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Architectures de virtualisation

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Architectures de virtualisation

  1. 1. ARCHITECTURES DE VIRTUALISATION Antoine Benkemoun - Barcamp 5 Octobre 2010 mercredi 6 octobre 2010
  2. 2. SOMMAIRE • Introduction • Le stockage adapté à la virtualisation • La virtualisation • Vision traditionnelle • Son intérêt et ses problématiques • Réseaux de stockage • Les différents types et classification • Le réseau adapté à la virtualisation • Solutions techniques • Solutions • Conclusion mercredi 6 octobre 2010
  3. 3. INTRODUCTION • Arrivée en masse de la virtualisation • «Méga boost» avec le cloud computing • Dématérialisation des infrastructures • Abstraction du matériel • Changements des fondamentaux du SI mercredi 6 octobre 2010
  4. 4. LA VIRTUALISATION mercredi 6 octobre 2010
  5. 5. DÉFINITION • Objectif initial technique • Exécuter plusieurs OS sur une même machine physique • Extension du principe de l’émulation • Remplacement de composants par applicatifs mercredi 6 octobre 2010
  6. 6. INTÉRÊT • Coût • Mutualisation d’infrastructures • Criticité et flexibilité • Sécurité • Cloisonnement et isolation mercredi 6 octobre 2010
  7. 7. QUE PEUT-ON VIRTUALISER ? • Effet «Buzz-Word» • OS • Stockage • Réseaux • Applications • Employés ? mercredi 6 octobre 2010
  8. 8. CLASSIFICATION mercredi 6 octobre 2010
  9. 9. VIRTUALISATION AU NIVEAU DE L’OS • Un seul système, un seul noyau • Environnements utilisateurs cloisonnés • Allocation de ressources entre les différents environnements mercredi 6 octobre 2010
  10. 10. VIRTUALISATION TOTALE • Émulation d’une machine physique complète • Émulation d’architectures spécifiques • Les OS invités pensent être sur une machine physique • Forte dégradation des perfs mercredi 6 octobre 2010
  11. 11. VIRTUALISATION MATÉRIELLE ASSISTÉE • Adaptation du processeurs aux problématiques de la virtualisation • Jeu d’instruction spécifique • Adaptation des anneaux de protection • Émulation du matériel physique • Moins de pertes de performances mercredi 6 octobre 2010
  12. 12. PARAVIRTUALISATION • Adaptation de l’OS invité à la couche de virtualisation • Modification de ses appels au hardware • OS invité conscient d’être virtualisé • Pas d’OS hôte • Super performances ! mercredi 6 octobre 2010
  13. 13. TAUX D’ÉMULATION DU MATÉRIEL mercredi 6 octobre 2010
  14. 14. SOLUTIONS TECHNIQUES • Leader du marché : VMWare • Créateur de la paravirtualisation • Virtualisation totale & Matérielle assistée • Intégration au noyau Linux (pvops) • Expérimentation paravirtualisation • Version commerciale made in Citrix • La solution Microsoft : Hyper-V • L’opportuniste Open Source : KVM • Paravirtualisation pour Windows • Interfacage de QEMU avec le noyau • Le leader Open Source : Xen • Matérielle assistée + Paravirt (exp.) mercredi 6 octobre 2010
  15. 15. LE STOCKAGE ADAPTÉ À LA VIRTUALISATION mercredi 6 octobre 2010
  16. 16. STOCKAGE TRADITIONNEL • Stockage sur disque magnétique • Avantages • Forte capacité • Économique • Inconvénients • Contraintes mécaniques mercredi 6 octobre 2010
  17. 17. BOITE À RUSTINES : RAID • Solution pour palier aux inconvénients • Nombreux inconvénients • Performance des contrôleurs • Temps de reconstruction • Flexibilité • RAID != mécanisme de sauvegarde mercredi 6 octobre 2010
  18. 18. PROBLÉMATIQUES ACTUELLES • Disponibilité • Redondance & Performance • Accès concurrentiels • Flexibilité + Intelligence supplémentaire mercredi 6 octobre 2010
  19. 19. VERS UN STOCKAGE MODERNE • Décloisonnement des éléments de la chaine de stockage • Bus de données • Disques • Contrôleurs • Système global interconnecté • Notion de réseau de stockage mercredi 6 octobre 2010
