Enterprise Computing

Transkript

1 Enterprise Computing Prof. Dr.-Ing. Wilhelm G. Spruth WS 2011/12 Teil 7 Virtualization copyright W. G. Spruth, wgs

2 Eine interessante Vorführung: Wer eine neue z196 mal "auseinandernehmen" will: Hier gibt es die Möglichkeit!

3 4 CPU chips CPU CPU CPU CPU 2/4 Core Sun 25 K I/O Hauptspeicher Switch Ein Sun 25K oder HP Superdome Großrechner enthält 16 oder 18 System Boards, jedes mit 4 CPU Chips und bis zu 128 GByte Hauptspeicher, einem Anschluss an einen zentralen Switch sowie I/O Controller auf jedem System Board. Die I/O Controller sind mit PCI Bus Kabeln mit einer Reihe von I/O Cages verbunden, in denen sich Steckkarten für den Anschluss von I/O Geräten, besonders Plattenspeichern, befinden. System Boards Zentraler Switch Die CPUs eines jeden System Boards können nicht nur auf den eigenen Hauptspeicher, sondern auch auf den Hauptspeicher eines jeden anderen system Boards zugreifen. Hiermit wird eine Non-Uniform Memory Architecture (NUMA) verwirklicht. I/O Board

4 Relative Performance Number of CPUs Skalierung eines Symmetrischen Multiprozessors Ein Rechner mit CPUs muss in mehrere Symmetrische Multiprozessoren (SMP) partitioniert werden. Harte Partitionen Virtuelle Partitionen

5 Harte Partitionierung Die Aufteilung der einzelnen CPUs erfolgt durch elektronische Schalter. Der Systemadministrator kann die Aufteilung während des laufenden Betriebes ändern.

6 SMP # 1 SMP # 2 SMP # 3 3 System Boards 2 System Boards 3 System Boards 12 CPU 8 CPU 12 CPU Switch Aufteilung eines Sun 25K oder HP Superdome Servers mit 8 System Boards in mehrere parallel laufende SMPs Harte Partitionierung, 8 System Boards mit je 4 CPU Chips (single core) pro System Board. Die 8 System Boards werden in 3 Partitionen und 3 SMPS mit 3, 2 und 3 System Boards aufgeteilt. Jeder SMP hat ein eigenes Betriebssystem. Die Aufteilung erfolgt mit Hilfe elektronischer Schalter. Der System Administrator kann während des laufenden Betriebes die Zuordnung der System Boards zu den einzelnen SMPs ändern

7 CPUs Dargestellt sind 8 System Boards SB0.. SB7. Sie werden in 3 SMPs partitioniert: SMP1 besteht aus: SMP2 besteht aus: SMP3 besteht aus: SB0, SB1, SB6 SP2, SB4 SP3, SB5, SB7 Angenommen, SMP2 ist überlastet, während SMP3 überschüssige Kapazität hat. Der Administrator beschließt, SMP3 das System Board SB5 wegzunehmen und SMP2 zuzuordnen. Auf der dargestellten Konsole klick der Administrator auf das SB5 Ikon und zieht es rüber auf den SB2 Icon. Sun Fire Administrator Konsole Die Granularität der Zuordnung auf die einelnen SMPs (Partitionen) war ursprünglich in Einheiten vonein ganzen System Boards, ist aber bei neueren Systemen verfeinert worden.

8 Virtuelle Partitionierung Andere Bezeichnung: Virtualisierungierung Die Virtuelle Partitionierung mit Software ist in der Regel flexibler als die Hardware- Partitionierung. Allerdings ist durch den Einsatz von Software der Overhead größer, der für die Steuerung der Umgebung benötigt wird. Die Virtuelle Partitionierung mit Hilfe von Software wird häufig auch als Virtualisierung bezeichnet. Da die Hardware-Umgebung virtuell abgebildet wird. kann auch mit Hardware gearbeitet werden, die physisch gar nicht vorhanden ist.

