OpenIndiana+KVMによる仮想マシン

OpenIndiana+KVM
による仮想マシン
OSC 2012 Tokyo/Fall

みやざきさとる
日本 OpenSolaris ユーザグループ

自己紹介
とあるＩＴ企業の Solaris 使い
Twitter: s_miyaza
ストレージとかも触ってます
Solaris なのは趣味です
最近 Solaris のお仕事がありません…
(´ ・ ω ・｀ )

OpenIndiana+KVMによる仮想マシン pg 2

OpenIndiana ってなんですか？

OpenSolaris ベースの
ディストリビューション
コミュニティーベースで開発
Illumos を採用
Illumos は OpenSolaris 内のクローズドバイナ
リを置き換えるプロジェクト
http://openindiana.org/


OpenIndiana で KVM って？

Joyent 社が OpenSolaris をベースに
SmartOS を作成
SmartOS で KVM を移植
oi_151a へ成果を反映


OpenIndiana をインストールしてみよう

デスクトップ版とサーバ版の２種類
メディアも２種類
ISO イメージ
USB イメージ
USB の作成方法
OpenSolaris なら usbcopy
Linux なら dd
Windows なら LiveUSBCreater
http://wiki.openindiana.org/oi/Installing+OpenIn
diana


OI+KVM のサポート CPU

Nehalem 以降の IntelCPU
Intel-VTi
Intel-VTd
EPT

AMD はノーサポート


OI への KVM インストール方法
用意するモノ
OpenIndiana がインストールされたマシン
ネットワーク環境
KVM の pkg インストール
# pkg install driver/i86pc/kvm system/qemu/kvm
qemu-kvm と kvm ドライバの確認
# qemu-kvm --version
QEMU emulator version 0.14.1 (qemu-kvm-devel),
Copyright (c) 2003-2008 Fabrice Bellard
# ls -ld /dev/kvm
lrwxrwxrwx 1 root root 27 2012-07-11 00:48 /dev/kvm
-> ../devices/pseudo/kvm@0:kvm


OI+KVM の制限事項

libvirt/virsh などは使えません
pkg 自体はありますが、Xen 用です
GUI も用意されてません
SPICE は使えません
VNC は使えます
virtio を使えます
ただし、OS がサポートしていれば
ide や e1000/rtl8139 などのハードウェアエ
ミュレートも使えます


仮想ディスクイメージの作成
OpenSolaris と言えば ZFS
ZFS でサイズ指定でボリュームを作成
# zfs create -p -s -G 10G
rpool/kvm/guest/centos6/m01
-p は親のデータセットも作成
mkdir -p 的なオプション
-s を付けると疎ボリュームになる


ZFS のおさらい
データセット
ファイルシステムとボリュームの２種類
ファイルシステムは、UFS などの既存のファ
イルシステムのようなインタフェース
Path を指定して作成
ボリュームは HDD のデバイスと同様に扱える
Path とサイズを指定して作成
疎ボリューム (Sparse Volume) は、
サイズの予約をするだけで、実際に領域を使っ
た分だけサイズを確保する
→ Thin Provisioning として知られる方法

KVM 仮想ディスクイメージの補足

qemu-img も使用可能
raw/qcow2 でフォーマット可能
でもあまり使う意味ないでしょ？
virtio を使用可能
ゲスト OS に virtio ドライバが用意されて
いる必要がある
ide 接続エミュレート
OS に virtio ドライバが用意されてないときは
ide エミュレートを使用できる


NIC の用意

Project clossbow( ＝ネットワークの仮想化 )
を活用する
dladm で仮想 NIC を用意する
# dladm create-vnic -l rge0 m01
m01 が仮想 NIC 名
-l で仮想 NIC を接続する物理 NIC を指定
物理 NIC 以外に以下のデバイスを指定出来る
link-aggrigation(IEEE802.3ad)
etherstub(= 仮想スイッチ )
VLAN 指定デバイス


NIC の仮想化おさらい

仮想 NIC(VNIC)
物理 NIC もしくは仮想 switch と接続
仮想 switch(etherstub)
仮想 NIC 同士を接続する、仮想的なswitch