  20. 20. ÉLÉMENTS D’UN RÉSEAU DE STOCKAGE • Pelletée de disques : «Baie SAN» • Disques dur, SSD, bandes • Contrôleurs : «Tête de SAN» • Bus de données • Externes : Serveurs <=> Contrôleurs • Internes : Contrôleurs <=> Supports mercredi 6 octobre 2010
  21. 21. LES BUS DE DONNÉES EXTERNES • FibreChannel • Successeur du FDDI (RE01 !) • Liaison à très faible taux d’erreur : Fibre • Pile protocolaire spécifique • iSCSI • SCSI over IP • FCoE (FibreChannel over Ethernet) mercredi 6 octobre 2010
  22. 22. BUS DE DONNÉES EXTERNES mercredi 6 octobre 2010
  23. 23. BUS DE DONNÉES INTERNES • Les classiques • SCSI, SATA, SAS • La Rolls Royce • Fibrechannel mercredi 6 octobre 2010
  24. 24. LE SAN • Composition • Supports de stockage • Contrôleur + Interfaces internes/externes • Tôle + Alimentation • Extensible par ajout de baies avec des bus internes (SAS notamment) mercredi 6 octobre 2010
  25. 25. LE CONTRÔLEUR • L’intelligence du SAN • Redondance • Gestion de IOs • Dédoublement / Reprise sur panne • Gestion des volumes • «Thin provisionning» • RAID / «Spare» / Sizing • Gestion des performances • Gestion de la communication avec les • Caches SSD / DRAM serveurs • Administration / Management mercredi 6 octobre 2010
  26. 26. ARCHITECTURE mercredi 6 octobre 2010
  27. 27. AVANTAGES / INCONVÉNIENTS • Avantages • Inconvénients • Faible latence • Cher, très cher • Protocoles légers • Piles protocolaires non standards • Grande flexibilité • Complexité • Gains de performance • Énergivore ++ • Découpage clair des éléments mercredi 6 octobre 2010
  28. 28. LE RÉSEAU ADAPTÉ À LA VIRTUALISATION mercredi 6 octobre 2010
  29. 29. PELLETÉE DE PROBLÉMATIQUES • Architecture traditionnellement statique • Répartition géographique • De l’échelle du serveur à la planète • Déplacements dynamiques et imprévisibles mercredi 6 octobre 2010
  30. 30. UN PETIT EXEMPLE mercredi 6 octobre 2010
  31. 31. NOUVEAUX DÉFIS • Configuration dynamique et évolutive • Persistance de la configuration • Cohérence de la configuration • Dé-corrélation de l’adressage et de la localisation • Évolution rapide du routage mercredi 6 octobre 2010
  32. 32. SOLUTIONS TECHNIQUES • Cisco Nexus • Intégration dans VMWare • Une VM = un port de virtuel intégré au switch • Open vSwitch • Lié à un hyperviseur • Reproduction des fonctionnalités d’un switch mercredi 6 octobre 2010
  33. 33. ARCHITECTURES mercredi 6 octobre 2010
  34. 34. ARCHITECTURE PAR STRATE • «Tiered infrastructure» • Trois blocs principaux • Forte dépendance fonctionnelle entre les strates • Beaucoup plus d’éléments pour une architecture mercredi 6 octobre 2010
  35. 35. SCHÉMA GLOBAL mercredi 6 octobre 2010
  36. 36. DIMENSIONNEMENT • Proportionnalité des strates entre elles • Adaptation à l’utilité de la plateforme mercredi 6 octobre 2010
  37. 37. FIABILITÉ • 3 fois plus de couches = 3 fois moins de fiabilité ? • Complexité augmentée de plusieurs ordres de grandeur • Compétences spécifiques et pointues • Importance des mécanismes de redondance mercredi 6 octobre 2010
  38. 38. CONCLUSION mercredi 6 octobre 2010
  39. 39. FORT IMPACT ARCHITECTURALE • Cassage de la relation Hardware / OS • Éclatement de la chaine de stockage • Modification de la conception classique du réseau • Cloud computing ! mercredi 6 octobre 2010
  40. 40. THE END • Merci à : • Plus d’informations : • Romain Hinfray (binôme d’AC) • www.antoinebenkemoun.fr • Ludo (binôme de RE23) • Page «Virtualisation» pour le détail des infos sur la virtualisation • Guillaume Doyen (Tuteur d’AC & TX) • Page «Projets Xen» pour AC & TX • Soizic (soutien psychologique) • Mon MacBook & Keynote mercredi 6 octobre 2010

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