Virtualisierung am Beispiel des LRZ

Virtualisierung am Beispiel des LRZ
Stefan Berner
[email protected]
Leibniz-Rechenzentrum der
Bayerischen Akademie der Wissenschaften
Agenda





Einleitung
Vor- und Nachteile der Virtualisierung
Virtualisierungssoftware
Beispiel: LRZ Infrastruktur
Blick über den Tellerrand
 Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing
Stefan Berner © 2007
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Agenda





Einleitung
Vor- und Nachteile der Virtualisierung
Virtualisierungssoftware
Beispiel: LRZ Infrastruktur
Blick über den Tellerrand
 Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing
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Wer sind wir?
 Rechenzentrum (~170 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter) für alle
Münchner Hochschulen mit
 mehr als 80.000 Studentinnen und Studenten und
 mehr als 26.000 Angestellten
 einschließlich 8.500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
 Betreiber des Münchner Wissenschaftsnetzes
 Backup- und Archivzentrum (4.500 Terabyte, 3 Milliarden Dateien)
 Regionales Rechenzentrum für alle bayerischen Universitäten
 Nationales Höchstleistungsrechenzentrum
 Beteiligt an nationalen, europäischen und weltweiten Grid
 Computing Infrastrukturen
 Eingebunden in viele Forschungsaktivitäten
 Ausbildungsbetrieb (IT-Systemelektroniker, FI Systemintegration)
Wer sind wir?
Wer sind wir?
Agenda





Einleitung
Vor- und Nachteile der Virtualisierung
Virtualisierungssoftware
Beispiel: LRZ Infrastruktur
Blick über den Tellerrand
 Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing
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Virtualisierung ein alter Hut?
 Virtualisierung eine alte Technik aus dem Bereich
der Mainframes
 Beispiel für ältere Virtualisierungstechnik:
 IBM Mainframes aus den 60er Jahren
 In den Anfängen der Virtualisierung teilten sich auch mehrere
User einen Rechner, Zugang über Terminals
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Chancen durch Virtualisierung
 effezientere Auslastung der Ressourcen, Einsparung
bei




Energie
Klimatisierung
Raum
Personal
 Konsolidierung der Hardware
 Virtuelle Maschinen sind hardware-unabhängiger
 kürzere Downtime von Services
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Nachteile der Virtualisierung
 Single point of failure
 Setup der virtuellen Infrastruktur komplexer
 weitreichende Folgen bei Kompromittierung des
Host-Systems
 Anschaffungskosten des Systems
 Es wird nicht die native Performance erreicht
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Agenda





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Vor- und Nachteile der Virtualisierung
Virtualisierungssoftware
Beispiel: LRZ Infrastruktur
Blick über den Tellerrand
 Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing
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Mögliche Virtualisierungslösungen (VM-Ware)
 VMware:
 Vorteile: Schnelle einfache Installation, etabliert und „sanfte“
Entwicklung der Software, „schöne“ graphische Oberfläche,
Support durch Firmen erhältlich
 Nachteile: (Emulation der Hardware neuste Versionen haben
diese Beschränkung nicht mehr , hängt stark von der
eingesetzten Version ab), daher relativ langsam, kommerzielle
Software
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Mögliche Virtualisierungslösungen (Xen)
 Xen (open source)
 Vorteile: Sowohl Voll- als auch Paravirtualisierung unterstützt,
geringer Overhead,Opensource Software, daher auch
´Rückgriff auf den Quelltext möglich, gute CommunityUnterstützung, kommerzieller Support auch
erhältlich(XenSource)
 Nachteile: dynamische Entwicklung der Software, daher bei
Update Anpassungen an der Konfiguration möglich (bsp. 3.04>3.1), Opensource Variante kein wirklichen Produktivcharakter
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(13)
Mögliche Virtualisierungslösungen (sonstiges)
 Virtuzzo:
 Es ist nur eine Kernelversion möglich, keine unterschiedlichen
Linux Versionen möglich
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Agenda





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Vor- und Nachteile der Virtualisierung
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Beispiel: LRZ Infrastruktur
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Entwicklung der Anzahl der Server
Linux-Systeme am LRZ
Linux
Hosts
800
SGI Altix
Linux-Cluster
700
Mitarbeiter-Arbeitsplätze
Server
Kurs-Cluster
600
500
400
300
200
100
0
1999
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2001
2003
2005
2007
Konsequenzen der steigenden Anzahl der
Server




steigender Raumbedarf
steigender Personalbedarf
hohe Anschaffungskosten
ineffektive Nutzung von Ressourcen
Virtualisierung kann einen Großteil der Probleme lösen
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Erfahrungen mit Virtualisierung im LRZ
2000
2005
2006
2007
VMware Workstation auf Linux-Arbeitsplatz-PC und auf
Windows-Server für ca. ein Dutzend Windows-Clients
Xen v3.02 mit iSCSI (16 LUNs) auf bis zu 3 Servern
Einsatz des VMware GSX Server
weitere 3 Xen-Server gehen in Betrieb
VMware Server auf gehostetem Linux-Server in Betrieb
Xen-Tests und Updates
2007Q4 Erprobung und Produktivführung von VMware ESX Server
auf
6+ neuen 2fach Dual-Core-Opteron Sun-Boxen (16+
GB RAM)
2009Q4 Beschaffung adäquater Hardware für VMware ESX Server
Bladecenter, iSCSI-Hintergrundspeicher, Peripheriegeräte
Alternativem bleiben weiterhin in Beobachtung bzw. Teststellung:
Xen, MS Virtual Server, ...
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Entscheidung für VMware, da VMware
 eine professionelle Oberfläche bietet
 DRS und HA sehr einfach möglich sind
 kommerzieller Support möglich ist
 Erfahrung im Bereich VMware vorhanden ist
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Verwendete Komponenten
 VMware ESX Server
 Sun Fire 4150
•
•




Dual Socket Quad Core CPU´s
40GB RAM
VMware Virtual Infrastructure Server
Windows Server 2003
Microsoft SQL Datenbank
NAS-Filer für Images
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Netzwerkinfrastruktur
Service
Console
Storage
Access
Service
Console 2
vSwitch0
vSwitch1
Storage
Access
vmnic
Status
0
A
3
P
VMotion
4
A
VM 1
(21)
VM 3
vSwitch2
VM 4
vSwitch3
Service
Console 2
1
A
2
P
7
A
nas6070b
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VM 2
6
A
5
A
8
A
9
A
10
A
11
A
....
Ohne Worte
 Einfügen eines Bildes vom VMware cluster
 War leider zum Zeitpunkt des Einreichens für die CD
noch nicht verfügbar
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Agenda





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Vor- und Nachteile der Virtualisierung
Virtualisierungssoftware
Beispiel: LRZ Infrastruktur
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 Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing
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Anwendungen im Grid-Computing
 Möglichkeit zur Erstellung unabhängiger Images
 Während Entwicklung und Produktionslauf keine
Unterschiede in Umgebung
 Die Wissenschaftler sind frei in der Wahl des
Betriebssystems
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Projekte, die sich mit Grid-Computing und
Virtualisierung beschäftigen
 http://workspace.globus.org/
 http://www.gup.uni-linz.ac.at/xen/
 Xen-Grid Engine Uni Marburg
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Diskussion
 Wer hat Virtualisierungslösungen im Einsatz?
 Wer plant Virtualisierungslösungen?
 Fragen?
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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