Virtualisierung am Beispiel des LRZ Stefan Berner

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1 Virtualisierung am Beispiel des LRZ Stefan Berner Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften

2 Agenda Einleitung Vor- und Nachteile der Virtualisierung Virtualisierungssoftware Beispiel: LRZ Infrastruktur Blick über den Tellerrand Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing Stefan Berner 2007 (2)

3 Agenda Einleitung Vor- und Nachteile der Virtualisierung Virtualisierungssoftware Beispiel: LRZ Infrastruktur Blick über den Tellerrand Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing Stefan Berner 2007 (3)

4 Wer sind wir? Rechenzentrum (~170 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter) für alle Münchner Hochschulen mit mehr als Studentinnen und Studenten und mehr als Angestellten einschließlich 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)

5 Wer sind wir?

6 Wer sind wir?

7 Agenda Einleitung Vor- und Nachteile der Virtualisierung Virtualisierungssoftware Beispiel: LRZ Infrastruktur Blick über den Tellerrand Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing Stefan Berner 2007 (7)

8 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 Stefan Berner 2007 (8)

9 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 Stefan Berner 2007 (9)

10 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 Stefan Berner 2007 (10)

11 Agenda Einleitung Vor- und Nachteile der Virtualisierung Virtualisierungssoftware Beispiel: LRZ Infrastruktur Blick über den Tellerrand Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing Stefan Berner 2007 (11)

12 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 Stefan Berner 2007 (12)

13 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 Community- Unterstützung, kommerzieller Support auch erhältlich(xensource) Nachteile: dynamische Entwicklung der Software, daher bei Update Anpassungen an der Konfiguration möglich (bsp >3.1), Opensource Variante kein wirklichen Produktivcharakter Stefan Berner 2007 (13)

14 Mögliche Virtualisierungslösungen (sonstiges) Virtuzzo: Es ist nur eine Kernelversion möglich, keine unterschiedlichen Linux Versionen möglich Stefan Berner 2007 (14)

15 Agenda Einleitung Vor- und Nachteile der Virtualisierung Virtualisierungssoftware Beispiel: LRZ Infrastruktur Blick über den Tellerrand Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing Stefan Berner 2007 (15)

16 Entwicklung der Anzahl der Server Linux Hosts Linux-Systeme am LRZ SGI Altix Linux-Cluster Mitarbeiter-Arbeitsplätze Server Kurs-Cluster Stefan Berner 2007 (16)

17 Konsequenzen der steigenden Anzahl der Server steigender Raumbedarf steigender Personalbedarf hohe Anschaffungskosten ineffektive Nutzung von Ressourcen Virtualisierung kann einen Großteil der Probleme lösen Stefan Berner 2007 (17)

18 Erfahrungen mit Virtualisierung im LRZ 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 2009Q4 Erprobung und Produktivführung von VMware ESX Server auf 6+ neuen 2fach Dual-Core-Opteron Sun-Boxen (16+ GB RAM) Beschaffung adäquater Hardware für VMware ESX Server Bladecenter, iscsi-hintergrundspeicher, Peripheriegeräte Alternativem bleiben weiterhin in Beobachtung bzw. Teststellung: Xen, MS Virtual Server,... Stefan Berner 2007 (18)

19 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 Stefan Berner 2007 (19)

20 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 Stefan Berner 2007 (20)

21 Netzwerkinfrastruktur Service Console Storage Access Service Console 2 VMotion VM 1 VM 2 VM 3 VM 4... vswitch0 vswitch1 vswitch2 vswitch3 Storage Access Service Console 2 vmnic Status A P A A P A A A A A A A nas6070b Stefan Berner 2007 (21)

22 Ohne Worte Einfügen eines Bildes vom VMware cluster War leider zum Zeitpunkt des Einreichens für die CD noch nicht verfügbar Stefan Berner 2007 (22)

23 Agenda Einleitung Vor- und Nachteile der Virtualisierung Virtualisierungssoftware Beispiel: LRZ Infrastruktur Blick über den Tellerrand Virtualisierung im Höchstleistungsrechnen und Grid-Computing Stefan Berner 2007 (23)

24 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 Stefan Berner 2007 (24)

25 Projekte, die sich mit Grid-Computing und Virtualisierung beschäftigen Xen-Grid Engine Uni Marburg Stefan Berner 2007 (25)

26 Diskussion Wer hat Virtualisierungslösungen im Einsatz? Wer plant Virtualisierungslösungen? Fragen? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Stefan Berner 2007 (26)

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