzer / Gruppen
• Prozessverwaltung
• Netwerk und Geräte
l
Vorteil
– geringerer Ressourcenverbrauch verglichen zur
Hardwarevirtualisierung
l
Nachteil
– keine volle Isolation, da gemeinsamer Kern genutzt wird
79
l
Einsatzgebiete
– Hosting (V Server)
l
Beispiele
–
–
–
–
User Mode Linux
Virtuozzo
Linux-VServer
chroot (nur Filesystemisolation)
80
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
l
Technologien
Virtuelle Netzwerke
81
l
Grundprinzip
– Betriebssystem kapselt Hardware
– Virtuelle Applikationsschicht kapselt Betriebsystem
– Bereitstellung einer einheitlichen Schnittstelle
Windows
Linux
82
l
Vorteil
– geringer Ressourcenverbrauch
l
Nachteil
– Konfiguration des Container / der Laufzeitumgebung
erforderlich
l
Beispiele
– MS Softricity, Altiris SVS (Software Virtualization
Solution)
– Java
– .NET
83
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
l
Technologien
Virtuelle Netzwerke
84
l
l
l
l
Thin Client Konzept („The Network is the Computer“)
Server & Remote Desktops + Printer + optionale Peripherie
Für Desktop PC Rollouts, multiple Geräteformen möglich
Erhebliches Einsparpotential durch
–
–
–
–
l
l
l
Zentralisierte IT Administration
Geringere PC Hardware/Energy/Support Kosten
Dezentrale Standardisierung (HW & Support)
Lizenz-Pooling
Zentrale Software & Hardware Upgrades
Nur eingeschränkt geeignet für 3D, CAD & Video Anwendungen
Abhängig vom stets verfügbarem Netzwerk
Hersteller: X11, VNC, NX Technology, Citrix ICA, MS RDP, SUN Ray
(Im Prinzip auch Web 2.0: HTML + Ajax over HTTP)
85
86
Zusammenfassung
l
Virtualisierung kann auf verschiedenen Ebenen
ansetzen
– Unterschiedliche Vor- und Nachteile
– Es kommt letzlich immer auf das
Anwendungsszenario an
87
Adaptiver IT
Teil 3: Produkte und Standards
Hewlett-Packard
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
VMware
Microsoft
Open Source Ansätze
Virtualisierung in Hardware
Zentifizierung und Lizenzierung
Applikationsvirtualisierung
89
VMware
l
l
Marktführer für x86 Virtualisierung
Produkte
– VMware Player: kostenlose Software zum Abspielen
von VM Images
– VMware Server: kostenloser Hypervisor, erlaubt
editieren von VMs
– ESX: Typ 2 Hypervisor (basiert auf RedHat Linux)
– Virtual Center: Zentrales Management
– VMware Converter
– VMware Lab Manager
– VMware Capacity Planner
90
ESX Server
l
Typ 2 Hypervisor
– basiert auf RedHat
Linux
– sehr teuer
l
Funktionalität
– Web Management
Oberfläche für alle
VMs des Hosts
– SMP Unterstützung
für VMs
– 64 Bit VMs
91
VMware VMFS
l
VMFS ist ein Cluster Filesystem
– erlaubt parallelen Zugriff von mehreren ESX Hosts
– Grundlage für vMotion, Failover, etc.
