Janz Unternehmensgruppe

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1 Vortrag 1H02: IT-Kosten senken mit virtuellen Maschinen Funktionalität, Einsatz und Vorteile von VMware Stefan Haase Project Consultant Janz Unternehmensgruppe 1

2 Kurzprofil Janz Informationssysteme Seit mehr als 23 Jahren erfolgreiche Realisierung von komplexen IT- Projekten im Mittelstand und bei Großkonzernen Hochqualifizierte und zertifizierte Mitarbeiter Langjährige Partnerschaften mit weltweit führenden Unternehmen der Hardware-, Software- und Beratungsbranche Qualitätsmanagement nach ISO Teil der international agierenden Janz Unternehmensgruppe Insgesamt 103 Mitarbeiter, davon 42 in der Janz Informationssysteme AG Bundesweite Präsenz Geschäftsstelle Bremen Uwe Dierks Haferwende 3a Bremen Fon: IT Competence Center Hamburg Reinhard Schroers Friesenstraße 13a Hamburg Fon: Bremen Hamburg Hannover Service Center Hannover Lothar Brüggemann Rotenburger Straße 28a Hannover Fon: Vertriebsbüro Lüdenscheid Fon: Vertriebsbüro Saarbrücken Fon: Paderborn Lüdenscheid Saarbrücken München Zentrale Paderborn Hamburg Wilhelm Stute Im Dörener Bremen Feld Paderborn Fon: Geschäftsstelle München Matthias Uerkvitz Landsberger Straße München Fon:

3 Janz und VMware Mitte 2002 Konsolidierung bestehender Server mittels VMware für die Sycor GmbH, einer Tochter der Otto Bock Gruppe Einrichtung von 30 virtuellen Servern auf einer IBM x440 und Anschluss an eine IBM SAN Storage FAST T 700 Nutzen: Intensivere Nutzung der Rechnerleistung und Einsparung von ca Betriebskosten pro Jahr Kurzprofil VMware 1998 als VMware Inc. in Palo Alto, Kalifornien gegründet Ziel: virtuelle Maschinentechnologie der Mainframe-Klasse zur Nutzung auf standardmäßigen Computern zu entwickeln 1999 erstes Produkt VMware Workstation Mehr als 325 Mitarbeiter Mehr als 80 % der Fortune 100 Unternehmen setzen VMware ein 1,2 Mio. registrierte User, über Firmenkunden 3

4 Produktpalette Desktop / Personal Server / Enterprise VMware Workstation - Produktivitäts Tool - Performance: 70 90% der nativen Maschine VMware GSX Server - Serverkonsolidierung für Abteilungen oder Filialen - Remote Management - Performance: 70 90% der nativen Maschine VMware ESX Server - Serverkonsolidierung für Datacenter - Remote Management -Erweitertes Ressourcenmanagement - Performance: 83 98% der nativen Maschine Serverprodukte VMware ESX Server VMware GSX Server - Wird in Linux oder Windows Umgebung installiert - Maximale Hardware Kompatibilität - Bis zu 3,6 GB RAM pro Gast Betriebssystem - Bis zu 64 virtuelle Maschinen pro GSX Server - Günstigerer Preis - Läuft direkt auf der Hardware - Maximale Skalierbarkeit und Performance - Bis zu 3,6 GB RAM pro Gast Betriebssytem - Bis zu 80 virtuelle Maschinen (10 pro CPU) - SMP Unterstützung - Erweiterertes Speichermanagement - Dynamische Ressourcenzuteilung 4

5 Computer System Architektur Virtuelle Maschinen Monitor 5

6 Was ist eine virtuelle Maschine? 1 4 Ports 1 4 Ports 1 4 Adapter Bis zu 2 Laufwerke 1 4 Adapter Je 1 15 Geräte Bis zu 2 CD-ROMs - Bis zu 3,6 GB RAM -1 CPU - 2 mit SMP Lizenz GSX Server Architektur Exchange Guest OS Windows 2000 SQL Guest Server OS Windows NT 4.0 Apache Guest OS Red Hat 7.3 VMware Application Host OS Scheduler Mem Mgmt Virtual Machine Monitor Virtual Machine Monitor Virtual Machine Monitor disk disk Disk NIC NIC CPU CPU Memory 6

7 ESX Server Architektur Service Console Exchange Guest OS Windows 2000 SQL Guest Server OS Windows NT4 WebGuest Server OS Linux Remote KVM Perl Scripting Security Mgmt Web Server SNMP Agent Other Devices Intel Processor Virtualization VMkernel Intel x86 hardware Scheduler CPU CPU CPU Memory Mgmt. Memory SCSI disk disk Disk Ethernet NIC NIC NIC NIC NIC NIC NIC NIC NIC other CPU CPU devices Was sieht das Gast Betriebssystem an Hardware? Virtualisierte Hardware aus Sicht des Betriebssystems Im Beispiel Windows Geräte Manager 7

