IBM Power Systems. Virtualizace POWER7. Milan Král. Power IBM Corporation

Transkript

1 Virtualizace POWER7 Milan Král Power

2 Agenda Virtualizace serverů a ilustrační příklady Virtualizací ke konsolidaci Management Ukládání dat a virtualizace Trendy 2

3 Co o virtualizaci říkají Definice: Virtualizace je abstrakce technických prostředků od jejich použití. Megatrend. Nastupte, začněte testovat návratnost investice je vynikající. Pokud ještě virtualizace není předmětem Vašeho zájmu, vřele doporučuji věnovat čas seznámení se s ní a testovaní. (Gartner) V roce 2010 bude virtualizace nejdůležitější technologií v IT odděleních. (Gartner) Dle údajů společnosti Gartner je více než 4 milióny virtuálních strojů implementováno, tento údaj nezahrnuje virtualizaci desktopů a domácí použití. (Gartner) Virtualizace se rozšiřuje z prostředí testovacích, vývojových a produkční do oblastí vysoké dostupnosti a disaster recovery. (IDC) IT výdaje klesají, výdaje za virtualizaci rostou. (Goldman Sachs) 3

4 Gartner 2010 CIO review 4

5 Výzvy pro IT organizace Klíčové investiční oblasti pro vedoucí IT oddělení Serverová virtualizace 53% Konsolidace serverů 44% Snižování nákladů 42% Integrace aplikací 37% Konsolidace datových center 36% Business intelligence 33% Bezpečnost 28% Hardware pro ukládání dat 26% DR řešení 25% Virtualizace ukládání dat 23% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 5 Source: Goldman Sachs Group IT Spending Survey, July 2008

6 Historie serverové virtualizace Již v roce 1961 je předveden Compatible Time Sharing System (CTSS), umožňující sdílení procesorového času (time sharing) první VM (virtuální stroj). 1964: rok uvedení platformy mainframe na trh, počátek vývoje operačního systému CP-40, který nabízí každému uživateli kompletní server za pomoci virtualizace prostředků. 1969: CP-67 verze 2, 1970: CP-67 verze 3; tento operační systém je provozován ve 44 datových centrech. Do roku 1989 prodáno více než licencí VM. 70. léta: přichází nové generace mainframů. 90. léta virtualizace se objevuje v unixovém světě. Po roce 2000 virtualizace vstupuje do Intelového světa. 6

7 Kdy virtualizovat? 100 Přístup v minulosti: Server je dimenzován n na špičky požadovan adovaného výkonu Kapacita 500 jednotek Server 1 Kapacita = 100 jednotek Server 2 Kapacita = 100 jednotek Server 3 Kapacita = 100 jednotek Server 4 Kapacita = 100 jednotek Server 5 Kapacita = 100 jednotek Přístup dnes: : ServerS s dynamickými virtuáln lními servery, které umožní automatické přerozdělení procesorů a další ších zdrojů.. Návrh N serveru odpovídá maximáln lnímu současn asnému zatížen ení. APP DB Test APP DEV 250 server hostující několik virtualních serverů CPU Capacity Units Server 5 Server 4 Server 3 Server 2 Server minute time intervals, stacked CPU utilization 7

8 Vliv virtualizace na procesory Jeden virtuální server: Průměrné vytížení: 20,7% Špičkové vytížení: 79% Více virtuálních serverů zvyšuje průměrné vytížení, ale špičkové se příliš nemění: 8:1 průměrné: 39%, špičkové 76% 16:1 průměrné: 48%, špičkové 78% 64:1 průměrné: 61%, špičkové 78% Počet potřebných procesorů roste pomaleji než počet přidávaných serverů. 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Jeden aplikační server (2 CPUs) 80% 70% 60% 50% Konsolidace 8 aplikačních serverů na 1 fyzický (8 CPUs) 80% 70% 60% 50% Konsolidace 16 na 1 (12 CPUs) 80% 70% 60% 50% Konsolidace 64 na 1 (36 CPUs) 40% 40% 40% 30% 30% 30% 20% 20% 20% 10% 10% 10% 0% 0% 0% 8

9 Možnosti virtuálních serverů Statické virtuální servery Změna charakteristik VS vyžaduje restartování OS Dynamické virtuální servery CPU, zlomky CPU RAM IO Aplikace bez nutnosti restartování OS A Virtualizace IO Disky (virtuální a passthrough ) LAN Automaticky reagující (dynamické) virt. servery CPU RAM Definice pravidel Přenositelnost virtuálního serveru Zachování běhu aplikace Aplikace B Aplikace C 10