//sharedVMFS01/vm03
//sharedVMFS01/vm03
LUN
Virtual Disk
Virtual Disk
92
Virtual Center
l
Zentrales Management
– Zeigt Console / Bildschirm der VMs an
– Kontrollfunktionalität für VMs
– Backup und Template Funktionalität
l
Konzept: Resource Pool
– VMFS auf SAN
– ESX Hosts die am SAN angeschlossen sind
l
VMs sind dem Pool zugeordnet, nicht mehr
einem Host
– dynamische Relokation über vMotion
93
Virtual Center
94
VMware Converter
l
Vorteil
– Kostenlos
l
Nachteil
– keine Konversion
in die
physikalische
Welt
– keine Konversion
zu anderen
Produkten
Quelle: http://www.vmware.com
95
VMware Lab Manager
l
Software zur automatischen Bereitstellung
komplexer Testumgebungen
– Bibliothek von Testumgebungen
– LabManager sucht passende Umgebung
Quelle: http://www.vmware.com
96
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
VMware
Microsoft
97
Microsoft
l
l
Microsoft holt gerade zum großen Schlag aus
Produkte
– Virtual PC: vergleichbar zum VMware Player
– Microsoft Virtual Server (MSVS) ist seit einigen
Jahren auf dem Markt
– Windows 2008
– System Center Virtual Machine Manager (SCVMM)
98
Microsoft Virtual Server
l
Vorteile
– Kostenlos, volle Funktionalität
l
Nachteile
– Langsamer
als ESX
– Mgt. nur für
einen Host
– Kein SMP
im Gast
– Kein 64bit
Gast
99
Windows Server 2008
l
Typ 2 Hypervisor
– OS an sich läuft in der sog. Parent VM (oft auch
Domain 0 genannt)
– Preis noch unbekannt aber sicher niedriger wie bei
VMware („as low as the department of justice will
allow“)
l
Funktionalität
– 64 Bit VMs
– SMP für VMs
– Kann auch als Xen Hypervisor agieren (Partnerschaft
Novell, Microsoft)
100
MSVS
101
System Center Virtual Machine Manager
l
Merkmale
– Bietet vergleichbare Funktionalität zu VMware Virtual
Center und VMware Converter
– Integriert in Microsoft Management Console
– Preis niedriger vgl. zu Virtual Center
l
Demos
– http://technet.microsoft.com/enus/scvmm/bb688094.aspx
102
System Center Virtual Machine Manager
103
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
VMware
Microsoft
104
Xen
l
Linux-basierter Hypervisor
– Code wird von Universität Cambridge kontrolliert
– Ausgründung XenSource: wurde 2007 von Citrix
aquiriert
– noch nicht im Linux Kernel
– Suse und RedHat haben beide Xen in den jeweiligen
Distributionen integriert
l
Merkmale
– Windows VMs mit Vanderpool / Pacifica
– 64 Bit VMs
– Live Migration (entspricht vMotion)
105
Xen Management
l
Es existieren etliche freie und kommenzielle Lösungen
für Xen Management
– XenMan
– Cassatt
– etc...: http://www.gridvm.org/xen-remote-managementinterfaces.html
l
Oracle Cluster Filesystem (OCFS, OCFS2)
– Open Source Cluster FS
– bietet ähnliche Funktionalität wie VMFS
l
Fazit: Funktionalität prinzipiell vergleichbar mit VMware
– Problem: „Nur“ das Packaging (Zusammenstallen, Installieren
und Konfigurieren der richtigen Komponenten und Versionen)
106
Beispiel XenMan
Quelle: http://xenman.sourceforge.net/
107
Kernel-based Virtual Machine (KVM)
l
Linux-basierter Typ 1 Hypervisor
– Wird von der Firma Qumranet gepflegt
– Ist im Linux Kernel 2.6.20 integriert
– Im Vergleich zu Xen relativ neue aber
vielversprechende Technologie
l
Merkmale
– extrem leichtgewichtig
– VMs sind im Host als einfache Prozesse zu sehen
– normale Befehle wie kill, top, ps, etc. können zum
VM Management verwendet werden
108
Weitere Hypervisor Hersteller
l
Parallels
– Software für Intel basierte MACs
– Kann Windows VMs betreiben
l
VirtualBox
– sehr gute Funktionalität
– allerdings geringe Verbreitung
l
Virtual Iron
– Im Prinzip Xen + Vanderpool / Pacifica
– Bieten ebenfalls Management Umgebung
l
viele weitere Lösungen...
