2006

1. Virtualizáció Linuxon: XEN
Szalai Ferenc
szferi@avaxio.hu
http://www.avaxio.hu

2. Bevezető
●
Mit?
– intézményi vállalati szolgáltatásokat (web,
állomány, levelező szerver, egyedi teszt
rendszerek, virtuális oktatási hálózatok)
●
Miért?
– sok egyedileg felügyelt rendszer alacsony
kihasználtsággal (< 10%)
– sok vas, magas fenntartási költségek (pl.:
áramszámla)
●
Hogyan?
– szabad szoftverekkel, nyílt technológiákkal
http://www.avaxio.hu

3. Miért virtualizáljunk?
●
Vezetői szemlélet: a vas ára állandó, a
adminisztrációs költségek nőnek
●
Motiváció:
– költségtakarékosság: 51.7 %
– üzemeltetés egyszerűsítése: 14.6 %
– flexibilis infrastruktúra: 13.1 %
– leállási idő csökkentése: 12.6 %
– helytakarékosság: 10.9 %
– skálázhatóság: 10.9 %
– megbízhatóság: 10.9 %
(IDC 2005)
http://www.avaxio.hu

4. Virtualizáció - elvek
●
Virtuális gép: absztrakció, a fizikai
erőforrások megosztása, delegálása révén
létrejött virtuális erőforrásokat használja.
●
Host gép: a virtuális gépeket befogadó
fizikai eszköz
●
Mit lehet virtualizálni:
– CPU (erről lesz szó), Adattároló (storage), I/O (pl.:
Infiniband)
http://www.avaxio.hu

5. Virtualizáció - elvek
●
Virtualizációs technikák (x86):
– alkalmazás szintű: pl.: cygwin, wine
– operációs rendszer szintű: pl.: chroot, jail,
openVZ, linux­vserver, solaris containers
– emuláció: pl.: VMWare (sok okos, optimalizáció),
QEMU
– paravirtualizáció: pl.: XEN, User Mode Linux
– hardverrel támogatott: Intel VT, AMD SVM
http://www.avaxio.hu

6. Virtualizáció - XEN
●
Hipervisor: szuper­privilégizált módban futó kernel,
közvetlenül a hardvert kezeli, erre portolják a
virtualizált rendszereket
●
Előnyök:
– fizikai géphez közeli teljesítmény (2­3 % veszteség)
– nyílt forrás, ipari támogatás (XenSource, IBM, SUN,
Novell stb.)
– linux terjesztések része (Debian, SuSE, RedHat EAL)
●
Hátrányok:
– operációs rendszert módosítani kell (no Windows)
– nyílt management eszközök hiánya
http://www.avaxio.hu

7. Xen
felépítése
http://www.avaxio.hu

8. XEN telepítése
●
Csomagok:
– xen­hypervisor, xen­utils, linux­image­xen­686,
libc6­xen (?)
– xen­ioemu (HVM esetén)
●
xend daemon: management és kommunikáció
– /etc/xen/xen­config.sxd
●
grub konfiguráció:
title XEN hypervisor booting 2.6.16­2­xen­686
root (hd0,0)
kernel /boot/xen­3.0­i386.gz dom0_mem=256000
noreboot
module /boot/vmlinuz­2.6.16­2­xen­686
root=/dev/md0 ro BOOT console=tty0
module /boot/initrd.img­2.6.16­2­xen­686
http://www.avaxio.hu

9. Xen kezelése I.
# cat /etc/xen/noc.grid.conf
name = "noc.grid"
kernel = "/boot/vmlinuz­2.6.16­2­xen­686"
ramdisk = "/boot/initrd.img­2.6.16­2­xen­686"
memory = 256
vif = [ 'mac=00:16:3E:00:00:13, bridge=xenbr1' ]
disk = [ 'phy:/dev/xenimages/noc.grid,sda1,w' ]
root = "/dev/sda1 ro"
extra = "2"
on_poweroff = 'destroy'
on_reboot = 'restart'
on_crash = 'restart'
# xm create noc.grid.conf
# xm list
Name ID Mem(MiB) VCPUs State Time(s)
Domain­0 0 250 4 r­­­­­ 47073.3
noc.grid 7 256 1 ­b­­­­ 101501.6
service.grid 8 128 1 ­b­­­­ 4728.6
# xm console noc.grid
# xm shutdown noc.grid
http://www.avaxio.hu