10 Mějte na paměti že různé implementace mají technická omezení, např.: chybějící dynamické vlastnosti (CPU, RAM, IO), granularita zdrojů, vysoká režie IO operací, nemožnost kombinací virtuálních a pevně definovaných zdrojů, automatizace přidělování zdrojů podle potřeb, limity škálovatelnosti konkrétní virtualizační technologie, možné přírůstky dynamicky přidávaných zdrojů chybějící virtualizace pásek, DVD apod., správa a definice virtuálních serverů, přenositelnost a její omezení. PowerVM vše umožňuje. 11

11 Mějte na paměti II že je možné kombinovat různé OS: Linux, Windows, UNIXy, ios, VMS, zos, MS-DOS atd., a že schopnost OS a aplikací využít všech virtualizačních vlastností (dynamické RAM, CPU) není 100%. aplikační souvislosti: SW licenční závislosti, timeout mobility klíčové pro chod aplikací, schopnost aplikací použít dynamicky přidané zdroje, schopnost aplikací uvolnit nepoužívané zdroje (RAM). bezpečnostní souvislosti: certifikace (EAL4+), nasaditelnost v různých DMZ. spolehlivost hw (RAS): včetně upgrade a oprav za běhu 12

12 Příklad: Virtualizace serveru den a noc Provoz aplikací s výkonnostními špičkami v různém čase, automatické nebo operátorem vyvolané změny parametrů virtuálních serverů, procesory přerozděleny obvykle v řádu sekund, operační paměť reaguje obvykle v řádu desítek sekund, až stovky virtuálních serverů na jednom fyzickém. APLIKACE DEN APLIKACE NOC 13

13 Příklad: Power VM, LPM a HA Virtualizace, mobilita a vysoká dostupnost Přesun pro plánovanou odstávku Aplikace A HA klastr HA A Test Automatická modifikace záložního virtuálního serveru, v případě selhání primárního serveru, záložní server si přebírá zdroje od prostředí Test, test prostředí je výkonnostně utlumeno (případně zastaveno), změny mohou byt provedeny automaticky nebo poloautomaticky (iniciovány událostmi klasterového řešení), lze kombinovat s HA a LPM 14

14 Příklad: Virtualizace a vysoká dostupnost Odstávka ukončena návrat VS HA klastr Aplikace A HA A Test Automatická modifikace záložního virtuálního serveru, v případě selhání primárního serveru, záložní server si přebírá zdroje od prostředí Test, test prostředí je výkonnostně utlumeno (případně zastaveno), změny mohou byt provedeny automaticky nebo poloautomaticky (iniciovány událostmi klasterového řešení), lze kombinovat s HA a LPM 15

15 Příklad: Virtualizace a vysoká dostupnost Selhání systému, datacentra apod. Aplikace A HA klastr HA A Test Automatická modifikace záložního virtuálního serveru, v případě selhání primárního serveru, záložní server si přebírá zdroje od prostředí Test, test prostředí je výkonnostně utlumeno (případně zastaveno), změny mohou byt provedeny automaticky nebo poloautomaticky (iniciovány událostmi klasterového řešení), lze kombinovat s HA a LPM 16

16 Příklad: Virtualizace, vysoká dostupnost a DR Lokální HA klastr: Červená: databáze (produkce + HA) Modrá: Aplikace (produkce + HA) DR cross-site řešení: Žlutá: replika databáze z druhého města Město XXX Město YYY Zelená: neaktivní LPAR pro aplikaci z druhého města 17

17 Příklad: virtualizace serverů a HA Zhruba 80 aplikací, cca 80 virtuálních serverů 4x servery POWER Lokální a vzdálené HA clustery pro cca 20 aplikací 18 Průmyslový podnik, EU

18 Příklad: virtualizace a mobilita Požadavek provozovatele: Více výkonu pro modrou databázi Zachovat zdroje červené a zelené databáze Zachovat běh ostatních databází (možné snížit výkon) 19 Outsourcing pro finanční instituce, EU

19 Příklad: virtualizace a mobilita Požadavek provozovatele: Uvolnit server A pro plánovanou údržbu Zachovat běh všech databází Možno omezit výkon 20 Outsourcing pro finanční instituce, EU

20 Příklad: virtualizace Požadavek: Konsolidace cca 350 serverů na 20 fyzických serverech Libovolný virtuální server na libovolném fyzickém serveru Tedy cca 7000 profilů pro virtuální servery a jejich přesuny Desítky tisíc virtuálních LAN, disků apod. 21 Státn tní správa, EU

21 Agenda Virtualizace serverů a ilustrační příklady Virtualizací ke konsolidaci Management Ukládání dat a virtualizace Trendy 22