109
Open Virtualization Format (OVF)
l
Ziel
– Einheitliches Metadatenformat zur Beschreibung von
VMs
– Findet unter dem Mantel der DMTF statt
l
Beteilligt am OVF sind derzeit
– VMware, XenSource and Microsoft
l
Fazit
– Recht junge Initiative
– Es bleibt abzuwarten ob OVF in den Produkten
unterstützt wird oder an den Einzelinteressen
scheitert
110
HP
l
l
HP bietet eigenen Hypervisor + Management
für HP-UX sowie Management für x86
Produkte
–
–
–
–
–
l
Virtual Machine Management Pack (VMM)
Server Migration Pack (SMP)
Virtual Server Environment (VSE)
Global Workload Manager
Capacity Advisor
Virtualisierung durch die Hardware
111
VMM / SMP
l
Unterstützt
– MSVS
– VMware
– demnächst Xen
l
Integriert in Systems Insight Manager
– Management physikalischer und virtueller Maschinen von einer
Konsole
– Automatisierung über Action on Event
l
Server Migration Pack
– V2V, P2V, V2P, P2P
– Disks können während der Migration vergrößert und verkleinert
werden
112
Virtual Machine Management
113
Server Migration Pack
Beispiel: P2V eines Build-Systems
Disk cloning:
• 5.5 minutes
Average throughput:
• 530 MB/minute
• 8.8 MB/second
Driver injection:
• 1.5 minutes
114
HP Partitioning Continuum für HP-UX
115
Global Workload Manager (gWLM)
l
gLWM
– Integriert mit HP Systems Insight Manager
– Automatische Lastbalancierung für VSE
– Failover mit Serviceguard
116
Capacity Advisor
l
l
Analysiert Last / Patterns
Macht Vorschläge zur langfristigen Planung
117
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
VMware
Microsoft
118
Virtualisierung durch die Hardware
l
Traditioneller Hypervisor
– VM
– Emuliertes Virtuelles
Netzwerk
– Virtuelle Disk (.vhd)
– Virtuelle Konsole / Start /
Stop / ...
l
Hardware Hypervisor
– Blade
– Virtual Connect
– LUN auf dem SAN
– On Board Administrator
Management Prozessor
119
Blade
l
l
l
l
l
Low voltage AMD Athlon 64 X2 Dual-Core 3000+ processor (1.60 GHz
2x512K L2) (bc2500) or AMD Athlon 64 2100+ (1.2 GHz 512K L2)
(bc2000)
ATI RS690T/SB600 w/integrated DirectX 9 compliant graphics
Up to 2x2GB 667 MHz DDR2 SDRAM
2.5" 80GB 5400 rpm SATA 1.5 Gb/s
100 Mbit Ethernet (Broadcom 5906M)
120
Virtuelles Netzwerk in Hardware
l
Früher
l
– Rekonfiguration erfordert
Mitarbeit von Netzwerk
und Storage Admins
Heute
– Virtuelle Verkabelung kann
per Knopfdruck geändert
werden
121
On Board Administrator
l
Moderne Hardware mit Management Prozessoren
– Im Server: Integrated Lights Out (iLO)
virtuelle Medien, Fernsteuerung (an aus), Remote Display
– Im Blade Enclosure: On Board Administrator
122
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
VMware
Microsoft
123
Zertifizierung Virtueller Systeme
l
l
Problematischer Punkt: Bekommt man Support
falls die Software in einer VM läuft?
Beispiel Windows
– MS bietet support für Windows unter MSVS
– Kein support für VMware: wird typischerweise vom
Reseller übernommen (z.B. HP)
– Xen: Kooperation mit MS
l
Beispiel SAP
– derzeit laufen Zertifizierungsverfahren
l
Obliegt letztlich immer dem Hersteller
– Druck der Kunden wächst aber
124
Microsoft und 3rd Party Virtualisierung
http://www.support.microsoft.com/kb/897615/
Microsoft support statement regarding non-Microsoft virtual machines:
” Microsoft does not test or support Microsoft software running in
conjunction with non-Microsoft hardware virtualization software. For
Microsoft customers who do not have a Premier level support
agreement, Microsoft will require the issue to be reproduced
independently from the non-Microsoft hardware virtualization
software. Where the issue is confirmed to be unrelated to the nonMicrosoft hardware virtualization software, Microsoft will support its
software in a manner that is consistent with support provided when
that software is not running in conjunction with non-Microsoft
hardware virtualization software.”
125
VMware Support
l
http://www.vmware.com/pdf/ms_support_statement.pdf
VMware support statement on Microsoft products running on VMware:
“Microsoft officially does not support issues that occur in Microsoft
operating systems or programs that run in a VMware virtual
machine until it is determined that the same issue can be
reproduced outside the virtual machine environment. We believe
this is not driven by technical reasons. In fact, a virtual machine can
offer a more stable platform than the hardware equivalent, where
the corresponding devices can change on a daily basis. As a result,
VMware has provided significant productivity benefits to Microsoft
customers since the adoption of VMware’s virtual infrastructure
technology began seven years ago.
126
HW Vendor as Intermediators (e.g. HP)
Hewlett-Packard Services has delivered support for VMware products for more than three years, and
has delivered support on Microsoft products for over twenty years.
