Einblick in die VMware Infrastruktur

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1 Einblick in die VMware Infrastruktur Rainer Sennwitz Lehrstuhl für Informatik IV Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 4. Juli 2007 Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur

2 Inhalt Inhalt Geschichtliches Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 2/26

3 Geschichtliches Inhalt Geschichtliches Anfänge von VMware 1998: Gründung von VMware und erstes Patent eingereicht, basierend auf Forschungen der Stanford University 1999: Vorstellung von VMware Virtual Platform 2000: erstes Produkt zur Servervirtualisierung: VMware GSX Server 1.0 für Windows und Linux 2001: VMware ESX Server 1.0 Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 3/26

4 VMware Server VMware Server ESX Server VMware Server Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 4/26

5 ESX Server VMware Server ESX Server ESX Server Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 5/26

6 Grundsystem VMware Server ESX Server Basis Red Hat Enterprise Linux ES release 3 (Taroon) Kernel-Version: (mit diversen Patches) Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 6/26

7 Netzwerk VMware Server ESX Server Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 7/26

8 Storage VMware Server ESX Server Storage virtuelle SCSI Festplatten liegen als Dateien auf realer Hardware physikalische Hardware: interne Festplatten der Server, Fibre Channel SAN, iscsi, NFS virtuelle Disks können im laufenden Betrieb einer VM hinzugefügt werden Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 8/26

9 VMFS VMware Server ESX Server Virtual Machine File System eigenes Cluster-Dateisystem zum Speichern der virtuellen Maschinen Locking-Mechanismus: verhindert mehrfaches Starten einer VM auf mehreren Servern Snapshots der VMs Raw Device Mapping: LUNs erscheinen als Dateien im VMFS Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 9/26

10 Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 10/26

11 Virtual Center Virtual Center VMware HA VMware DRS VMotion VMware Tools Virtual Center Management-System für ESX Server Läuft unter Microsoft Windows 2003 Server Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 11/26

12 VMware HA Virtual Center VMware HA VMware DRS VMotion VMware Tools VMware High Availability VMware HA Agent auf allen physikalischen Servern Überwachung via Heartbeat Neustart von virtuellen Maschinen bei Hardwareausfall Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 12/26

13 VMware DRS Virtual Center VMware HA VMware DRS VMotion VMware Tools VMware Distributed Resource Scheduler Überwacht die Auslastung der Server nimmt ggf. automatisch eine Migration auf einen anderen Server vor Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 13/26

14 VMotion Virtual Center VMware HA VMware DRS VMotion VMware Tools VMotion Add-on zu Virtual Center Migration von virtuellen Maschinen von Hardware zu Hardware (für ESX Server) seit 2003 auf dem Markt Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 14/26

15 Features und Verwendung Virtual Center VMware HA VMware DRS VMotion VMware Tools Features Livemigration ohne nennenswerte Downtime automatische Migration bei bestimmten Ereignissen (z.b. Hardwareausfall) Verwendung Kompensieren von Hardwareausfällen Loadbalancing Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 15/26

16 Umzug Virtual Center VMware HA VMware DRS VMotion VMware Tools Schrittweiser Umzug einer VM 1 iteratives Kopieren des Speichers im laufenden Betrieb 2 Anhalten der virtuellen Maschine 3 Übertragen der restlichen Zustände (z.b. CPU Register) 4 Kopieren des verbleibenden Arbeitsspeichers 5 Kontrolle über die VM an Zielrechner übergeben 6 VM auf dem Zielrechner wieder in Betrieb nehmen Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 16/26

17 Netzwerk Virtual Center VMware HA VMware DRS VMotion VMware Tools Netzwerk MAC-Adresse ist an die virtuelle Netzwerkkarte (VNIC) gebunden jede VNIC ist einem oder mehreren echten Netzwerkgeräten zugeordnet Einschränkung Migration nur innerhalb eines Subnets Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 17/26

18 Festplatten-Images der VMs Virtual Center VMware HA VMware DRS VMotion VMware Tools Festplatten-Images der VMs sind auf einem gemeinsam nutzbaren Speicher abgelegt dadurch kein Umzug nötig Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 18/26

19 Ergebnis Virtual Center VMware HA VMware DRS VMotion VMware Tools Ergebnis Dauer einer Migration ca. 10 bis 15 Sekunden Downtime weniger als 1 Sekunde Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 19/26

20 VMware Tools Virtual Center VMware HA VMware DRS VMotion VMware Tools VMware Tools verbesserte Geschwindigkeit durch eigene Gerätetreiber Verbinden/Trennen von CD-Rom, Floppy und Ethernet aus der VM heraus Synchronisieren der Systemuhr eigene Scripts zum Hoch- bzw. Runterfahren des Gastsystems sowie Suspend Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 20/26

21 Tests Tests Ergebnisse Tests Entpacken von linux tar.bz2 Kompilieren des Kernels mit Standard-Konfiguration Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 21/26

22 Hardware Tests Ergebnisse sunset Intel Pentium IV 3.0 GHz 3.0 GB RAM Raid 1 auf zwei Seagate Barracuda (SATA, 7200rpm) debianvm Virtuelle Maschine in VMware Server (auf sunset) 1.0 GB RAM SCSI Festplatten-Image Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 22/26

23 Ergebnisse Tests Ergebnisse Ergebnisse der Tests Entpacken Kompilieren sunset s 43m02.496s debianvm s 54m43.167s Verlust (ca.) 30% 21% Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 23/26

24 hauptsächlich für kommerzielle Anwender mittlerweile aber auch kostenlose Virtualisierungslösungen ausgereiftes und vergleichsweise performantes Produkt Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 24/26

25 Fragen Fragen? Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 25/26

26 Quellen VMware Inc., Palo Alto VMware Infrastructure Architecture Overview 2006 VMware Inc. Palo Alto (CA) David Marshall, Wade A. Reynolds, Dave McCrory Advanced Server Virtualization VMware and Microsoft Platforms in the Virtual Data Center 2006, Auerbach Publications, Taylor & Francis Group Michael Nelson, Beng-Hong Lim, Greg Hutchins. Fast Transparent Migration for Virtual Machines Apr 2005, Proceedings of USENIX 05, USENIX Association Rainer Sennwitz Einblick in die VMware Infrastruktur 26/26

VMware. Rainer Sennwitz.

VMware. Rainer Sennwitz. <Rainer.Sennwitz@andariel.informatik.uni-erlangen.de> VMware Rainer Sennwitz Lehrstuhl für Informatik IV Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg 4. Juli 2007 Rainer Sennwitz VMware Inhalt Inhalt

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