Unterbrechungsfreie Relokalisierung von virtuellen Maschinen in einer Data- Center-Cloud (DCCloud)

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1 Lehrstuhl für Netzarchitekturen und Netzdienste Institut für Informatik Technische Universität München Unterbrechungsfreie Relokalisierung von virtuellen Maschinen in einer Data- Center-Cloud (DCCloud) Author Philipp Fehre Betreuer Dirk Haage in Zusammenarbeit mit Bundesagentur Systemhaus IT

2 Übersicht Idee der Live Migration einer Virtuellen Maschine Long Distance Migration von VMWare, Cisco und EMC Ansätze bei DCCloud Beitrag der Bundesagentur für Arbeit Zeitplan 2

3 Idee der Live Migration zwischen Datacentern Migration einer VM im Betrieb ohne Ausfall Aufrechterhaltung bestehender Verbindungen Umzug einer VM in eine neues Datacenter ohne Verbindungsverlust Migration ohne besondere Hardware Infrastruktur Vollständige Migration (Neue IP, Datastore Migration) 3

4 State of the Art in Live Migration Migration innerhalb eines Datacenter ohne Packet Verlust (vmotion) Migration im laufenden Betrieb ohne starke Performance Einbrüche Migration von Datastore via vmotion im Netzwerk 4

5 Lösung von VMWare bei Long Distance vmotion Zusammenarbeit zwischen CISCO, EMC, und VMWare Setzen auf bewährte Migrationstechniken (vmotion) Migration via vmotion über grössere Entfernungen Migration zwischen Datacenter Standorten 5

6 Probleme von vmotion Spannen eines Netzes über Datacenter Grenzen Keine Migration zwischen Netzen Distanz Migration ist nur mit starken Einschränkungen möglich 6

7 Long Distance vmotion Setup 7

8 Probleme der vorhandenen Lösungen Layer 2 Verbundenes Netz Flaches Netz kann zu Netzperformance Problemen führen Verbindung mit (fast) 1GBit nötig RTT auf maximal 5ms limitiert (Ca 300 KM) Datacenter mit gleichen IP Subnetz 8

9 Präsentation von VMWare bei VMWorld2009 9

10 Lösungsideen von DCCloud Migration zwischen Datacenter ohne Konnektivitäts Verlust Migration in ein neues IP Netz Setup einer neuen IP Adresse aufrechterhalten der alten Verbindungen durch Tunneln Migration von Storage durch bekannte Methoden Unabhängigkeit von Hypervisor durch akzeptierte Standards Mobile IP VPN 10

11 Mobile IP Überblick Idee des Location Independent Routings Mobile Node mit fester IP Address Care of Address Kommunikation über Home Agent und Foreign Agent Encapsulation und Reverse Tunneling Triangular Routing 11

12 Lösungs Ansatz mit Mobile IP Home Agent im Source und Destination Netzwerk VM besitzt 2 IP Adressen solange alte Verbindungen bestehen Es werden keine Verbindungen bei der Migration aufgelöst Erreichbarkeit der alten IP Adresse bleibt bestehen 12

13 N2N VPN VPN auf Peer-2-Peer Basis NAT Traversal via Supernodes Routen Optimierung Implementierung via TUN/TAP Cross Platform Läuft im Userspace 13

14 Lösungs Ansatz mit N2N VPN Aufbau eines VPN Tunnels zwischen Source und Destination Routing der alten IP Kommunikation über den VPN Tunnel Neue Verbindungen sind direkt Layer 2 Konnektivität daher einfache Datastore Migration N2N sorgt für Routen Optimierung wenn dies möglich ist 14

15 Bisher bekannte Vorteile und Nachteile (N2N) VPN Pro Kein Single Point of Failure Falls möglich Automatische Optimierung Contra TUN/TAP Interfaces Mobile IP Native Interfaces Standard Problem des Homeagent Nicht weitläufig eingesetzt 15

16 Ziele der Implementierungs Ansätze Unterbrechungsfreie Migration über grosse Distanzen Keine Limitierung durch RTT Keine dauerhafte Layer 2 Konnektivität Vollständige Migration 16

17 Bundesagentur für Arbeit Systemhaus IT in Zahlen 2000 Mitarbeiter Vernetze PCs 178 Vernetze Rechenzentren 250 Unix, Windows, Linux Server Switches, Router GB s pro Monat 17

18 Beitrag der Bundesagentur für Arbeit Server Hardware extern vom eigenen Netz für Tests Rechenzentrums Hardware für grössere Tests VMWare vsphere Umgebung RZ Administrations Wissen in Umgebungen dieser Größe Arbeitsplatz 18

19 Zeitplan Einarbeitung Lösungsansätzen Proof of Concept Testen Schrifliche Ausarbeitung Dezember Januar Februar März April Mai Juni Es wurden 2 mögliche Ansätze ausgearbeitet Systeme zum Testen wurden an der TUM aufgesetzt Einige Tests zum verhalten bei Interface wechseln wurden durchgeführt 19

20 Fragen und Antworten Fragen? 20

21 Ende Danke für die Aufmerksamkeit 21

22 Quellen VMWare ( VMWorld 2009 Session TA3105 VMWare & CISCO Joint White Paper (white_pap er_c pdf) N2N VPN ( Mobile IP Wikipedia ( Mobile IP ( Bundesagentur stellt sich vor ( _ZahlenBA- Informationstechnik_Dezember2009.pdf) 22

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