22 Virtualizací ke konsolidaci? Proč? Snížení nákladů Business Case 12 Linuxových serverů serverů,12 různých OS, 4 lokality, TCO studie, TCO metodologie Limity konsolidace: Technické (OS, DMZ ) Organizační a provozní (vlastníci infrastruktury, aplikací apod.) Aplikační ostrovy konsolidace Problémové oblasti: Sběr dat! (finanční, technická, aplikační a ostatní data) 23

23 Metodologie pro konsolidace Shromáždit, změřit nebo odhadnout data: Zachytit stávající stav Inventory Aplikace a funkce Hranice konsolidace Náklady - Maintenance - Energie/prostor - Software - Podpora o serverech: inventář identifikace, parametry, stáří, náklady hwm, ap. vytížení serverů a údaje o dostupnosti, porozumět aplikačním a funkčním charakteristikám licenční souvislosti, podpora funkční vazby pro vybrané: náklady na migraci náklady na nutný IT personál pro různé kategorie (Intel, Unix apod.) ostatní provozní náklady ceny energií, facility ap. LAN a SAN infrastruktura plánované/očekávané změny Zhodnotit analyzovat data 24

24 Metodologie pro konsolidace II Příklad výstupu pro jeden ostrov konsolidace Total #CPU: Number of CPUs in this workload Used images: OS number of images In this workload Capacity data 4 categories providing workload vs the systems that run the workload SW support costs Estimated annual software support cost per CPU and per image Annual costs to support Server environment Provides estimated annual costs for every TCO standard category in a sever environment One time costs: One timeestimated/planned costs concerning the current and future server environments 109: sam Sample Actual ## Sizing Current Alt.Case ## server type p5-5xx ## total #CPU ## used #CPU 32 ## used #images ## #servers 1 ## avg.image.cap 6, ,906.3 ## total capacity 223, ,000.0 ## total load 10, ,124.5 ## average util'n 5% 8% 3,000,000 2,500,000 2,000,000 1,500,000 mgmt cost pa HW/OS maint pa facilities pa depreciation pa SW supp+mnt pa ## AOC: Annual Operating Costs 1,000,000 ## SW supp/cpu pa 7, , ## SW supp/img pa 7, , ,000 ## mgmt efficiency 10% ## mgmt cost pa 213, , ## HW/OS maint pa 215, , ## facilities pa 43, , :1 SCON ratio ## depreciation pa 471, , ## SW supp+mnt pa 1,688, , ## total AOC 2,631, ,253, ,378, saving pa ## OTC: One Time Costs ## SW purchase 320, ## HW purchase 1,000, ## transition 0.00 ## total OTC ,320, ,320,000 Net Cash Investment ## write off 191, yr 0m Project Time 0yr 11m Payback Period ## 5yr Cost Comparison ## OTC + 5x AOC 13,158, ,588, ,570,444 5yr saving ## 4,485,012 NPV over 5 years 5 year cost comparison Compares the current environment and the proposed consolidated environment Cost categories TCO standard categories for a server environment Technical details: - # of total CPUs - # of OS images - # of boxes in the solution Management effort rate Optional field to adjust effort reduction in support efforts required to manage the new environment Consolidation ratio Server ratio consolidation according to the OS number of images Estimated annual savings Economic Analysis key results - Required estimated investment - Project duration - Payback period - 5-year savings 25

25 Metodologie pro konsolidace III Příklad výstupu pro green kalulaci Enviromentals Current Alt.Case Change Difference avg RackU / Server 2,8 0,8 71% 2,0 Total RackU % 552,5 30U Racks % 18,4 Total kw % 77 Adjusted kwh/yr % Heat BTU/hr % CO2 tonnes /yr % 290 Carbon tonnes /yr % 79 RIPs /kw % RIPS / tonne CO % W /m % yrs CO2 needs 3835 trees RackU / Server 2,8 0,8 71% Watts / Server % Power Cost , ,09 26

26 IBM Power Systems Příklad: Varianty konsolidace Požadavky: Co je vhodnější? 45 8-core servery TCO: $2.97M 360 cores 45x Workload 45x virtualní server 64 cores Aplikační Server Bankovní aplikace, každý několik set bankovních transakcí 2x 32-core servery TCO: $1.18M 1x 64-core server 45x virtualní server TCO: $1.16M 64 cores Virtualizace dosahuje vyšší konsolidační poměr a nižší náklady 27 Case study, USA