Global-Zone Internet
Zone VNIC

etherstub VNIC NIC

VNIC

Zone VNIC VNIC
Zone/
KVM


KVM ゲストの実行
以下のコマンドを root で実行
/usr/bin/qemu-kvm -daemonaize
-pidfile /var/run/m01.pid
-boot cd
-enable-kvm
-vnc 0.0.0.0:1
-vga std
-k en-us
-smp 1
-m 1024
-localtime
-usbdevice tablet
-drive
file=/dev/zvol/rdsk/rpool/kvm/guest/centos6/m01,if=virtio,index=0
-drive file=/rpool/kvm/image/CentOS-6.3-x86_64-bin-
DVD1.iso,media=cdrom,if=ide,index=2
-net nic,vlan=0,name=net0,model=virtio
-net vnic,vlan=0,name=net0,ifname=m01,macaddr=$MAC

qemu-kvm オプション (1)
-daemonize
qemu-kvm を daemon モードで起動
-pidfile /var/run/m01.pid
pid ファイル名を指定
-boot cd
boot するデバイスを指定
複数指定で、ブート順を指定出来る
a,b: 1,2 番目のフロッピーデバイス
c: 1 番目の IDE
d: 1 番目の CD ドライブ
n-p: ネットワークデバイス


-enable-kvm
KVM の仮想化サポートを使用する
-vnc 0.0.0.0:1
VNC で bind するアドレスとポートを指定
指定したアドレスの 5900+ 指定ポート数 /tcp
が使用される
-vga=std
-k en-us
キーボードを指定
日本語の場合は jp を指定する



-smp 1
使用する CPU 数を指定
-m 1024
使用メモリ量を MB 単位で指定
-localtime
時刻を localtime にする
指定しない場合は UTC
-usbdevice tablet
USB デバイスとしてタブレットを指定
X を使用するとき、マウスカーソルがずれる
問題を解消する TIPS


-drive file=/dev/zvol/rdsk/ ボリューム名 ,
if=virtio,index=0
ハードディスクの指定
デバイスとして ZFS volume を指定
/dev/zvol/rdsk/rpool/kvm/guest/centos6/m01
if=virtio
インターフェース (virtio/ide) を指定
index=0
何番目のデバイスかを指定



-drive file=ISO ファイル名 ,
media=cdrom,if=ide,index=2
CDROM を指定
file=ISO ファイル名
指定した ISO ファイルを CD として使用
if=ide
インタフェース (virtio/ide) を指定
index=2
何番目のデバイスかを指定


-net nic,vlan=0,name=net0,model=virtio
ネットワークデバイスの指定
vlan=0
VLANID の指定
name=0
NIC 名
model=virtio
NIC の種類
virtio
e1000
rtl8139( デフォルト )



-net
vnic,vlan=0,name=net0,ifname=m01,macaddr=$MAC
VNIC の指定
vlan=0
VLANID の指定
name=0
NIC 名
ifname=m01
KVM サーバ側の NIC を指定
macaddr=$MAC
MAC アドレスを指定


仮想 NIC と MAC アドレスの取得
指定した仮想 NIC の MAC アドレスは
作成時に自動的に振られる
MAC アドレスを取得するときは
dladm コマンドを使用する
# dladm show-vnic -po macaddress VNIC 名
bash だと、以下のように指定出来る
-net vnic,macaddr=$(dladm show-vnic -po
macaddress m01)


KVM ゲストを簡単デプロイ

KVM ゲストは OS インストールの必要がある
一度インストールしてしまえば
ZFS volume をクローンして、簡単デプロイ
# zfs snapshot
/dev/zvol/rdsk/rpool/kvm/guest/centos6/m01@snap
# zfs snapshot
/dev/zvol/rdsk/rpool/kvm/guest/centos6/m01@snap
/dev/zvol/rdsk/rpool/kvm/guest/centos6/m02
# qemu-kvm ( 中略 )
-drive=/dev/zvol/rdsk//dev/zvol/rdsk/rpool/kvm/guest/c
entos6/m02,if=virtio,index=0 ( 後略 )


ZFS clone でデプロイするときの注意

IP アドレスの重複に注意
同じディスクイメージを使用するため
回避策
OS によって異なる
起動してから書き換える
DHCP を使用する
別 KVM ゲストに接続して書き換え
ネットブートして書き換え
template ホストを用意して、template は起動し
ない
→起動してから書き換え

パフォーマンスを測ってみよう
CPU 、 disk 、network のパフォーマンスをみる
本体、KVM ゲスト (virtio とエミュレート ) 、
zone のパフォーマンスの違いを見る
このベンチマークは、きちんと検証していない
ので、ご参考程度にしてください