Our experience to date concludes that the majority of problems encountered with a Microsoft O/S
running on a VMware server are NOT RELATED to any malfunction of the virtual machine guest
(Microsoft) running on a VMware host. Primary troubleshooting issues reported are generally
between the VMware ESX server and the underlying hardware, drivers, attached storage or SAN
connectivity, much like when a Microsoft O/S runs standalone on a server. As such, HewlettPackard support will work any reported problem to isolate the cause. If in fact the issue is
determined to be a Microsoft O/S related problem, the customer will be advised of the root cause
and if they have a support contract for Microsoft O/S with Hewlett-Packard their problem will be
routed directly to our Microsoft engineering support group with the full extent of the analysis. If
the customer has Microsoft support with another vendor they will be advised to contact that
support organization.
Current VMware tools now allow us to replicate a virtual machine onto a physical server which further
allows the replication and isolation of problems and eliminates previous boundaries between
vendor issues.
With best in class service and many years of multi-vendor environment support, Hewlett-Packard
service offers the best choice for support of customer investments in VMware and Microsoft.
Hewlett-Packard also has strong partnerships with both VMware and Microsoft. These close
relationships allow Hewlett-Packard service engineers to deliver service leadership to HewlettPackard customers who have invested in Microsoft and VMware for their business solutions.
127
Lizenzierung Virtueller Systeme
l
Flexibilität Virtueller Maschinen stellt traditionelle
Lizenzmechanismen vor Probleme
– Lizenz gebunden an MAC / Seriennummer macht Probleme bei
Migrationen
– Mechanismus kann mit virtuelle einstellbarer Hardware leicht
ausgehebelt werden
l
Beispiel Windows
– Neues Lizenzmodell
• Beliebige OS Migrationen
• Bis zu 4 Microsoft Server 2003 Instanzen auf einem Host mit
nur einer Lizenz
– http://www.microsoft.com/licensing/highlights/virtualization.mspx
128
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
VMware
Microsoft
129
l
Ansatz
– Runtime isoliert Applikationen vom jeweiligen System
– Hersteller liefert Runtime für verschiedene Systeme
l
Java
– besonders erfolgreich im Serverumfeld
l
.NET
– wird mit Windows ausgeliefert
l
Flash
– Grundlage für viele Webapplikationen
– Plugins haben annähernd 100% Verbreitung in
Browsern
130
Virtual Applications
l
Problem
– Viele Applikationen (z.B. Office) sind noch nicht auf
.NET portiert
l
Ansatz eine Ebene tiefer
– Sämtliche Zugriffe auf Systemresourcen werden
„geroutet“ (File I/O, Bibliotheken, Registry, ...)
– Lösung für „DLL-Hell“
– Eigenes Autorisierungsmodell
– Innovative Deploymentmodelle (Streaming)
131
Beispiel: SoftGrid von Microsoft
Gleichwertiges Prinzip:
Altiris SVS, Thinstall, Trigence, Data Synapse
132
133
Übersicht
l
l
l
l
l
l
l
VMware
Microsoft
134
l
Unter UNIX seit langem genutzt
– Client schickt Tasten und Mausbewegungen an
Server
– Server schickt Zeichenbefehle
l
Produkte
– X11, VNC, Remote Desktop, Citrix
– Remote Desktop glänzt durch hohe Geschwindigkeit
auch über niedrige Bandbreiten
135
Asynchronous JavaScript and XML
Quelle: http://de.wikipedia.org/
136
Adaptiver IT
Teil 4: Anwendungsszenarien
Hewlett-Packard
Überblick
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Virtual Desktop Infrastructure
Schulungen, Dev & Test
VMs als Image Format
Software Appliances
Hosting von Enterprise Applikationen
Honey Pots
Serverkonsolidierung
Lastbalancierung und Failover
Backup / Restore
138
l
Problem
– Kosten für Unterhalt von PCs steigen obwohl Hardware billiger
wird
– Gartner Group untersucht Total Cost of Ownership (TCO) von
PCs seit 1987
l
Lösung: Thin Clients konnektieren sich mit Server
– Zentrales Backup
– Einfacher Austausch
– Stromverbrauch: 15 to 30W + gemeinsam genutztes Blade vs.
150W to 300W
139
Typischer Thin Client
l
l
l
l
l
6W AMD Geode NX 1500 1 GHz
256 or 512MB DDR SDRAM (16MB UMA video)
SiS741GX integrated UMA video 16MB
4 USB ports (rear)
0.5 or 1GB Flash drive
140
Kosten: PC vs. Thin Client
141
Server Infrastruktur
l
l
Welche Virtualisierungstechnik kommt auf dem
Server zum Einsatz?