8 Feature: Partitioning Mehrere OS gleichzeitig auf einem physikalischen Server Bessere Ausnutzung der Serverresourcen SCSI Reservierungen ermöglichen Clustering (auf einem ESX-Server) 8

9 Feature: Isolation Fehler, Performance, und Sicherheitsisolation Kontrolle über CPU, RAM, Disk, und Netzwerkressourcen 9

10 System Kapselung Clonen bestehender Maschinen - Datensicherung - Desaster Recovery - Tests (Updates, Patches, Entwicklung ) Deployment - Erstellung von Schablonen (Templates) Der Status einer virtuellen Maschine ist gekapselt - Speicher, disk images, I/O device Status Der Status einer virtuellen Maschine kann in einer Datei gespeichert werden - Checkpointing VM kann entweder auf Faktor Zeit oder Platz transferiert werden - Zeit: Speicherung in einer Datei - Platz: Transfer über Netzwerk Jede VM hat ihren eigenen Ordner 10

11 Möglichkeiten der Performanceoptimierung Virtual SMP Minimum Rate Maximum Rate Share Allocation CPU Load Balancing Processor Affinity Minimum Size Maximum Size Share Allocation Dynamic Allocation Memory Overcommitment Memory Sharing Share Allocation Traffic Shaping NIC Teaming CPUs zuteilen Individuell für jede einzelne VM Dynamische Kontrolle über die Zuweisung von CPU- Zeiten und physikalischen CPUs Automatische Lastverteilung über alle physikalischen CPUs Virtual SMP Minimale Rate Maximale Rate Share Allocation CPU Load Balancing 11

12 Proportional Share System - Funktionsweise VM A 50% VM C 17% VM B 33% 3 active VMs 300 shares VM A 200 shares VM B 100 shares VM C 600 shares total Entitlement = share fraction 50% VM A (300 / 600) 33% VM B (200 / 600) 17% VM C (100 / 600) Relative allocations Guaranteed minimums Propotional Share System - Beispiele Change VM shares - Dynamic reallocation Add new VM - Graceful degradation Remove VM - Remaining VMs exploit available resources 12

13 Transparent Page Sharing VM RAM VM RAM VM RAM Hardware RAM Das VMKernel scannt regelmässig den Hauptspeicher und löscht Duplikate Stattdessen werden Referenzen gesetzt Wird eine Speicherstelle geändert, wird diese kopiert Keinerlei Änderungen am Gastbetriebssystem notwendig Balloon Mechanismus Bis zu 50% des Speichers einer VM kann durch aufblähen eines Fake-Prozesses zurückgewonnen werden. Die virtuelle Maschine swappt selbst, anstatt das das VMKernel machen zu lassen, was in einer höheren Geschwindigkeit bemerkbar ist. 13

14 Beispiel Guest OS Genug Speicher vorhanden, Balloon benötigt keinen Speicher Aufblasen des Balloons (Treiber im Gast OS Fordert Speicher an.) Guest OS Gast OS lagert aus, freigegebener Speicher Wird VMKernel übergeben Zusammenfalten des Balloons bei genügend freiem Speicher (Treiber gibt Speicher wieder zurück) Guest OS Speicherübersicht Von 182 MB benötigtem Speicher werden 180 MB zwischen VMs geteilt und nur 2 MB tatsächlich belegt. 14

15 Werkzeuge Umfangreiche Management Möglichkeiten über Web MUI Remote Konsole ESX unterstützt SNMP MIBs werden mitgeliefert System Management Tools der Hersteller werden unterstützt (IBM Director 4.11) Separates Produkt Virtual Center gibt einen kompletten Überblick über die Struktur und die einzelnen VMs VMware Virtual Center Überblick Verwaltung von hunderten von Servern von einem Standpunkt aus Sofortige Einrichtung neuer Server mittels standardisierter Templates Eliminierung von geplanter Downtime durch eine zerodowntime Wartung Dynamische Verteilung von Workloads ohne Service Unterbrechung Sicherung der IT-Umgebung mittels starker Zugangskontrolle 15