CPU のパフォーマンスは？

sysbench で CPU 測定
実行時間を比較 (10000event 実行 )
スレッド数 1, 2, 4, 8 で測定
KVM サーバ、ゲスト(CPU1, 2, 4) 、 Zone
で計測
ホストの CPU は Intel Core i5-2400S
4core/4threads
ゲスト OS は CentOS6.3(1CPU)


CPU 測定結果
CPU performance
guest(1CPU) guest(2CPU) guest(4CPU) host zone

16

14

12

10.17
10.14
10.11 10.18 10.17 9.97
10
*10ms

8

6
5.27
5.25 5.24 5.2

4
3.2 3.18

2

0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

threads


CPU パフォーマンスの考察

本体と zone は、パフォーマンスに差異がない
thread 数が CPU 数と同じになったときに制限
に達する
パフォーマンスは落ちていない
それどころか、良くなっているように見える


disk のパフォーマンスは？

fio で測定
シーケンシャル R/W
fio --bs=1m --size=1G --numjobs=2
--runtime=10 --group_reporting -rw=rw
--name=file1
ランダム R/W
fio --bs=1m --size=1G --numjobs=2
--runtime=10 --group_reporting -rw=randrw
--name=file1
KVM サーバ、ゲスト (virtio/ide) 、Zone で計測
SSD(Crucial m4 CT256M4SSD2) を使用


disk io 測定結果
disk io(KB/s)
randw(KB/s) randw(KB/s) seqr(KB/s) seqw(KB/s)
350000 330587 332992
324010
316681
300000 288025
274413
270159 273761
250000

200000
KB/s

150000
109036
105681
100000
53458
48822
50000 30565
28548 28781
24870
0
guest+ide guest+virtio server zone

disk io(IOPS)
randr(IOPS) randr(IOPS) seqr(IOPS) seqw(IOPS)
350
309 322 316 325
300 264 267 281 267
250
200
IOPS

150
103 106
100
52 47
50 29 27 24 28
0
guest+ide guest+virtio server zone


disk パフォーマンス考察

virtio と ide では、シーケンシャルR/W の場合
に性能差がある
本体に比べればシーケンシャル R/W で
1/3 程度


network パフォーマンスは ?

iperf で測定
サーバ側
iperf -s -p 12345 -w 65536 -i 5
クライアント側
iperf -c <server> -w 65536 -p 12345 -t 60
クライアントーホスト間は、1G で MTU1500
KVM サーバ、ゲスト(virtio/e1000) 、Zone
で計測 (3 回計測の平均 )
KVM ゲストは CentOS6.3


network 測定結果
network パフォーマンス
guest(virtio) guest(e1000) server zone
1000
934.33 935
900

800

700

600
MBits/sec

500

400
353.67

300

198
200

100

0


network パフォーマンス考察

本体と zone の性能は差異なし
virtio は、本体の４割弱の性能
e1000 は、本体の2 割弱の性能
virtio 比でも半分程度
virtio を使う方がパフォーマンスは高いが、
本体に比べるとかなり低い


OI+KVM のメリットって？

OI 上で動くサービスなら、Zone を使うべき
Linux のサービスはほとんど OI でも動かせる
コンパイルすれば…
Linux 独自の仕組みを使うときに、
KVM を使用する
Windows を動かすときは、KVM を使用する
OI の別バージョン、OracleSolaris11 が KVM
で使用出来る
→ただし、virtio ドライバがないので遅い


Linux+KVM と比較したメリット

ZFS を使用することによる運用性
snapshot を利用したバックアップ
clone を使用したデプロイ

crossbow による仮想 NIC
簡単にブリッジ接続
仮想スイッチを使用したクローズネットワーク
ポート、IP 、NIC を指定した帯域制御


Linux+KVM と比較したデメリット

低いパフォーマンス
libvirt/oVirt などのサポートなし
GUI による制御未サポート
他ツール (OpenStack/CloudStack など ) との
連携できない
SPICE に未対応
ハードウェアを選ぶ
AMD 未対応


総評
SmartOS などではサービスで使用しているが、
まだまだ未成熟
性能面、機能面での不具合
ただし、 ZFS や Crossbow を利用出来るのは
かなりおいしい
Joyent 社などを中心にサービス使用を目指し
ているので、今後に期待
→いま、サービスに使用するのはリスキー


OpenIndiana+KVM
による仮想マシン

ご静聴ありがとうございました。


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