Optionen
– Gemeinsam benutzter Server
– eine VM pro Benutzer
– ein Blade pro Benutzer
l
Kommt auf die Anforderungen an
142
Usage Map
143
Wahl der Servertechnologie
Feature
Server based
computing
VDI
Blade PC
Workstation blade
Traditional fat
Client
Client
Terminal PC
thin PC
Thin PC
Thin PC
desktop PC
Task of the
Terminal
server
Server processes
application data for
many clients
One virtual PC processes
data for one thin client
One blade PC
processes data for
one thin client
One blade PC does it all,
sends compressed and
encrypted graphics stream to
one thin client
No terminal
server
Task of the
client
Displaying GUI
Displaying GUI
Displaying GUI
Displaying the graphics
stream from the workstation
blade
Displaying GUI
& processing
business logic
Relation
Client terminal
server
n to 1
1 to 1
1 to 1
1 to 1
N/A
3D
graphics?
No
No
No
Yes
Yes
Typical
tasks
Light office work
Software that is not too
intensive and that doesn't
work with SBC
Data mining,
application
development
CAD
Light office
work to Heavy
CAD
Impossible
tasks
CPU or graphics
intensive apps
Graphics intensive apps
Graphics
intensive apps
High-end CAD applications
Nothing
Protocol
ICA (Citrix), RDP
(MS)
RDP
RDP
RGS (HP), IBM prop.
Protocol
N/A
Bandwidth
0.02 to 0.03 Mbit/s
0.03 Mbit/s
0.03 Mbit/s
2-4 Mbit/s
N/A
144
On Demand Virtual Desktops
l
Bereitstellung der Ressourcen im Backend kann
automatisiert werden
– Self-service Lösung
l
Beispiel: HP Tetrix
– 100 ESX Server
– 235% Return on Investment
145
Überblick
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Software Appliances
Honey Pots
Backup / Restore
146
Entwicklungs und QA Umgebungen
l
Anforderung
– Software muss in verschiedensten Konfigurationen
getestet werden
• unterschiedliche Builds
• unterschiedliche OS / Datenbanken
– Tritt ein Problem beim Kunden auf, muss dieses
nachgestellt werden
l
Lösung
– Bibliothek von VM Images
– Diese können archiviert und bei Bedarf gestartet
werden
147
Schulungs- und Ausbildungsszenarien
l
Anforderung
– Rechner müssen morgens installiert sein
– Änderungen der Teilnehmer müssen abends
rückgängig gemacht werden
l
Lösung
– Erstellen einer Schulungs
VM
– VM Deployment
(evtl. mit Sysprep / DHCP)
– Undo Disk oder Redeployment
148
Überblick
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Software Appliances
Honey Pots
Backup / Restore
149
VMs als Image Bibliothek
l
Deployment
– IT stellt Image zusammen
– enthält alle benötigte Software
– passt zur verwendeten Hardware
l
Neuer Mitarbeiter / neuer Server
– Image wird eingespielt
l
Werkzeuge
– Norton Ghost, Altiris RDP, etc...
l
Problem
– Bindung auf die Hardware
– Erstellen / Pflegen der Images
150
VMs als Image Bibliothek
l
l
Alternative: verwende VMs als Imageformat
Vorteil
– Images können leichter bearbeitet werden
– Undo bei unerwünschter Änderung
– Image kann leicht gestartet werden
l
Anpassung an neue Hardware mittels Server
Migration
– V2V
– V2P
151
Überblick
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Software Appliances
Honey Pots
Backup / Restore
152
Software Appliances
l
Appliance bedeutet „Gerät“
– Idee: einstecken und loslegen
– Hardware Appliance
• Google Search Appliance
• IBM SOA Appliance
l
Virtual Appliance
– Idee übertragen auf eine VM
– Einstecken = Starten der VM
153
Software Appliances
l
Wozu Appliances?
– Installation und Konfiguration von Software ist oft
sehr mühsam
l
Idee:
– Software wird als VM vorkonfiguriert
• Passendes OS
• Passende DB
– VM wird geladen und z.B. mit VMware Player
abgespielt
– Minimale Konfiguration (Anlegen von Benutzern, etc.)
z.B. per Webschnittstelle
154
Software Appliances
l
Welche Virtual Appliances gibt es heute?
