Speicher - magellan netzwerke GmbH
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Evolution der RZ-Netze Bilder zum Transskript Dr. Franz-Joachim Kauffels IT-Analyst, Unabhängiger Berater, Autor 1-1 Traditionelle Web-Architektur Copyright: Dr. Jürgen Suppan, ComConsult Research, Christchurch, NZ 1-2 Dreilagige Architektur Copyright: Dr. Jürgen Suppan, ComConsult Research, Christchurch, NZ 1-3 Common Gateway Interface CGI Internet/Intranet HTML CGI Web-Server Anwendungen Browser Anwendungsprogramme und Services Betriebssystem Oracle Client SQL Datenquellen 1-4 Umgehung des CGI-Flaschenhalses durch Java Internet/Intranet CGI JAVAAnwendungen JAVA Applets Browser Web-Server Anwendungsserver Betriebssystem Oracle Client SQL Datenquellen 1-5 CGI-Programme vs. Java Applets CGI-Programm-Parameter CGI-Programm-Output JAVA-Programm-Sourcecode lokale Programmausführung CGIProgramm WWW-Server JAVAProgramm WWW-Server 1-6 Drei Generationen WWW Web-Seiten-Anforderung 1 Web-Seiten-Lieferung WWW-Seitenanforderung CGI-Programm-Parameter 2 WWW-Seiten-Lieferung JAVA-Programme WWW-Seitenanforderung CGI-Programm-Parameter JAVA-Client-Programme 3 WWW-Seiten-Lieferung JAVA-Server-Programme WWW-Clients WWW-Server 1-7 Trennung von Web- und App-Server Copyright: Dr. Jürgen Suppan, ComConsult Research, Christchurch, NZ 1-8 Master/Slave Struktur Copyright: Dr. Jürgen Suppan, ComConsult Research, Christchurch, NZ 1-9 Struktur mit Vorverarbeitung Copyright: Dr. Jürgen Suppan, ComConsult Research, Christchurch, NZ 1-10 Skalierung der Master/Slave Struktur Copyright: Dr. Jürgen Suppan, ComConsult Research, Christchurch, NZ 1-11 Gesamtszenario Copyright: Dr. Jürgen Suppan, ComConsult Research, Christchurch, NZ 1-12 Klassisches Betriebssystem Anwendungsprogramme Systemprogramme Prozesse, die die Laufzeitumgebungen herstellen Sorgt für Abbildung der Laufzeitumgebungen auf reale Prozesse Dispatcher Erzeugt nutzbares Prozesssystem nach Möglichkeiten der Hardware … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessor Speicher HBA 1-13 Einfügung mehrerer Prozessoren Anwendungsprogramme Systemprogamme Prozesse, die die Laufzeitumgebungen herstellen Sorgt für Abbildung der Laufzeitumgebungen auf reale Prozesse Dispatcher Scheduler kann jetzt mehr Prozesse erzeugen und / oder auf höhere Leistung zurückgreifen … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessoren Speicher HBA 1-14 Einfache Virtualisierung, z.B. IBM VM Es werden Virtuelle Maschinen VM1, … VMn erzeugt, die selbst den Status eines Anwendungsprogramms haben, aber das Laufen von Anwendungen im herkömmlichen Sinne erlauben VM1 VM2 VMn Dispatcher … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessoren Speicher HBA 1-15 Offenheit: Virtualisierung verschiedener BS Da die Virtuellen Maschinen VM1 … VMn den Status eines Anwendungsprogramms haben, kann man natürlich auch unterschiedliche Betriebssysteme nachmachen VM1 VM2 VMn Dispatcher … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessoren Speicher HBA 1-16 Gehostete Lösung Haben die Virtuellen Maschinen VM1 … VMn den Status eines Anwendungsprogramms, müssen sie mit „normalen“ Anwendungen Koexistieren. Das