Дмитрий Сергеев, CISSP, PMP, ITILf Специалист по инфраструктурным решениям Microsoft 12 мая 2010 года, г.Краснодар

Технологии виртуализации Будущее: облачные среды Windows Server 2008 Hyper-V Update Microsoft Hyper-V Server 2008 Обзор возможностей Windows Server 2008 R2 Hyper-V Новый функционал… Новые возможности VMM 2008 R2 Дополнительные ресурсы по Hyper-V

Виртуальное Представление Системы представления отделены от процессов Виртуальное Представление Системы представления отделены от процессов Виртуальное Хранилище Хранение и резервное восстановление данных через сеть Виртуальное Хранилище Хранение и резервное восстановление данных через сеть Виртуальная сеть Локализация распределенных ресурсов Виртуальная сеть Локализация распределенных ресурсов Виртуальная Машина ОС может быть назначена на любое рабочее место и сервер Виртуальная Машина ОС может быть назначена на любое рабочее место и сервер Виртуальное Приложения Любые приложения на любом рабочем месте по требованию Виртуальное Приложения Любые приложения на любом рабочем месте по требованию Интерфейсы привязаны к процессам Системы хранения привязаны к географическими объектам Системы хранения привязаны к географическими объектам Сети привязаны к географическими объектам Сети привязаны к географическими объектам ОС привязаны к специфическому аппаратному обеспечению ОС привязаны к специфическому аппаратному обеспечению Приложения установлены на специфическое оборудование и ОС Приложения установлены на специфическое оборудование и ОС Виртуализация – изоляция вычислительных ресурсов друг от друга Традиционная модель ПО Изоляция компонетов с помощью виртуализации ИнфраструктураИнфраструктура УправлениеУправление ЛицензированиеЛицензирование СовместимостьСовместимость ПоддержкаПоддержка Ключевые задачи и вопросы виртуализации

Виртуализация Серверов Виртуализация рабочих мест Виртуализация Приложений Виртуализация Представления Виртуализация Представления Консолидация нагрузок – эффективная утилизация ресурсов Изолированные окружения ОС на стандартных рабочих местах Независимость приложений от ОС рабочих станций, доступ по требованию Централизации обработки и хранения данных; только GUI отображается локально Снижение стоимости операций (Оборудование, Энергия, Пространство) Повышение надежности и доступности Ускоренное восстановление Уменьшение влияния сбоев на бизнес Ускорение развертывания и массштабирования сервисов Поддержка унаследованых приложений Уменьшение конфликтов между приложением и ОС Ускорение миграции с устаревших ОС Уменьшение конфликтов между приложениеми Уменьшение необходимости тестов на совместимость Централизованное управление обновлениями Уменьшение конфликтов между приложением и ОС Упрощение отслеживания соответствия политик доступа к данных и их кофиденциальность Снижение затрат на управление рабочими местами

Виртуализация серверов Виртуализация приложений Виртуализация рабочих станций Виртуализация представления Управление Всеобемлющий набор продуктов виртуализации, от центров обработки данных до физических и виртуальных рабочих станций. Управление всей инфраструктурой с помощью единой платформы

Решение: Консолидация физических серверов; улучшение учета и управляемости Проблема: Недостаточно загруженное оборудование Чрезмерное потребление энергии Высокая стоимость пространства в центрах обработки данных и филиальных офисах Виртуализация Серверов «В настоящее время на двух работающих стационарных серверах компании запущено около 20 виртуальных серверов. Каждый аппаратный сервер стоит порядка $ Без гипервизора их понадобилось бы в 10 раз больше. Так что экономия - налицо.» Александр Елин, генеральный директор компании АЛАН

Решение : Виртуализация ОС и приложений позволяет создать легкие и надежные процедуры резервного копирования и восстановления, обеспечивает онлайн миграцию приложений между доступными серверами Проблема : Необходимо гарантировать быстрое восстановление критичных приложений и обеспечить непрерывность бизнеса Сервер A Сервер B Резервный Сервер «С каждым годом требования бизнеса к непрерывности предоставления сервисов возрастают, а на устаревшем оборудовании обеспечить бесперебойное функционирование практически невозможно. Теперь я могу, что называется «ночью спать спокойно», не волнуясь о том, что внезапно выйдет из строя один из серверов» Евгений Верменич,технический эксперт СП БИЗНЕС КАР

Виртуализация приложений Виртуализация представления Решение: Возможность запуска приложений бок о бок на любом сервере Проблема: Разрозненые и изолированные терминальные сервера и унаследованые приложениями Недостаточно загруженное оборудование Исключение регрессивного тестирования, сокращение времени простоя пользователей на 5000 часов в год

Решение : Динамическое развертывание серверов и рабочих мест в реальном времени управляемое единой консолью Проблема : Невозможность реагировать достаточно быстро на стремительно меняющиеся запросы бизнеса к центру обработки данных и рабочим местам Развернутая отказоустойчивая конфигурация позволила значительно повысить надежность и минимизировать расходы на приобретение физических серверов. В результате внедрения технологии виртуализации и продуктов System Center на базе Hyper-V на 30% сократились расходы на Windows- инфраструктуру Красноярскгражданпроект

