vSphere Inventory Browser for VMware ESX/vCenter 4.x

UNIVERSITÀ DI PISA
Facoltà di Scienze MM.FF.NN.
Laurea Magistale in Sicurezza Informatica:
Infrastrutture e Applicazioni
Complementi di Programmazione Distribuita - Prof. M. GattiA.A. 2011/2012
vSphere Inventory Browser
for VMware ESX/vCenter 4.x
Salvatore Saeli

Scopo del progetto
Produrre un’Inventory Browser in grado di
interfacciarsi con un server ESX/vCenter 4.x
sfruttando strumenti e tecniche di ottimizzazione
server-side e client-side
¤  Approfondimento dell’infrastruttura di virtualizzazione
di VMware
¤  Uso della vSphere Web Services SDK
¤  Uso e approfondimento di Microsoft Visual C#
¤  Installazione di due server ESX e di un server vCenter
vSphere Inventory Browser - Salvatore Saeli
1

Introduzione2

Problematiche affrontate
3
¨  Ottimizzazione del numero di oggetti da creare
all’interno del server a ogni sessione
¨  Riduzione del traffico d’informazioni tra il client e il
server per contenere l’uso della banda
¨  Gestione dei problemi di coerenza e
sincronizzazione dei dati da mantenere sul client

Soluzioni adottate
4
¨  Server-side
¤  oggetti ViewManager e View
rendono performante l’uso del PropertyCollector
¤  meccanismo di notifica WaitForUpdate
uso efficiente delle risorse di rete, rimane bloccato in attesa di aggiornamenti
¨  Client-side
¤  albero n-ario implementato con tabelle hash
mantiene l’intera struttura in memoria con accesso in tempo costante ai nodi ai
vari livelli dell’albero
¤  tecnichedi multi-threading (C#)
esecuzione in parallelo delle operazione eseguite in background
sincronizzazione dei dati sugli oggetti del server
¤  tecnica di riflessione (C#)
accesso alle proprietà degli oggetti di tipo ManagedEntity dall’Inventory UI
Tree

Il ViewManager e le View5

Il PropertyCollector
6
È una service interface che supporta le seguenti
tipologie di task da un’applicazione client:
¨  navigare all’interno dell’inventory e ottenere
informazioni su specifici managed object
dall’inventory
¨  reperire dati sullo stato del server, nel caso di
un’applicazione client sincronizzata con lo stato
degli oggetti del server

Performance del PropertyCollector
7
I fattori che ne possono andare ad intaccarne le
performance sono:
¨  il numero di oggetti
¨  il numero di proprietà da trattare su ogni oggetto
¨  la frequenza di cambiamenti degli oggetti e delle
proprietà nel server
¨  la profondità di attraversamento
¤  il numero di proprietà da attraversare

Migliorare le prestazioni di raccolta
del PropertyCollector
8
Utilizzandolo in congiunzione con gli oggetti
ViewManager e View permette di minimizzare
¨  l’overhead sul PropertyCollector
¨  l’ammontare di traffico di rete per un’applicazione
client
Il ViewManager permette al client di accedere al
contenuto dei managed object sul server creando
delle View (s.i. di managed entity)
¤  ContainerView, InventoryView, ListView

PropertyFilterSpec usato con una
ContainerView
9
Interazione
con il PC
tramite il
supporto
delle View
PropFilterSpec
più semplici
per definire i
filtri
Comunicazion
e Client-
Server molto
più efficiente

InventoryView
10
The InventoryView managed object provides a means of
browsing the inventory and tracking changes to open
folders. This managed object is particularly useful for UI
clients that display a tree-based navigation panel of the
inventory. (VMware vSphere API Ref)

InventoryView
11
¨  fornisce le operazioni per aprire e chiudere le
folder in un inventory
¨  la sua proprietà view contiene un array dei MORef
agli oggetti che compongono l’inventory
¨  quando viene creato il server inizializza la lista
degli oggetti della View con la root folder
¨  per aggiungere dei child object occorre eseguire
l’operazione OpenInventoryViewFolder passandogli
il MORef della managed object entity

InventoryView – host ESX
12
Nel caso di un host ESX, per ottenere tutti gli oggetti
server all’interno della View le operazioni sono :
1.  Aprire la root folder
2.  Aprire le folder del Datacenter

InventoryView – server vCenter
13
Nel caso di un server vCenter, per ogni Datacenter
occorre iterare l’operazione 2.
Risultato: con al più 1+(4*N) chiamate, con N uguale
al numero dei Datacenter, è possibile ottenere tutti gli
oggetti dell’inventory all’interno dell’InventoryView

Albero N-ario e Tabelle Hash14

Struttura albero n-ario
15
Analizzando la
gerarchia
dell’inventory si
evince che ci
sono dei livelli
prestabiliti
Permette di
inserire i nodi in
ordine in base al
loro livello di
appartenenza
È possibile
gestire
l’inventory di un
server vCenter
allo stesso modo
d’invenotory di
un host ESX
standalone

Struttura nodo dell’albero n-ario
16
¨  Key:
¤  MORef.Value, valore univoco per ogni oggetto del server
¨  Value:
¤  MORef, si ottengono le proprietà Value e Type
¤  ManagedEntity Object, rappresenta una classe per ogni
tipo di oggetto nell’inventory
¤  Rif. ai Child, permettono di attraversare l’albero in
profondità

Tabelle Hash ad indirizzamento diretto
17
Generalizzazione
del concetto di
array ordinario.
L’indirizzamento
diretto di un array
ordinario permette
di esaminare una
posizione arbitraria
in tempo constante
Funziona bene
quando l’universo U
delle chiavi è
ragionevolmente
piccolo e si tratta di
valori univoci
I dati satellite
vengono
memorizzati in un
oggetto esterno