9 Emulator Ein Emulator ist ein Software Paket, welches auf einem Rechner mit der Hardware- Architektur x (Host) einen Rechner mit der Hardware-Architektur y (Gast) emuliert. Jeder einzelne Maschinenbefehl eines Programms in der Architektur y wird durch den Emulater interpretiert. Beispiele: Hercules, FLEX-ES und zpdt emulieren einen System z Rechner mit dem z/os Betriebssystem auf einem x86 Rechner. Connectix emuliert einen Intel/AMD mit dem Windows Betriebssystem auf einem Apple MAC PowerPC Rechner mit einem (früher verfügbaren) PowerPC Mikroprozesssor. Bochs ist ein in C++ geschriebener Open Source Emulator, der einen Rechner mit der die Intel/AMD Architektur auf vielen anderen Plattformen emuliert, z.b. PowerPC. Ein Performance Verlust um einen Faktor 10 oder noch schlechter ist bei der Emulationhäufig anzutreffen. Moderne Mikroprozessoren sind aber schnell genug, so dass der Betrieb von z/os auf einem PC für Experimentierzwecke oder Software Entwicklung durch einen einzelnen Programmierer mit einer durchaus brauchbaren Performance erfolgt.

10 Virtuelle Maschine Auf einem Host Rechner mit der Hardware-Architektur x wird ein (oder mehrere) Gast Rechner der gleichen Architektur abgebildet. Die meisten Maschinenbefehle der virtuellen Maschine brauchen nicht interpretiert zu werden. Leistungsverlust einer virtuellen Maschine: < 50 % unter VMWare, < 1,5 % unter z/os PR/SM. Beispiele: z/vm und PR/SM für System z. PowerVM für den PowerPC. VMWare, XEN, KVM, VirtualBox und Microsoft VirtualPC für x86 QEMU für mehrere Hardware Architekturen Paravirtualization wird von Xen und Denali implementiert. Weiterführende Literatur: Joachim von Buttlar, Wilhelm G. Spruth: Virtuelle Maschinen. zseries und S/390 Partitionierung. IFE - Informatik Forschung und Entwicklung, Heft 1/2004, Juli

11 FF FF P1 P2 P3 Pn Kernel Unter einem normale multiprogrammierten Betriebssystem Kernel laufen zahlreiche Prozesse P1, P2, P3, bis Pn gleichzeitig ab. Jeder Prozess läuft in einem eigenen virtuellen Adressenraum. Virtuelle Maschinen VM1, VM2, bis VMn sind Prozesse, die unter einem speziellen Betriebssystem Kernel laufen.

12 FF FF VM1 VM2 VM3 VMn Hypervisor Jede virtuelle Maschine hat ihr eigenes Betriebssystem, unter dem Anwendungen der virtuellen Maschine laufen. Auf zwei virtuellen Maschinen können unterschiedliche Betriebssysteme laufen. Das Virtual Machine Operating System wird häufig als Hypervisor oder als Host Betriebssystem bezeichnet. Analog bezeichnet man das emulierte Betriebssystem als das Gast-Betriebssystem, welches auf einer Gast-Maschine (virtuelle Maschine) läuft. Das Host- Betriebssystem verfügt über einen Host-Kernel (Überwacher) und das Gast-Betriebssystem verfügt über einen Gast-Kernel.

13 Überwacherstatus Problemstatus Definiert durch 1 Bit in einem Steuerregister in der Zentraleinheit ( Status Register, Programm Status Wort ) Der Überwacher (Kernel) läuft im Überwacherstatus (Supervisor State, Kernel State). Anwendungsprogramme laufen im Problemstatus (Problem State, User State). Auswirkungen: Bestimmte Privilegierte Maschinenbefehle können nur im Überwacherstatus ausgeführt werden Speicherschutz. Im Problemstatus kann nur auf einen Teil des Hauptspeichers zugegriffen werden

14 User Status Gast User Status Gast Gast Gast Gast Gast-Pseudo Kernel Kernel Kernel Kernel Kernel Nr.1 Nr.2 Nr.3 Nr.4 Status Kernel Status Host Kernel (Hypervisor) Gleichzeitiger Betrieb mehrerer Betriebssysteme auf einem Rechner Der Ansatz, mehrere Gast-Betriebssysteme unter einem Host-Betriebssystem zu betreiben, wird als logische oder virtuelle Partitionierung bezeichnet Der Host-Kernel übernimmt die Kontrolle über den Rechner immer dann, wenn eine Gast- Maschine einen Maschinenbefehl auszuführen versucht, der das korrekte Verhalten des Hosts oder einer anderen Gast-Maschine beeinflussen würde. Derartige Maschinenbefehle werden als sensitive Befehle bezeichnet. Im einfachsten Fall sind alle sensitiven Maschinenbefehle gleichzeitig privilegierte Maschinenbefehle.