Снижение стоимости Тестирование/Разработка Консолидация серверов Совместимость приложений Повышение уровня обслуживания Резервное копирование и Восстановление Интегрированное управление Увеличение гибкости Динамическое развертывание Самоуправляемые сервисы Базовый Стандартный Рациональный Динамический ИТ тратит Затраты эффективныИТ ключ к бизнесу ИТ стратегическое преимущество Простая, управляемая вручную инфраструктура Управляемая инфраструктура, автоматизация и накопление знаний реализованы частично Управляемая и консолидированная инфраструктура; Усиленная автоматизация; Знания собираются и используются повторно Полностью автоматическое управление, динамическое использование ресурсов, уровень обслуживания привязан к бизнес требованиям Переход к Динамичным ИТ позволит Снизить стоимость, Повысить уровнь обслуживания, и Увеличит гибкость …и все это благодаря Виртуализации…

Сквозной мониторинг ПО, ОС, ВМ и оборудования Управление конфигурациями Резервное копирование Производительность и загрузка ресурсов Отчетность и статистика Виртуальные системы SCOM and SCCM + System Center Virtual Machine Manager Преимущества Качественные / знакомые инструменты для управления физическими и виртуальными системами позволяет получать большую масштабируемость Управление как уровнем приложений, так и разнородными гипервизорами Физические системы SCOM and SCCM

Частные Публичные Software as a Service (SaaS) Platform as a Service (PaaS) Infrastructure as a Service (IaaS) Dynamic Data Center Toolkit For Enterprises

Построен на надежной архитектуре Windows Server 2008 Hyper-V Интеграция с новыми технологиями Новые сценарии Более высокая плотность виртуальных машин Динамические ЦОД Инфраструктура виртуальных рабочих станций Новые возможности, о которых вы просили

#1 из запросов заказчиков Перемещение виртуальных машин между серверами без простоя Новые сценарии для использования Балансировка нагрузки ВМ на основе политик и мониторинга Удобное выравнивание «окон обслуживания» в больших инсталляциях

Live Migration через Cluster Manager Интерфейс управления в поставке Live Migration через Virtual Machine Manager Оркестрирование миграций на основе политик От быстрой к живой миграции: Ограничения на гостевую ОС?:Нет Изменения в ВМ?:Нет Изменения в СХД:Нет Изменения в сетевую инфраструктуру:Нет Обновление до Windows Server 2008 R2 Hyper-V:Да

1. Create VM on target server Host 1 Host 2 Blue = Storage Purple = Networking Shared Storage 3. Final state transfer a) Pause virtual machine b) Move storage connectivity from source host to target host via Ethernet 4. Run new VM on target; Delete VM on source 2. Copy memory pages from the source to the target via Ethernet

Worker process on source host creates dirty bitmap of memory pages Iterates over pages, sending them to target worker process Registers for modify-notifications on pages to detect subsequent changes Source VM still active and can be modifying memory Repeats over newly modified pages Stops iterating when one of the following: All pages sent Makes 10 passes

ConfigurationConfigurationConfigurationConfiguration StateStateStateState

Windows Server 2008 R2 Hyper-V Новая технология Cluster Shared Volume (CSV) CSV позволяет создать единое хранилище ВМ; Все сервера Windows Server 2008 R2 видят один том Простая установка; использует NTFS Не требует переформатирования SAN Создает одно большое хранилище Нет проблем с буквами дисков

Все серверы видят одно хранилище

Новая программа для Windows Server 2008 Failover Clustering Возможность гибко выбрать компаненты для кластера Если серверное оборудование и компаненты имеют соответствующий логотоп… кластер проходит валидацию и считается поддерживаемым решением! Заказчики могут быстро определить серверы, прошедшие FCCP Обратите внимание на оборудование с пометкой: Validated by Microsoft Failover Cluster Configuration Program

Сегодня процессоры умеют работать с одним уровнем адресации, но гипервизору нужно управлять двумя Guest Virtual Address Guest Physical Address System Physical Address Гостевая ОС определяет GVA-to-GPA Гипервизор определяет GPA-to-SPA Guest Virtual Address System Physical Address Shadow page tables объединяет эти представляения, потому как процессор умеет работать только с один уровнем трансляции Накладные расходы - заполнение и отчистка страниц памяти вызывается гипервизором - отнимает много процессорного времени, до 10%

Hypervisor maintains a Shadow Page Table Combines two layers of translation into a single page table Demand-filled when Child OS touches a page Flushed any time the Child OS modifies its page tables Shadow Page Table overhead Fills and flushes invoke the hypervisor Can account for up to 10% of total CPU time Consumes roughly 1MB of memory per VM

Новая технология с разными названиями Intel называет это Extended Page Tables (EPT) AMD называет это Nested Page Tables (NPT) или Rapid Virtualization Indexing (RVI) Процессор поддерживает два уровня адресации Работа с таблицами памяти ВМ напрямую Нет необходимости поддерживать Shadow Page Table Гипервизор не выполняет работу по трансляции памяти Уменьшение накладных расходов Загрузка процессора гипервизором падает до 2% Около 1MB на ВМ сохраняется