bringt Performance-Probleme. VM1 VMn Dispatcher … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessoren Speicher HBA 1-17 Hypervisor Der Hypervisor erzeugt ausschließlich Virtuelle Maschinen. Clustering Software Ausnahmen sind Service-Konsolen z.B. für Clustering ServiceKonsole VM1 VM2 HYPERVISOR … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessoren Speicher HBA 1-18 Beispiel: VMware Clustering Software Hersteller verzichten gerne auf die Perspektive der Prozesse und auch auf die Hardware-Abstraktion ServiceKonsole VM1 VM2 HYPERVISOR Prozessoren Speicher HBA 1-19 Transaktionsverarbeitung im klass. Betriebssystem Anwendungsprogramme Systemprogramme Sorgt für Abbildung der Laufzeitumgebungen auf reale Prozesse Dispatcher Wichtig: die nächste Transaktion kann erst dann beginnen, wenn die aktuelle abgeschlossen ist ! … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessor Speicher HBA 1-20 Transaktionsverarbeitung im Virtuellen BS Die zweite Transaktion (rot) kann vom Dispatcher schon dann an die rechte VMn übergeben werden, wenn die erste Transaktion (grün) noch auf VM1 berechnet wird. Dadurch Nutzung v. Parallelität. VM1 VM2 VMn Dispatcher … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessoren Speicher HBA Transa. 1 Transa. 2 1-21 VMware´s Vision: Virtuelle Infrastrukturen 1-22 Kommunikation Virtueller Maschinen, IPC Normalerweise können Anwendungen auf Virtuellen Maschinen via IPC miteinander kommunizieren VM1 VM2 VMn Dispatcher … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessoren Speicher HBA 1-23 Virtueller Ethernet Switch, Grundidee VM1 VM2 VMn Dispatcher … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessoren Speicher HBA 1-24 Virtueller Switch und Hypervisor Clustering Software ServiceKonsole VM2 VM1 HYPERVISOR Prozessoren Virtueller Switch Speicher HBA 1-25 Zugriff auf den HBA Clustering Software ServiceKonsole VM1 VM2 HYPERVISOR Prozessoren Virtueller Switch Speicher HBA 1-26 Übergreifender Virtueller Switch Durch die Verbindung der Virtuellen Switches via HBAs mit realen Switches entsteht ein Übergreifender Virtueller Switch 1-27 Virtueller Speicher im Klass. BS Anwendungsprogramme Systemprogramme Aktueller Bereich Virtueller Speicher MMU Sorgt für Abbildung der Laufzeitumgebungen auf reale Prozesse Dispatcher Erzeugt nutzbares Prozesssystem nach Möglichkeiten der Hardware … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessor Speicher Aktueller Bereich wird mittels Paging-Verfahren nachgeladen HBA 1-28 Virtueller Speicher in VM-BS VM1 Shadow Tabelle VM1 VM2 HYPERVISOR … Scheduler Hardware Abstraction Layer HAL Prozessoren Speicher HBA VM2 Shadow Tabelle 1-29 HW-Unterstützung des Hypervisors VM1 Shadow Tabelle VM2 Shadow Tabelle VM1 VM2 HYPERVISOR … Prozessoren Multiple Speicherbilder aus der HW HBA 1-30 Alternativen zur Speicher-Konsolidierung Quelle: Wikipedia 1-31 Auf dem Weg zum Diskless Server Das Netzwerk als Systembus !!! Bild: VMware 1-32 Storage VMotion Erlaubt das Wandern von Disk Files Virtueller Maschinen über Heterogene Speichersysteme Bild: VMware 1-33 Virtualisierte Systeme bis 2009 VM Hypervisor HV-Teil zur Erzeugung