15 FF FF CMS CMS CMS CMS CMS CP (Control Program) z/vm Betriebssystem Unter dem z/vm Betriebssystem (ehemals VM/370) laufen alle Anwendungen grundsätzlich auf virtuellen Maschinen. Der Host Kernel (Hypervisor) wird als CP (Control Programm) bezeichnet und läuft im Kernelstatus. Für z/vm wurde ein eigenes Gast Betriebssystem CMS (Conversational Monitor System) entwickelt. CMS ist ein single User Betriebssystem, hat keine virtuelle Adressumsetzung und läuft im Problemstatus (einschließlich seiner Kernel Funktionen). Privilegierte Maschinenbefehle (z.b. E/A) werden von CP abgefangen und interpretativ abgearbeitet.

16 Gast OS Gast OS Gast OS Gast OS n Kernel Kernel Kernel Host - Kernel Hardware Host Directory, (Virtual Processor Descriptor) verwaltet Benutzer Accounts Den Gast Betriebssystemen werden Ressourcen wie CPU-Zeit, Aufteilung auf mehrere CPUs in einem Mehrfachrechner, Hauptspeicher, Plattenspeicher Ein-/Ausgabe-Geräte und - Anschlüsse in der Regel fest zugeordnet. System z erlaubt auch eine dynamische Zuordnung. Minidisks

17 FF FF CMS CMS z/os z/os zlinux CP (Control Program) z/vm Betriebssystem Unter z/vm laufen auch virtuelle Betriebssysteme wie z/os und zlinux (z.b. SLES) Problem: z/os und Linux als Gast wollen ihre eigene I/O Verarbeitung und ihre eigene virtuelle Adressumsetzung durchführen.

18 I/O READ Operation, ausgeführt von einem Anwendungsprogramm einer Gastmaschine. I/O Code befindet sich im Gast Kernel. Frage: Wo befindet sich der I/O Buffer?

19 Virtuelle Adressräume des Host Kernels virtuelle Adressräume des Gast Kernels Virtuelle Segment- und Seitentabellen des Host Kernels Gast Kernel Gast Kernel Gast Kernel Host Kernel Virtuelle Segment- und Seitentabellen des Gast Kernels Virtuelle Maschinen mit virtueller Adressumsetzung

20 Gast externer Host externer Seitenspeicher Seitenspeicher Drei alternative Möglichkeiten 3 1. Der gewünschte Rahmen befindet sich im (pseudo-)realen Speicher des Gastes und auch im realen Speicher des Rechners selbst (realer Hostspeicher) Der gewünschte Rahmen befindet sich im realen Speicher des Gastes aber nicht im realen Hostspeicher. Der Host-Kernel löst eine Fehlseitenunterbrechung aus und lädt den Rahmen in den realen Hauptspeicher. virtueller realer realer Gastspeicher Gastspeicher Hostspeicher 3. Der gewünschte Rahmen befindet sich nicht im realen Speicher des Gastes. Der Gast-Kernel löst eine Fehlseitenunterbrechung aus, die vom Host-Kernel abgefangen wird. Dieser lädt den Rahmen in den realen Hauptspeicher und gleichzeitig auch in den realen Gastspeicher. Adressumsetzung zwischen Gast-Kernel und Host-Kernel

21 Segmen Register virtuelle Adresse S B Hauptspeicher Seiten Tabelle S Virtuelle Adressumsetzung Reale Adresse B

22 Zweistufige Adressumsetzung, S/390, Pentium In der S/390 Architektur übernimmt Control Register 1 (CR1) die Rolle des Segment Registers (STOR, Segment Table Origin Register)

23 System z Programmiermodell Control Register steuern interne Abläufe in der CPU Control Register 1 enthält die Anfangsadresse der Segmenttabelle (CR3 bei X86).