27 Finanční přínos virtualizace Expense Potential Savings Maintenance 69% - 76% Software 65% - 69% Personnel 31% - 45% Drivers Fewer, newer servers can reduce maintenance contract costs. Fewer software copies and fewer CPUs can result in lower license, update subscription and support costs. Fewer physical servers, reduced platform diversity and use of automated management tools can reduce personnel costs for system administration and related functions. FINANCIAL SERVICES COMPANY Conventional Virtualized MANUFACTURING COMPANY Conventional Virtualized RETAIL COMPANY Conventional Virtualized 9.9 (61% less) (55% less) 25.3 (62% less) $ Millions Maintenance System software Database software Personnel Facilities 59.3 Facilities 52% - 61% 28 Fewer physical servers and use of smallerfootprint, more energyefficient models can result in lower overhead for data center occupancy, power and cooling. Technology Group, February 10, Study methodology: Companies in financial services, manufacturing and retail with $15 Billion+ revenues and total 200,000+ employees focusing on UNIX large enterprise environments with multiple, broad-ranging applications. Study compared the cost of the company's workload running on multiple vendor servers and employing minimal virtualization to the cost of the company's workload. This cost analysis was performed for financial services, manufacturing and retail example environments with an overall average savings of up to 62% in TCO savings by virtualizing. TCO depends on the specific customer environment, the existing environments and staff, and the consolidation potential.

28 Příklad: Virtualizace a konsolidace v ČR Dosažené výsledky a detaily implementace: Konsolidační poměr 17:1. Snížení nákladů na elektrickou energii a chlazení serverů o 90%. Nové systémy jsou vytvářeny z virtualizovaných šablon, jejichž uvedení do provozu lze realizovat v řádech hodin a nikoliv dnů. Unifikované nastavení snižuje počet chyb v průběhu instalace. Žádné další problémy s prostory pro servery a jejich logistikou. Snazší údržba. Centralizované řešení lze snáze spravovat. V případě havárie existuje jednoduchá cesta pro zotavení. Žádné potíže se zálohováním na pásky. Všechny systémy jsou zálohovány prostřednictvím SAN. Flexibilita a dostupnost. Porušení pravidla jedna aplikace na jednom serveru. Snížení průměrné doby odstávky. Méně překážek pro business. 29 Retail, Česká Republika

29 Agenda Virtualizace serverů a ilustrační příklady Virtualizací ke konsolidaci Management Ukládání dat a virtualizace Trendy 30

30 Náklady na vlastnictví serverů Výdaje (US$B) $300 $250 $200 $150 $100 Náklady na napájení a chlazení x8 Náklady na správu a administraci x4 Náklady na nové servery Instalovaná báze (mil jednotek) $ $ Source: IDC, Virtualization 2.0: The Next Phase in Customer Adoption

31 Evoluce ve správě virtualizovaných prostředí Optimalizace Automatizace Správa Optimalizovat pomocí poolů systémů Vytvořit, modifikovat, odstranit Automatizovat mobilitu VS Manage utilization and availability Správa knihoven s virtuálními images Vytvořit, zachytit, importovat a provést deployment Centralizovat správu images Přesun virtual-to-virtual images Virtualizace Workloads Vytvořit, modifikovat, odstranit VS Spravovat více fyzických serverů Přesun VS 32

32 Nevěříte? Chcete vyzkoušet? Chovaní aplikace ve virtuálních serverech a vliv dynamických operací na výkonnost? Chovaní Vaší aplikace při přesunu pomocí LPM? Správu systému pomocí SD? Update manager? Deployment VS v prostředí PowerVm včetně AIX instalace? Monitoring a aktivní správu energií? POWER7 a brzy i emlc SSD Cokoli dalšího Kde? IBM IIC Praha (Chodov) 33

33 Accounting virtuálních serverů Usage and Accounting nástroje poskytují možnost sledovat využívání zdrojů jednotlivými uživateli, odděleními a organizacemi. Sledování využití, optimalizace využívání zdrojů jednotlivými odděleními Plány a předpovědi využívání zdrojů, plány upgradů a budoucích finančních nákladů Reporty 34

34 Agenda Virtualizace serverů a ilustrační příklady Virtualizací ke konsolidaci Management Ukládání dat a virtualizace necháme pro Storage Event Trendy 35

35 Agenda Virtualizace serverů a ilustrační příklady Virtualizací ke konsolidaci Management Ukládání dat a virtualizace Trendy 39

36 Oblasti rozvoje Správa a integrační nástroje Monitoring, zjednodušení apod. Optimalizace výkonu Virtualizační vlastnosti Odstranění limitů (velikosti, počtu apod.) Hibernace (Suspend/Resume) Dynamičnost QoS a bezpečnost v oblasti IO ACL, monitoring, LAN QoS, Virtualizace ukládání dat Snapsoty, migrace, linkované klony, konsolidace backupu, Virtualizace nad rámec systému Virtualizace datového centra Spolehlivost 40

37 Děkuji za pozornost Milan Král : 41