КОНОПЛЕВ В.В. ИКИ РАН ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ: УСТРОЙСТВА, МЕТОДЫ И КОНЦЕПЦИИ ТАРУСА, МАРТ 2011 Текущие и перспективные технологии виртуализации. - презентация

1 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

2 Виртуализация и облачные вычисления Software As A ServicePlatform As A ServiceInfrastructure Аs А Service«Иерархия» облачных сервисов Технологии виртуализации

3 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

4 Экономические аспекты консолидации

5 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

6 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

7 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

8 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

9 Дублирование исполняемого кода ГипервизорVmlinuxLibCHttpdVmlinuxLibCMysqlVmlinuxLibCSendmail---VmlinuxLibCHttpdLibCMysqlLibCSendmail---VmlinuxLibCHttpMysqlSendmail Уровень гипервизора Уровень ядра Системные библиотеки Приложения пользователей Полная и пара- виртуализация Контейнеры (Оpenvz, LinuxVS) Контейнеры (Virtuzzo+vzfs)

10 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

11 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

12 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

13 Заключение