Обзор Позволяет располагать виртуальные машины более плотно в пределах сервера вне часов пиковой нагрузки Что позволяет парковать/переводить в спящий режим ядра переключая их в «глубокое С состояние» Преимущества Снижение энергопотребления

Обзор Добавление/отключение VHD и pass-through дисков в ВМ не требует остановки или перезагрузки. Диски должны быть подключены к виртуальному SCSI контроллеру Преимущества Увеличение объемов хранилища ВМ без простоев Новые сценарии для резервного копирования Новые сценарии для SQL/Exchnage

Поддержка TCP Offload Обзор TCP/IP трафик в VM обрабатывается на физическом сетевом контроллере. Преимущества Снижение нагрузки на процессор Повышенная сетевая производительности Live Migration полностью поддерживает TCP Offload

Поддержка Virtual Machine Queue (VMQ) Обзор Сетевые пакеты направляются напрямую в память ВМ VM Device buffer gets assigned to one of the queues Пакеты не копируются в VSP Сокращается время поиска маршрута через виртуальный свич (VMQ Queue ID) Позволяет представить сетевую карту как несколько сетевых карт на хосте (очереди) Преимущества Более короткий и быстрый путь для сетевых данных (производительность)

Поддержка Jumbo Frame Ethernet фрэймы >1,500 байт Обзор Позволяет передать в 6 раз больше данных в одном пакете Преимущества Пропускная способность Меньше нагрузка на процессор при передачи больших файлов

Обзор Решение управления, развертывания и доступа к ВМ поверх Hyper-V Интегрированное решения терминальных служб (сессия на пользователя) и виртуальных рабочих станций (ВМ на пользователя). Сценарии развертывания Временная (до выхода из системы) ВМ для каждого пользователя Постоянная ВМ для каждого пользователя

Live Migration!!! High Availability Поддержка новых процессоров Second Level Address Translation Core Parking Сетевые улучшения TCP/IP Offload VMQ & Jumbo Frame Горячее добавление/отключение дисков Улучшения в HVCONFIG Улучшения в масштабируемости

Автоматический запуск при старте Простая утилита для настройки Переведено на 11 языков

Возможность переместить хранилище ВМ в другое место VMM R2 позволяет: Выполнять Quick Storage Migration для Hyper-V Выполнять storage vMotion для VMWare

QSMQSM Storage vMotion Миграция ВМ на новый хост одновременно с миграцией хранилища ДаДаНетНет Нулевой простой НетНетНетНет Миграция ВМ со снапшотами ДаДаНетНет Дополнительное лицензирование НетНетДаДа

VMM определяет поддерживает ли сетевой адаптер на хосте VMQ или Chimney, эта информация используется в Intellegent placement

Image management Lack of image management tools Lack of business charge back mechanisms Unable to leverage existing storage infrastructure Storage Complexity The I/O blender Dozens of steps to configure storage for VMs Requires coordination between server and storage groups Cant use intelligent storage services Infrastructure sprawl Need for faster testing and development cycles Testing requirements growing more complex Infrastructure sprawl, wasted resources Need to track, control and share resources Operational inefficiencies Manual tasks introduce delay and errors Scripting requires time & expertise Increasing IT demands

Image management Lack of image management tools Lack of business charge back mechanisms Unable to leverage existing storage infrastructure Storage complexities The I/O blender Dozens of steps to configure storage for VMs Requires coordination between server and storage groups Cant use intelligent storage services Infrastructure sprawl Need for faster testing and development cycles Testing requirements growing more complex Infrastructure sprawl, wasted resources Need to track, control and share resources Operational inefficiencies Manual tasks introduce delay and errors Scripting requires time & expertise Increasing IT demands Dynamic provisioning services Advanced storage integration Automated lab management Workflow orchestration Included w/ XenDesktop 4 Enterprise

Easy setup of array-based remote mirroring Remote staging of Hyper-V VMs for DR testing Automation with workflows and Microsoft Clustering StorageLink Site Recovery Remote Mirroring Snapshot-based Staging/Testing Included w/ XenDesktop 4 Enterprise

Для обслуживания хоста, VMM R2 может перевести его в «режим обслуживания» (maintenance mode) ВМ работающие на хосте мигрируют на другие Если хост не является частью кластера, то администратор может сохранить состояние машин Хост в режиме обслуживания получает нулевой рейтинг для развертывания ВМ Поддерживается для Hyper-V, VS и VMWare

Все о виртуализации Блог MCS Microsoft Virtualization Home: Windows Server Virtualization Blog Site: Windows Server Virtualization TechNet Site: Virtualization Solution Accelerators How to install the Hyper-V role Windows Server 2008 Hyper-V Performance Tuning Guide Using Hyper-V & BitLocker White Paper 3fda14e84545&DisplayLang=en

© 2007 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.