–
–
–
–
–
–
–
LAMP
Media Wiki
Wordpress
Bea Weblogic
Browser Appliance (secure browsing)
Sourceforge
...
155
Software Appliances
156
Überblick
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Software Appliances
Honey Pots
Backup / Restore
157
l
Software as a Service (SaaS) vs. Application
Service Provider (ASP)
– SaaS setzt Mandantenfähige Software vorraus
– Eine Instanz kann für alle Kunden verwendet werden
l
Virtualisierung als Lösung für ASP (nicht
Mandantenfähige Software)
– Neue VM für jeden neuen Kunden
ASP
Kunde1
VM1
Kunde1
VM2
158
Überblick
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Software Appliances
Honey Pots
Backup / Restore
159
Virtuelle "Honey Pots"
l
System zur Aufspührung und Abwehr von
Hackern
– Netzwerksignatur eines Honey Pots gleicht der eines
echten Servers (z.B. Linux + Apache Server)
– Honeypot IP ist rechtmässigen Benutzern unbekannt
l
Honeypot protokolliert Anfragen
– löst Alarm aus
– Logs werden zur Analyse der Angriffe verwendet
160
Überblick
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Software Appliances
Honey Pots
Backup / Restore
161
l
Problem
– ein Großteil der Server ist schwach ausgelastet
– Konsolidierung der Server ohne Virtualisierung ist oft
schwer, da einzelne Server unterschiedliche OS und
Konfigurationen benötigen
l
Lösung
– Isolation der Umgebung in einer VM
– Server müssen mit entsprechenden P2V
Werkzeugen nicht neu installiert werden
162
Konsolidierung: Sizer
Gemessene Performance
Zielumgebung
Grade der Redundanz
Technologie
163
Power Management
l
Problem: Platz und Stromversorgung im
Serverraum
– „Green Computing“
l
Lösung
– Konsolidierung um Server einzusparen
– Durch die Adaptivität und Mobilität der VMs können
schwach ausgelastete VM Hosts ausgeschaltet
werden
– Momentaner Verbrauch und Temperatur werden vom
Management Prozessor geliefert
164
Überblick
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Software Appliances
Honey Pots
Backup / Restore
165
Lastbalancierung bzw. -optimierung
l
Chance
– Flexibilität von VMs ermöglicht es auf Engpässe oder
ungenutzte Kapazität von Ressourcen zu reagieren
l
Problem: Wer trifft die Entscheidung zu
Relokation?
– Mensch
• relativ unflexibel / langsam
• hat evtl. wichtige Hintergrundinformationen
– Maschine
• schnelle Reaktion
• Intelligente Algorithmen wichtig (Vermeidung von
vMotion Ping Pong)
166
Beispiel: SAP & Live Migration unter Xen
blr18c1s2e0
Migration eines SAP
Systems mit 100 Usern
Clients merken nichts
von der Migration
Domain-0
blr18c1s6e0
sap6-xen
Domain-0
sap6-xen
Physical
1 GB network
Fibre Channel and iSCSI Storage
sap6-xen
Logical
167
Failover, Katastrophenmanagement
l
Bei Direct Attached Storage
– Serverausfall bedeutet Totalverlust
– Alternativsystem muss mit (evtl. altem) Backup
hochgefahren werden
l
Bei Shared Storage
– Trennung von ausführender Einheit (VM / Blade) und
Storage (SAN / NAS)
168
Failover, Katastrophenmanagement
l
Ausfall ausführender Einheit
– Erkennung durch Ping, SNMP Trap, VM Heartbeat,
o.Ä.
– Spare Einheit übernimmt Storage
– Crash konsistent bei Failure
– Ohne Ausfall bei Prefailure mit LiveMigration
l
Ausfall Storage
– Bedeutet auch hier Totalverlust
– Storage Technologie muss selbst redundant
ausgelegt sein (z.B. SAN)
169
Überblick
l
l
l
l
l
l
l
l
l
Software Appliances
Honey Pots
Backup / Restore
170
Backup und Recovery
l
l
VMs eröffnen neue Möglichkeiten zum System
Backup
Backup Arten:
– File basiert: Man definiert Dateien die gesichert
werden
Kann vom Hypervisor unterstützt werden, sofern
dieser das Filesystem versteht / lesen kann
– Disk basiert: Man sichert die gesamte Disk
– Cold Backup: System wird vor dem Backup gestoppt
– Hot Backup: System wird im Laufenden Betrieb
gesichert
171
VM Backups
l
l
Prinzipiell reicht es, die virtuelle Disk zu sichern
Hot Backup?