N-ary HashTree Node
18
* più oggetti uguali in un host ESX
** più oggetti uguali in un server vCenter
Key : MORef.Value
Value: puntatore ad un array dinamico con locazioni
MORef ; ManagedEtity Object; Puntatori ai nodi child (nessuno nel caso di nodi foglia)

N-ary HashTree
19
Albero n-ario
ottenuto
tramite
l’implementa
zione dei
nodi con
delle tabelle
di hash
La struttura a
puntatori
permette di
attraversare
in profondità
l’albero

N-ary HashTree – inserimento nodi
1.  Si ottiene la chiave del nodo parent dal ManagedEntity Object
2.  In base alla tipologia del nodo da aggiungere, si accede al nodo
di livello superiore tramite la chiave ottenuta
3.  si aggiunge il riferimento nel nodo parent
20

Attraversamento di un albero
21
¨  Per attraversamento o visita di un albero s’intende
l’ispezione dei nodi dell’albero in modo che tutti i
nodi vengano ispezionati una ed una sola volta
¨  Definisce un ordinamento totale tra i nodi
dell’albero in base alla loro posizione
¤  ogni nodo ha un predecessore e un successore
all’interno di un attraversamento

Attraversamento Preorder
22
Visita preorder di un BST Adattamento per l’N-ary Tree

Multi-Threading e Sincronizzazione23

Tecniche usate per il Multi-Threading
24
¨  Delegati Sincroni
¤  discovery delle Managed Entity
¤  chiamate Thread-Safe ai Windows Form Controls
¨  BackgroundWorker
¤  operazione di Login
¤  caricamento dell’inventory
¤  event listener
¨  Delegati Asincroni
¤  notifica di tipo Enter
Descriviamo i casi più interessanti

Discovery delle Managed Entity
25
Per caricare tutti
gli oggetti server
all’interno
dell’InventoryVie
w viene eseguita
l’apertura delle
folder di un
Datacenter su
quattro thread
separati
Nel caso di un
server vCenter
viene
l’operazione
viene ripetuta
per ogni
Datacenter

Classe BackgroundWorker
26
¨  Rende semplice l’uso dei thread in un Window Fom
¨  Per eseguire un’operazione onerosa in background
si crea un BrackgroundWorker
¨  Si resta in attesa degli eventi che segnalano
l’avanzamento e il completamento dell’operazione

Caricamento dell’Inventory
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¨  Consiste di più sotto-fasi che sono eseguite
all’interno di un BackgroundWorker:
1.  Discovery delle ManagedEntity
2.  Raccolta delle proprietà delle ManagedEntity
3.  Creazione dell’Inventory per tipologia delle
ManagedEntity
4.  Costruzione dell’N-ary HashTree
5.  Costruzione dell’Inventory UI Tree
¨  L’avanzamento e il completamento delle operazioni
sono segnalati aggiornando una ProcessBar

Event Listener
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¨  La sincronizzazione con il server è mantenuta usando il meccanismo
di notifica WaitForUpdate, eseguito all’interno di un
BackGroundWorker.
¨  3 Thread, uno per ogni tipologia di notifica
¤  Enter, un managed object è visibile a un filtro per la prima volta
¤  Leave, un managed object non fa più parte dell’insieme degli oggetti
del filtro
¤  Modify, una proprietà di un managed object cambia il suo valore
¨  Avanzamento dell’operazione segnalato tramite
¤  Aggiunta di elementi a una ListBox (tipo di notifica, managed object al
quale è applicata)
¤  Modifica della struttura dell’Inventory UI Tree
¤  Aggiornamento di un DataGridView che mantiene l’elenco delle
proprietà e dei corrispettivi valori

Delegati Asincroni
29
¨  Permettono di eseguire un metodo in modo
asincrono
¨  Attraverso un delegato è possibile chiamare un
metodo e ritornare immediatamente all’esecuzione
del codice successivo
¤  Il metodo esegue in un thread separato

Notifica di tipo Enter
30
¨  All’inserimento di un nuovo nodo all’Inventory UI Tree
(ed eventualmente dei sui nodi figli), occorre creare il
nodo e aggiungerlo al suo nodo parent
¨  Può accadere che la notifica d’inserimento non sia data
in ordine di livello di profondità quindi non viene
trovato il parent
¨  Viene impiegato un delegato asincrono
1.  fa uno o più tentativi di ricerca fin quando non trova il
rispettivo nodo parent del nodo entrante
2.  aggiunge il nodo entrante tra i nodi figli del nodo parent

Event Listener: Thread e Delegati
31

Riflessione
32
¨  Fornisce oggetti di tipo Type che incapsulan
l’assembly, i moduli e i tipi
¨  È possibile usare la riflessione per ottenere il tipo
da un oggetto esistente, per poi richiamarne i
metodi o per accedere ai campi e alle proprietà
dell’oggetto
¨  Si ottiene un’unica procedura che permetta di
asaminare tutte le proprietà accessibili, in lettura o
in scrittura, di un oggetto ManagedEntity

TreeNode e la proprietà Tag
33
¨  Inventory UI Tree implementato con un controllo
TreeView
¨  La proprietà Tag dell’oggetto TreeNode permette
di ottenere o settare l’oggetto che contiene i dati
sul nodo dell’albero
¨  Viene caricato nella proprietà Tag di ogni
TreeNode un’istanza del rispettivo oggetto
ManagedEntity

Screen dell’Applicazione34

Form di Login35

Form di caricamento dell’Inventory36

Form InventoryBrowser37

Dettaglio delle VirtualMachine appartenti all’host
Form More Info38

Fine39

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