КОНОПЛЕВ В.В. ИКИ РАН ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ: УСТРОЙСТВА, МЕТОДЫ И КОНЦЕПЦИИ ТАРУСА, МАРТ 2011 Текущие и перспективные технологии виртуализации как платформа для организации облачных вычислений: сравнение и анализ
Виртуализация и облачные вычисления Software As A ServicePlatform As A ServiceInfrastructure Аs А Service«Иерархия» облачных сервисов Технологии виртуализации
Что нам дает виртуализация Для центра данных Консолидация вычислительных ресурсов Решение проблем безопасности Для конечных пользователей Свобода выбора системного ПО Функции системного администрирования Предоставления гарантий на вычислительные ресурсы
Экономические аспекты консолидации
Виртуализация как средство совместного использования вычислительных ресурсов Технологии виртуализацииТиповые сценарии Безопасный конкурентный доступ к ресурсам Научные приложения Изолированный доступ с резервированием и гарантиями Бизнес-приложения
Характеристики технологий виртуализации Управление доступом к ресурсам Конкурентный Изолированный Накладные расходы Переключение контекста Программная эмуляция Дублирование программного кода Функциональные возможности Свобода выбора гостевой OS Возможности виртуализации оборудования Прямой доступ к оборудованию
Виды виртуализации Openvz, LinuxVS, Solaris Container, Linux LXC Контейнеры ОС *) Изолирование пространств имен + квоты Xen Паравиртуализация *) Модифицированные гостевые ОС KVM, Xen, VMWare, Hyper-V, QEMU Полная виртуализация: *) бинарная трансляция **) аппаратная поддержка ФункциональностьФункциональность производительностьпроизводительность
Конкурентный и изолированный доступ к ресурсам на примере оперативной памяти в XEN и OpenVZ Физическая память Виртуальная память Гостевые ОС SWAP RAM SWAP RAM SWAP RAM SWAP RAM Xen изолированный доступ к RAM Openvz конкурентный доступ к RАМ Расширения и перспективы Технология ballon driver позволяет динамически перераспределять RAM между гостевыми доменами Новые контейнеры в lxc в Linux позволяют задавать ограничения на использование оперативной памяти Комбинированный доступ к RAM
Дублирование исполняемого кода ГипервизорVmlinuxLibCHttpdVmlinuxLibCMysqlVmlinuxLibCSendmail---VmlinuxLibCHttpdLibCMysqlLibCSendmail---VmlinuxLibCHttpMysqlSendmail Уровень гипервизора Уровень ядра Системные библиотеки Приложения пользователей Полная и пара- виртуализация Контейнеры (Оpenvz, LinuxVS) Контейнеры (Virtuzzo+vzfs)
Негативные последствия дублирования кода Расход дискового пространства Расход оперативной памяти Увеличение актуального набора исполняемых инструкций и данных Расход КЭШ-памяти процессоров Результаты заимствованы из: Pradeep Padala, Xiaoyun Zhu, Zhikui Wang, Sharad Singhal, and Kang G. Shin «Performance Evaluation of Virtualization Technologies for Server Consolidation» // University of Michigan & Hewlett Packard Laboratories -- joint research. Физический сервер WEB DB Эмулятор нагрузки Виртуальные сервера
Виртуализация ввода-вывода (1) VMM DMA Host RAM VM RAM DEVICE VM VMM DMA + IOMMU ( VT-d ) Host RAM VM RAM DEVICE VM Обычный доступ Доступ с аппаратной виртуализацией
Виртуализация ввода-вывода (2) Network IODisk IO Yaozu Dong, Jinquan Dai, Zhiteng Huang, Haibing Guan, Kevin Tian, Y. Jiang. Towards High-Quality I/O Virtualization // SYSTOR'09, Haifa, Israel
Заключение