AEQUO Adaptive und energieeffiziente Verteilung von virtuellen Maschinen in OpenStack-Umgebungen

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1 AEQUO Adaptive und energieeffiziente Verteilung von virtuellen Maschinen in OpenStack-Umgebungen Kai Spindler Sebastian Rieger

2 Agenda Virtualisierung mit OpenStack Energieeffizienz Problemstellung / Anforderungen AEQUO Testbed Fazit DFN-Forum Kommunikationstechnologien 2

3 Virtualisierung mit OpenStack OpenSource-Lösung für Public und Private Clouds 3 Service-Modelle (NIST) SaaS, PaaS, IaaS OpenStack Bestandteile: Nova (Computing), Swift und Cinder (Storage), Neutron (Netzwerk), Glance (Image), Horizon (Dashboard), Keystone (Identity), etc. VMs können als Nova Instances platziert, migriert, skaliert werden Verteilung der VMs auf verschiedene Racks & Standorte DFN-Forum Kommunikationstechnologien 3

4 Energieeffizienz in Private Clouds Green-IT Verlustleistung PUE für Infrastruktur & Klimatisierung Definition Energieeffizienz in Cloud Umgebungen On-demand self-service Broad network access Resource pooling Rapid elasticity Measured service DFN-Forum Kommunikationstechnologien 4

5 Problemstellung / Anforderungen Platzierung von VMs durch Nova Scheduler Std. Verfahren: FilterScheduler Standort, RAM, Storage- und Netzwerkanforderungen Trennungs- und Gruppierungsanfordungen Nicht unterstützt werden Scheduling Entscheidungen anhand von Energieeffizienzparametern Eine automatische Migration wird nativ nicht unterstützt DFN-Forum Kommunikationstechnologien 5

6 Problemstellung / Anforderungen Intelligente Verteilung der VMs Gute Auslastung der Hypervisoren (z.b. 80%) Verteilung des Kühlaufwands kurze Netzwerkpfade Abschaltung / Drosselung Teile des Netzwerks (Links) Energy Efficient Ethernet (802.3az) Latenz Einbeziehung Strompreise verschied. Standorte DFN-Forum Kommunikationstechnologien 6

7 Problemstellung / Anforderungen Abschalten der Hypervisoren Standby & Wake-on-LAN Power distribution units (PDU) Data Center 1 Enterprise WAN Data Center 2 Compute Nodes Compute Nodes Storage Nodes Graue Komponenten / Links sind inaktiv Storage Nodes DFN-Forum Kommunikationstechnologien 7

8 AEQUO Konzept Einführen von Daemons als Sensoren Management Server als Aktoren Data Center 1 Data Center 2... Management Server Remote Management Daemon VM Migration Storage Migration Management Server DFN-Forum Kommunikationstechnologien 8

9 AEQUO Testbed Ubuntu / OpenStack Icehouse 2 Compute Nodes: Nova, Neutron 1 Controller Node: Nova, Glance, Neutron, Horizon, Cinder, Swift, Keystone 2 NICs: Management & Instance Tunnels Shared Storage mit Gluster zwischen Compute Nodes und Controller DFN-Forum Kommunikationstechnologien 9

10 AEQUO Architektur Bestehend aus 3 Komponenten Collector Daemon (sammelt Systeminformationen) Aggreator Daemon (schreibt in DB) Balacing Daemon (liest aus DB & stößt Migration an) DFN-Forum Kommunikationstechnologien 10

11 AEQUO Implementierung Prototypische Implementierung in Bash / Python Ruft Nova CLI auf (später über OCCI?) SQLite Datenbank DFN-Forum Kommunikationstechnologien 11

12 Fazit / Future Work Implementierung eines leichtgewichtigen Prototyps zur automatischen Migration von vituellen Maschinen unter Nutzung der Standard OpenStack CLI / API Prototyp ist erweiterbar um neue Metriken Verfahren aus related work in Scheduling Entscheidung einbinden Einbindung von/in andere(n) Services z.b Ceilometer Test über verschiedene Standorte im Rahmen eines laufenden Forschungsprojekts an HS Fulda Vielen Dank für die Aufmerksamkeit. Fragen? DFN-Forum Kommunikationstechnologien 12

13 Cloud Umgebungen Cloud-in-a-Box HS Fulda Compute/Storage: 10x Lenovo TC M92p (i5 3470, 4 GB RAM, 2x 1 GB LAN) Controller/Storage/Network: 1x HP Micro Server Gen8 (8 GB RAM, 2 TB) Switches: 2x HP ProCurve 3500yl-24 1GE Ports (inkl. 4x 10GE Ports) Private Cloud HS Fulda Controller/Compute/Storage/Network: 4x Dell RS620 (2x 8 Core Xeon E5-2650v2, 256GB RAM, 2x 300GB SAS, Dual-Port X GbE NIC, 2x Dual- Port 16G FC HBA) Storage: 2x NetApp E2724, 24x 900GB SAS, 8x16G FC Switches: 1x Arista 7150S 24 Port 10 GbE, 1x Arista 7050S 52 Port 10 GbE DFN-Forum Kommunikationstechnologien 13

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