– Vorteil: Backup ohne Ausfallzeit
– Nachteil: System kann u.U. inkonsistent werden wenn
Schreibzugriffe während des Backupvorgangs passieren
l
Hot Backup auf VMs
– Nutze Snapshot Funktionalität virtueller Disks
– Backup wird vom Zustand des Snapshots gemacht
– Schreibzugriffe während dieses Prozesses wandern in
Seperates Redo Log
– Backup ist Crash konsistent
172
Adaptiver IT
Teil 5: Einordnung und Ausblick
Hewlett-Packard
Überblick
l
l
l
l
l
Zukünftige Funktionalität
Automatisierung
Run Book Automatisierung
Grid Computing
Utility Computing
174
Wo geht die Reise hin?
l
Virtualisierung wird
– Standard
– Kostenlos: Druck auf VMware seitens Microsoft und
Open Source wird zu groß
– zunehmend durch die Hardware unterstützt /
übernommen
l
Womit wird Geld verdient?
– Management
– Automatisierung
– Policy basierte Automatisierung
175
Run Book Automation
l
Abbildung der IT Abläuft in Prozesse
– Modellierung der Prozesse
– Automatisierung über Workflow Engine und
Infrastruktur APIs (üblicherweise via SOA)
– Prozesse sollten an IT Infrastructure Library (ITIL)
angelehnt sein
l
Beispiele
–
–
–
–
Support Ticket
Server Ausfall
Neuer Mitarbeiter
QA / Test / Inbetriebnahme einer neuen Applikation
176
Run Book Automation
Quelle: http://www.opalis.com
177
Virtualisierung und Grid Computing
l
Vision Grid Computing:
– Rechenleistung, Bandbreite und Speicher sind wie
Elektrischer Strom abrufbar
178
Virtualisierung und Grid Computing
l
Problem
–
–
–
–
l
Grid Anbieter stellt Rechner bereit
schnell wechselnde Kunden
wie bekommt der Kunde seine Applikation ins Grid?
Standardisierung auf OS (Linux version X) / Runtime
(Java) nicht sinnvoll, da dies den Kundenkreis zu
sehr einschränkt
Lösung
– Standardisierung auf Hypervisor
– Kunde lädt Virtual Appliance ins Grid
179
Amazon: EC2 & S3
l
Elastic compute Cloud (EC2)
– Rechenleistung mieten
– Provisioning über Xen VMs
– Benutzer lädt Xen Image in EC2
l
Simple Storage Service (S3)
180
Utility Computing
l
l
Begriff verwandt zu Grid Computing
Eigenschaften
– Skalierbarkeit: Antwortzeit leidet nicht unter höherer
Last
– Nutzungsbasierter Preis: IT Dienste werden von
zentraler Stelle oder Drittem eingekauft
– Standardbasierte Dienste: Dienstkatalog, SLA
können spezifiziert werden
– Automatisierung fester Abläufe: Siehe Run Book
Automation
181
Utility Computing
l
Heute
– Oft fixe und hohe IT Kosten
– Nutzen der IT ist nicht richtig ersichtlich
– mangelnde Flexibilität in der IT
l
In Zukunft
– transparente Kosten der IT
– Flexibilität bzgl. der Skalierbarkeit und Allokation der
IT Ressourcen
182
Zusammenfassung
l
Gut für den Kunden
– Viele Interessante Use Cases
– Preise für Lösungen fallen
l
l
Virtualisierung stellt einen Paradigmenwechsel
dar
Probleme
– Zusätzliche Komplexität
– VMs können (zu) leicht erstellt werden: „Zoo“ an VMs
l
Herausforderung
– Paketierung und Produktisierung der Use Cases
– Management der adaptiven Infrastruktur
183
Referenzen
l
Terminologie und Definitionen
– http://en.wikipedia.org
l
VI3 Advanced Technical Design Guide
– http://www.vi3book.com
l
l
Firmenhomepages (siehe Links in den Folien)
Aktuelle Entwicklungen
– http://www.virtualization.info/
l
Grid Computing
– Ian Foster, Carl Kesselman, The Grid: Blueprint for a New Computing
Infrastructure, Morgan Kaufmann 1998
184

Virtualisierung als Grundlage Adaptiver IT

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