24 Virtuelle Adressumsetzung Pentium, S/390 Jeder Prozess und jede virtuelle Maschine hat ihren eigenen virtuellen Adressenraum. Die Adressumsetzung erfolgt durch eine Segment Tabelle (in der praktischen Implementierung zwei Tabellen, Segment and Page Table), die im Kernel Bereich des Hauptspeichers untergebracht sind. Die Anfangsadresse der Segmenttabelle steht in einem Control Register der Zentraleinheit, z.b. CR Nr, 1 bei der System z Architektur oder CR Nr. 3 bei der x86 (Pentium) Architektur. Zur Leistungsverbesserung werden die gängigen Adressen in einem Adressumsetzpuffer gecached. Die Adressumsetzung erfolgt bei jedem Hauptspeicherzugriff durch Hardware mit Unterstützung durch die Tabellen im Kernel Bereich. Sie kann durch den Programmierer nicht beeinflusst werden. Problem: Eine Gastmaschine, die mit Virtueller Adressumsetzung konfiguriert ist, will ihre eigene Adressumsetzung machen.

25 Gast Host Virtual CR1 CR1 Dieser Ansatz geht nicht Segment Segment Table Table Entry Entry Page Page Table Table Entry Entry Pseudo reale reale Adresse Adresse Problem deradressübersetzung für die Virtuelle Maschine Die virtuelle Adressumsetzung mit Hilfe von Segment- und Seitentafeln erfolgt durch Hardware und kann durch Software nicht beeinflusst werden.

26 Gast Shadow Tables Host Virtual CR1 CR1 Segment Segment Segment Table Table Table Entry Entry Entry Page Page Page Table Table Table Entry Entry Entry Pseudo reale reale Adresse Adresse Shadow Page Tables unter VM/370 und VMware Shadow Tables bei jedem Prozesswechsel neu laden.

27 Typ A Gast 1 Gast 2 Gast 3 Gast 4 Betriebs- Betriebs- Betriebs- Betriebssystem system system system Hypervisor - Host Kernel, z.b. z/vm, XEN, ESX Server Hardware CPU Hauptspeicher Plattenspeicher Netzwerk Typ B normal Gast 1 Gast 2 Gast 3 laufende Betriebs- Betriebs- Betriebs- Anwen- system system system dungen VMWare Alternativen für die Virtualisierung VMware GSX Server, MS Virtual Server Host Betriebssystem, z.b. Windows Hardware CPU Hauptspeicher Plattenspeicher Netzwerk

28 Sensitive Maschinenbefehle (2) Es muss verhindert werden, dass bei der Ausführung eines Maschinenbefehls innerhalb einer virtuellen Maschine das Verhalten einer anderen virtuellen Maschine beeinflusst wird. Die Ausführung von nicht-sensitiven Maschinenbefehlen beeinflusst nicht das Verhalten einer anderen virtuellen Maschine. Die Ausführung von sensitiven Maschinenbefehlen kann das Verhalten einer anderen virtuellen Maschine beeinflussen. Einfachste Implementierung: Alle sensitiven Maschinenbefehle sind gleichzeitig auch privilegierte Maschinenbefehle und können nur vom Host-Kernel ausgeführt werden. Beispiel VM/370.

29 Sensitive Maschinenbefehle (2) Many models of Intel's machines allow user code to read registers and get the value that the privileged code put there instead of the value that the privileged code wishes the user code to see. G.J. Popek, R.P. Goldberg: Formal Requirements for Virtualizable Third Generation Architectures. Comm. ACM, Vol. 17, Nr. 7, Juli 1974, S Sensitive Maschinenbefehle können eine andere virtuelle Maschine beeinflussen. VMware's ESX Server überschreibt hierzu dynamisch Teile des Gast-Kernels und schiebt Unterbrechungsbedingungen dort ein, wo eine Intervention des Host-Kernels erforderlich ist. Als Folge hiervon tritt ein deutlicher Leistungsverlust auf, besonders bei Ein-/Ausgabe- Operationen. Manche Funktionen sind nicht vorhanden oder können nicht genutzt werden. Kompatibilitätsprobleme treten auf; es kann sein, dass bestimmte Anwendungen nicht lauffähig sind.