10. Xen kezelése II.
# xm save noc.grid /var/xen/noc.grid.save
(dom le is áll)
# xm restore noc.grid
# xm pause noc.grid
noc.grid 7 256 1 ­­p­­­ 101501.6
# xm unpause noc.grid
CPU, Memória, Hálózat használat
# xm top
# xm mem­set noc.grid 270
# xm migrate noc.grid dom0­1
http://www.avaxio.hu

11. Fizikai gép virtualizálása
●
alkalmazások leállítása fizikai gépen
●
dom0­án Volume kialakítása és csatolása (/mnt)
tar ­czf ­ / | ssh dom0 'cd /mnt; tar ­xzf ­'
●
hálózati interfészek beállítása dom0­ban (főleg,
ha 802.1q VLAN technikát használjuk)
●
xen config állomány elkészítése
●
domain indítása (xm ceate domu.conf)
http://www.avaxio.hu

12. XEN hálózat I.
●
/etc/xen/scripts/
●
lehetőségek:
– bridge
– route
– nat (problémás)
– vegyes
megoldások
– saját scriptek
http://www.avaxio.hu

13. XEN hálózat II.
●
xen­config.sxd
– (network­script network­bridge)
– (vif­script vif­bridge)
●
bridge eset működése
– bridge: xenbr0
– eth0 down
– eth0 IP, MAC ­> veth0
– eth0 ­> peth0
– veth0 ­> eth0
– peth0, vif0.0 a bridgehez adja
– mindenki up
– minden további vifx.y automatikusan a xenbr0­ba
kerül
http://www.avaxio.hu

14. Megfelelő tároló alrendszer
●
Hol tároljuk a virtuális gépek virtuális
merevlemez tartalmát?
●
Lehetőségek tárolóra:
– dom0­ba rakjunk sok lemezt: nehezen skálázható,
nagy rendelkezésre állás kialakítása nehézkes
– NAS (NFS): három egymástól független
állományrendszer konzisztencia problémája
– FC SAN: jó de általában drága (Fibre Channel)
– IP/Ethernet SAN: perfect!
●
Virtuális lemezek:
– image állomány
– LVM
– NFS
http://www.avaxio.hu

15. IP/Ethernet SAN
●
forrás (target), cél (initiator) architektúra
●
IP SAN: iSCSI
●
Ethernet SAN: AOE (Ata­over­Ethernet)
●
AOE: egyszerű protokoll ATA üzenetek natív
etherneten történő továbbítására
– initiator 2.6.11 óta Linux kernel része
– hardveres target (Coraid Inc.)
http://www.avaxio.hu

16. Példa egy nagy
rendelkezésre
állású virtuális
kiszolgáló
platformra
http://www.avaxio.hu

17. Hova tovább? I.
●
Teljesítmény: xen­oprofile
●
Guest API: hipervisor inkompatibilitások
(virtual I/O interfészek)
●
IOMMU
●
OS támogatást: Linux, NetBSD3, FreeBSD7,
OpenSolaris10, Plan9
●
Vanilla kernel része?
●
XML konfig állomány sxd helyett
●
DTMF CIM támogatás, Xen XML­RPC
●
Copy on Write virtuális diskek támogatása,
VMDK, MS VHD, blktap (user space)
http://www.avaxio.hu

18. Hova tovább? II.
●
Erőforrás kezelés: VCPU fizikai CPU
dinamikusan, QoS, limitek
●
HVM (hardver virtualizáció)
– Qemu I/O emu­tól megszabadulni
– USB támogatás
– teljesítmény fokozás
– save/restore/migration
●
XenFS: közös állományrendszer VM­k kötött
●
IA64 port
●
PowerPC port
●
XEN Enterprice: grafikus management
●
Infiniband támogatás
http://www.avaxio.hu

19. Kalandra fel!
http://www.avaxio.hu