16 Drei Schlüsselaspekte von Virtual Center Zentralisiertes Management Monitoring, Automation, Integration, Sicherheit. Sofortige Einrichtung von Servern Viel schnellere Betankung von Servern. VMotion Technologie Zero-Downtime Wartung: Verschieben von Servern im laufenden Betrieb Konsolidierung auf konstanten Workload hin: Konstante Optimierung Zentralisiertes Management Monitor system Verfügbarkeit und Performance Automatische Benachrichtigung und Alarmierung per SDK für die Integration in bestehende Management- Tools Sicherung der IT-Umgebung mittels starker Zugangskontrolle 16

17 Sofortige Einrichtung neuer Server VirtualCenter Provisioning Process 1) Start Deployment Wizard 2) Auswahl Server Template 3) Auswahl Server location 4) Click Next, Next, Done Dauer: weniger als 10 Minuten Geschwindigkeit eines Kopiervorgangs hardwareunabhängig Template basiert Wirksamer Einsatz im SAN Automatisiert and standardisiert Traditional Process vs. Virtual Center Key Task Provision a new server Hardware maintenance Ongoing Consolidation of Servers Moving Servers to optimize Workloads Traditional Approach 3-10 days hardware procurement 1-4 hours provisioning new server Requires 1-3 hour maintenance window Requires days/weeks of change management preparation 4-6 hours for migration Service interrupted for duration of maintenance window Requires days/weeks of change management preparation VirtualCenter Approach 5-10 minutes provisioning new VM Zero downtime hardware upgrades with VMotion 1 hour migration with P2V 2-5 minutes using VMotion (no service interruption) 17

18 Zero-Downtime Maintenance Upgrade and service production hardware through VM migration with zero downtime and 100% customer transparency WM Server Win2K AS Call for Upgrade DNS / DHCP SQL Server ESX Server 1 ESX Server 2 Call for Upgrade ESX Server 3 Zero-Downtime Maintenance Upgrade and service production hardware through VM migration with zero downtime and 100% customer transparency WM Server WM Server Win2K AS DNS / DHCP SQL Server SQL Server ESX Server 1 ESX Server 2 Call for Upgrade ESX Server 3 18

19 Zero-Downtime Maintenance Upgrade and service production hardware through VM migration with zero downtime and 100% customer transparency Always Powered On WM Server Win2K AS DNS / DHCP SQL Server ESX Server 1 ESX Server 2 Powered Off ESX Server 3 Zero-Downtime Maintenance Upgrade and service production hardware through VM migration with zero downtime and 100% customer transparency WM Server WM Server Win2K AS Upgrade Finished Powered On Again DNS / DHCP SQL Server SQL Server ESX Server 1 ESX Server 2 Upgraded ESX Server 3 19

20 Zero-Downtime Maintenance Upgrade and service production hardware through VM migration with zero downtime and 100% customer transparency WM Server Win2K AS DNS / DHCP SQL Server ESX Server 1 ESX Server 2 ESX Server 3 Continuous Workload Consolidation Technical Advantages Business Results SQL Server SAP Citrix DNS/DH CP VMotion Enables High Utilization Across the Data Center Resource Management Cross-hardware optimization Load Balancing Active Dir Apache Oracle ESX Server 1 (HP) ESX Server 2 (IBM) ESX Server 3 (Dell) 20

21 Continuous Workload Consolidation Dynamically manage workloads across a heterogeneous environment, in response to an unexpected increase in SAP utilization Exch Server Citrix SQL Server SAP DNS/DHCP Oracle Apache ESX Server 1 (HP) ESX Server 2 (IBM) ESX Server 3 (Dell) Continuous Workload Consolidation Dynamically manage workloads across a heterogeneous environment, in response to an unexpected increase in SAP utilization Exch Server Citrix SQL Server SAP DNS/DHCP Oracle Apache ESX Server 1 (HP) ESX Server 2 (IBM) ESX Server 3 (Dell) 21

22 VMotion Technology Changes The Game Optimal Utilization Zero-downtime maintenance Fast Reconfiguration Continuous Workload Consolidation VMotion technology lets you move live, running virtual machines from one host to another while maintaining continuous service availability. Building the Next Generation Data Center Evolution of Data Center Utility Architectures

23 Mail System Beispiel Traditional Ansatz Apache auf Linux Sendmail Gateway auf Linux Exchange + IIS auf Windows 2000 Physical to Virtual Server Consolidation 1U, 2-Wege Rackmount 1U, 2-Wege Rackmount 1U, 2-Wege Rackmount Mail System Example Konsolidierte Umgebung 3U, 4-Wege Rackmount Vorteile des Kunden: No standardization on one OS Removes concerns about application interaction or dependencies VMware resource governing guarantees that critical apps will get the resources they need Reduced system setup and management costs Fragen? 23

24 Und was können wir für Sie tun? R 24

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