30 Probleme der x86 Architektur Im Vergleich zu VM/370 sind die VMware ESX und GSX Server benachteiligt, weil einige kritische Eigenschaften in der x86 Architektur fehlen. Für den Betrieb von Gast-Maschinen ist es erforderlich, dass alle Maschinenbefehle, welche den privilegierten Maschinenstatus abändern oder auch nur lesen, nur im Kernel Status ausgeführt werden können. Wenn ein Gast ein Controlregister schreibt, muss der Host Kernel diese Instruktion abfangen, damit nicht das reale Kontrollregister des Hosts verändert wird. Der Host Kernel wird jetzt nur die Effekte der Instruktion für diesen Gast simulieren. Liest der Gast anschließend diese Kontrollregister wieder aus, so muss diese Instruktion ebenfalls abgefangen werden, damit der Gast wieder den Wert sieht, den er vorher in das Register geschrieben hat (und nicht etwa den realen Wert des Kontrollregisters, der nur für den Host sichtbar ist). Da die x86 Architektur diese Bedingung nicht erfüllt, ist es nicht möglich, wie unter VM/370, alle Maschinenbefehle einfach im User Mode auszuführen, und auf Programmunterbrechungen zu vertrauen wenn auf privilegierten Maschinenstatus Information zugegriffen wird. VMware's ESX Server überschreibt hierzu dynamisch Teile des Gast-Kernels und schiebt Unterbrechungsbedingungen dort ein, wo eine Intervention des Host-Kernels erforderlich ist. Als Folge hiervon tritt ein deutlicher Leistungsverlust auf, besonders bei Ein-/Ausgabe-Operationen. Manche Funktionen sind nicht vorhanden oder können nicht genutzt werden. Kompatibilitätsprobleme treten auf; es kann sein, dass bestimmte Anwendungen nicht lauffähig sind.

31 Paravirtualization Hierbei ist die Architektur der virtuellen Maschine nicht vollständig mit der Host Architektur identisch. Die Benutzerschnittstelle (Application Programming Interface, API) ist die gleiche. Der Gast-Kernel unterstellt jedoch Abweichungen zu der x86 Architektur. Paravirtualization erfordert, dass das Gast-Betriebssystem spezifisch für die para-api portiert wird.. Dies verbessert das Leistungsverhalten, erfordert aber Änderungen des Gast-Kernels. Hiervon ist nur ein sehr kleiner Teil des Kernel-Codes betroffen. Derzeitig existiert ein funktionsfähiger Linux-Port (XenoLinux), dessen Benutzer API mit dem eines nichtvirtualisierten Linux 2.4 identisch ist. An Portierungen für Windows XP und BSD wird gearbeitet. Ein ähnlicher Ansatz wird von Denali verfolgt. Als Gast-Betriebssystem dient Ilwaco, eine speziell an den Denali Hypervisor angepasste BSD Version. Denali unterstützt nicht das vollständige x86 ABI. Es wurde für Netzwerk-Anwendungen entwickelt und unterstellt Einzelbenutzer-Anwendungen. Mehrfache virtuelle Adressräume sind unter Ilwaco nicht möglich.

32 Entwicklung der Virtualisierung CP VM/370 PR/SM IRD IEF LPAR PowerPC LPAR 2006 VMWare Vanderpool, Pacifica VT-x,VT-i, AMD-V

33 Kernel User Modus Modus Host Modus Gast Modus Mögliche Zustände beim Einsatz des Host/Gast Modus Jeder Rechner unterscheidet zwischen Kernel Modus (supervisor state) und User Modus (problem state). Interpretive Execution Facility, Vanderpool und Pacifica führten zusätzlich noch eine Unterscheidung Host Modus/Gast/Modus mit Hilfe eines zweiten Bits im Statusregister ein. Die Hardware interpretiert sensitiven Maschinenbefehle im Gast Modus anders als im Host Modus. Die Gast Maschine kann in ihrem Kernel Modus solche priviligierten Maschinenbefehle direkt selbst ausführen, die nicht sensitiv sind.