Virtueller Speicher für die VMs Prozessor(en), Speicher, virtualisiert virtualisiert Prozessor(en) Speicher HV-Teil zur Abbildung der I/O-Anforderungen der VMs auf die I/O-Ger. I/O-Geräte 1-34 Virtualisierte Systeme mit SR-IOV VM Hypervisor HV-Teil zur Erzeugung Virtueller Speicher für die VMs Prozessor(en), Speicher, virtualisiert virtualisiert SR-IOV unterstützt Hypervisor durch hardware-basierte I/O-Vorbereitung, I/ODurchführung und I/OOrganisation Prozessor(en) Speicher I/O-Geräte 1-35 Entwicklung des Data Center Ethernet Integration von Provider-Funktionen Inkrementelle Funktionserweiterungen Logische Partitionierung Evolution von Shared Medium zum Switching Einführung Ethernet Skalierbarkeit, Verfügbarkeit, Funktionsreichtum Graphik: Cisco 1-36 I/O-Konsolidierung CEE : Converged Enhanced Ethernet Heutige Situation Konsolidierung ohne Virtualisierung Konsolidierung unter Berücksichtigung einer Virtualisierung Grün: reine Ethernet-Verbindung Rot und Blau: FC-Verbindungen Rot, Grün und Blau gebündelt: Vollduplex (10GbE) FCoE-Verbindung (zwei Kabel) Graphik: FCIA 1-37 Protokollstapel 1-38 iSCSI vs FC vs FCoE iSCSI FC FCoE Einsatzbereich Heute < 4 Gbps Heute > 4 Gbps Ziel > 10 Gbps Reifegrad Vorzüge Komplexität im Netz Anforderungen an Ethernet Anforderungen an Prozessor Netz mindestens Ausgereift, bewährt Stabil auf TCP Wie jede TCPAnwendung Wie jede TCPAnwendung Hoch, TCPAbarbeitung muß schnell sein 1 GbE Ausgereift, bewährt Stabil, viele Zusatzfktn. Sehr gering N/A Neu FC-Funktionen auf Ethernet Gering Lossless Ethernet Mittel wegen Kein sehr hoher wesentliches Strukturierung Premium ggü gleichem FC 4 oder 8 GbFC 10 GbE 1-39 Leistung von iSCSI-Hardware-Beschleunigung (Durchsatz) Quelle: HP und Tolly Group 1-40 Wirkung von iSCSI-Hardware-Beschleunigung (Prozessor-Entlastung) Quelle: HP und Tolly Group 1-41 Traditionelle Vernetzung von Servern und Speichersystemen Betriebssystem Prozessor Lokaler Speicher FC Ein oder mehrere Rechner Zwei getrennte Infrastrukturen SAN und LAN Speichersystem Eth 1-42 Konvergente Vernetzung Betriebssystem Prozessor Lokaler Speicher Ein oder mehrere Rechner gemeinsame Infrastruktur SAN und LAN Speichersystem Konvergierter Adapter FCoE 1-43 Das Netz als Systembus ? Virtualisierte Rechner Speichersysteme 1-44 Virtualisierung: Änderung des Arbeitsmodells Graphik: Nortel Networks 1-45 Virtualisierung des Datenflusses Access-Bereich für Benutzer Virtualisierter Server Netzwerk-Infrastruktur Graphik: Nortel Networks 1-46 Netzwerk- und Service-Ebene Graphik: Nortel Networks 1-47 Lösungen bei Providern und Corporate NW Topologie- und Routen-Discovery sowie grundsätzliche Verkehrs-Steuerung. Funktionsbereich bei Corporate Netzworks im Sinne einer „Broadcast“-Versorgung, im Bereich von Providernetzen differenziert. Signalisierung, bei Corporate NW eher sehr elementar. Wichtiger hier Bildung abgeschlossener Bereiche und L2 Fehlerkompensation durch L3-Funktionen. Tunneling im Provider-Netz Schleifenfreiheit sowie Redundanz Im Corporate Network Topologie-Steuerung des Provider-Netzes, VLANBildung im Corporate Netzwerk. Physikalisches Übertragungssystem Graphik: Nortel Networks