34 Vanderpool bezeichnet den Host Kernel Modus, in dem der Virtual Machine Monitor (VMM) ausgeführt wird, als VMX Root Operation. Jeder Gast läuft in VMX non-root Operation. Der Aufruf eines Gastes erfolgt durch einen VM Entry Befehl. Dieser bewirkt Umschalten vom Host- in den Gast Modus. Die Rückkehr zum VMM erfolgt durch einen VM Exit Befehl. Gast Modus Virtuelle Maschine SIE VM Entry VM Run SIE Exit VM Exit Host Modus Host Kernel VMM Zusätzliche Vanderpool bzw. Pacifica Hardware bewirkt, dass Im Gastmodus privilegierte, aber nicht sensitive Maschininenbefehle vom Kernel des Gast Betriebssystems abgearbeitet werden können.

35 Host Programm Gast Programm SIE, VMENTRY, VMRUN Befehle Exit Befehle SIE, VMENTRY und VMRUN sind Maschinenbefehle, die nur im Host Modus ausführbar sind. Die Komplexität der Implementierung ist sehr groß, da sie die Umschaltung vom Host Modus in den gast Modus bewirken müssen. Übergang vom Host- in den Gast-Modus

36 Gast Gast Gast Gast regulärer regulärer Prozess Prozess Prozess Prozess Prozess Prozess Kernel Gast 1 Kernel Gast 2 Vitual Machine Monitor (VMM) Host Kernel (z.b. Windows XP) VMX On VMX Off Mögliche VTx oder AMD-V Konfiguration Der Rechner befindet sich entweder im Virtualisierungsmodus oder auch nicht. Im Virtualisierungsmodus ist er in der Lage Virtual Machine Execution (VMX) Operationen durchzuführen und mit Gast Maschinen zu arbeiten. Ein VMXON Befehl versetzt den Rechner in den Virtualisierungsmodus und aktiviert den Virtual Machine Monitor; mit VMXOFF wird der Virtualisierungsmodus wieder verlassen. Damit entfallen die meisten bisherigen x86 Probleme.

37 Gast Host Virtual CR1 CR1 Mit IEF oder AMD-V geht dieser Ansatz doch Segment Segment Table Table Entry Entry Page Page Table Table Entry Entry Pseudo reale reale Adresse Adresse Problem deradressübersetzung für die Virtuelle Maschine Die VM/370 Interpretive Execution Facility oder der AMD Pacifica Technologie benutzen spezielle Hardware für die virtuelle Adressumsetzung.

38 Logische Partition LPAR

39 Bei der logischen Partitionierung geben Experten ihr (zseries) einen zehnjährigen Entwicklungs-Vorsprung Computer Zeitung , S. 1

40 Logische Partitionen verhalten sich wie physisch getrennte Server.

41 Was ist Firmware? Komponenten, die früher mittes hart verdrahteter Transistorlogik erstellt wurden, verwenden heute häufig statt dessen einen dedizierten Mikroprozesser mit speziellem Code. Dieser Code hat die Eigenschaft, dass ein normaler Benutzer nicht darauf zugreifen, ihn ändern oder erweitern kann. Er wird wahlweise als Firmware oder als Microcode bezeichnet. Firmware/Microcode läuft z.b. auf dem Prozessor, der einen WLAN Access Point, einem CISCO Router, eine Geschirrspülmaschine oder den elektrischen Fensterheber Ihres Mercedes S-Klasse Autos steuert. Derartiger Code wird wahlweise als Microcode oder als Firmware bezeichnet ist. Firmware Code eines Mainframes wird von Prozessoren mit der System z Architektur ausgeführt. Microcode eines Mainframes wird von nicht-system z Prozessoren ausgeführt, z.b. von PowerPC Prozessoren auf den I/O Adapter Karten für den Ethernet Anschluss. Auf der Coupling Facility läuft ausschließlich Firmware Code, als Coupling Facility Control Code (CFCC) bezeichnet. Betrachten Sie CFCC als ein spezielles Betriebssystem. Der PR/SM Hypervisor ist ebenfalls als Firmware implementiert.

42 Logical Partition LPAR Die System z PR/SM (Processor Resource/System Manager) Hypervisor Einrichtung verwendet ein als LPAR (Logical Partition) bezeichnetes Verfahren. Für jedes Gastbetriebssystem wird eine eigene LPAR eingerichtet. Die PR/SM Hardware stellt mehrfache (bis zu 60) getrennte reale Speicher zur Verfügung. Hypervisor implementiert in Firmware

43 LPAR # 2 reale (absolute) Adresse + FF FF FF..FF LPAR # 3 LPAR # 2 LPAR Zone Origin Register LPAR # 1 HSA PR/SM Code FF..FF FF..FF Jede CPU hat ein LPAR Relocate Register, als LPAR Zone Origin Register bezeichnet. Hier ist die Anfangsadresse des Bereiches im physischen Speicher enthalten, der dieser LPAR zugeordnet ist. Zusätzlich existiert ein Zone Limit Register. Es definiert, die maximale reale Hauptspeicheradresse, welche dieser LPAR zugeordnet ist physischer Speicher LPAR Speicherplatz-Verwaltung Basis Fall

44 zseries Ein/Ausgabe Anschluss CPU CPU CPU SAP SAP Enterprise Storage Server Hauptspeicher Kernel Kernel HSA PR/SM Channel Subsystem Kanäle User Address Spaces Die HSA (Hardware System Area) ist ein Teil des System z Hauptspeichers. Sie liegt außerhalb des Adressenraums, auf den die CPUs zugreifen können. Der z196 Rechner hat eine 16 GByte große HSA. Das Channel Subsystem besteht aus SAP (System Assist) Prozessoren und Code in der HSA. Es bildet das virtuelle I/O Subsystem, mit dem der Betriebssystem Kernel glaubt zu arbeiten, auf die reale I/O Struktur ab. Es 0370 ww6 wgs 10-04

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46 Bis zu 60 LPARs unter PR/SM; 100 s bis 1000 s von Virtuellen Servern unter z/vm Virtual networking für Memory-Speed Kommunikation, Virtual Layer 2 und Layer 3 Netzwerke unter z/vm

47 Hobbit.cs frodo legolas gandalf bilbo merry/pippin /217 LPAR #1 LPAR #2 LPAR #3 LPAR # 4 LPAR # 5 BladeCenter z z z z / / L L 0 0 i i S S n n z/os V 1.8 z/os V 1.12 z/vm z/vm zlinux SLES Cell Blades PowerPC Blades PR/SM z9 BC + DS 6800 Hardware Infiniband gimli, , Internet Router Rechner Konfiguration Hobbit.uni-tuebingen.de

48 padme xxx Kenob binks leia Multiple z/os zlinux + CF Suse z/os V. 1.5 z/os 1.12 SLES 10 z/os V. 1.8 z/os V. 1.8 DB2 V. 2.9 WebSphere z/vm LPAR #1 LPAR #2 LPAR #3 LPAR #4 LPAR #5 PR/SM Konfiguration des Rechners jedi.informatik.uni-leipzig. 5 LPARs. je ein Ethernet Adapter für Anschluss an das Internet : LPAR # padme.informatik.uni-leipzig.de z/os 1.5 LPAR # xxx.informatik.uni-leipzig.de z/os 1.12 LPAR # kenob.informatik.uni-leipzig.de zvm mit zlinux LPAR # binks.informatik.uni-leipzig.de z/os 1.8 LPAR # binks.informatik.uni-leipzig.de z/os 1.8

49 Interner Router z/os Clones SLES v10 single 3390 each z/os Master Coupling Facilities z z L L z z z z z I I / / / / / C C z/os 1.8 N N O O O O O F F zlinux U U S S S S S C C X X z/vm PR/SM Virtueller Sysplex , dial zos001 Virtueller Sysplex, 4 x z/os, 2 x CF. Teilnehmende Studenten erhalten Administrator Rechte: z/os IPL, Master Catalog anlegen, System Managed Storage administrieren, Sysplex konfigurieren, Coupling Facility administrieren,