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

IBM Power Systems

Virtualizace POWER7 Milan Král Power

© 2010 IBM Corporation

IBM Power Systems

Agenda

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

2


IBM Power Systems

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


IBM Power Systems

Gartner 2010 CIO review

4


IBM Power Systems

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%

5

10%

20%

30%

40%

50%

60%


Source: Goldman Sachs Group IT Spending Survey, July 2008

IBM Power Systems

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 20 000 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


IBM Power Systems

Kdy virtualizovat? Přístup v minulosti: Server je dimenzován na špičky požadovaného výkonu 100

100

100

100

100

80

80

80

80

80

60

60

60

60

60

40

40

40

40

40

20

20

20

20

0

0

0

+

20

+

0

Kapacita 500 jednotek

0

Server 1

Server 2

Server 3

Server 4

Server 5

Kapacita = 100 jednotek





Přístup dnes: Server s dynamickými virtuálními servery, které umožní automatické přerozdělení procesorů a dalších zdrojů. Návrh serveru odpovídá maximálnímu současnému zatížení. server hostující několik virtualních serverů APP

DB

Test

APP

DEV

C PU C apacity U nits

250

Server 5

200

Server 4 150

Server 3

100

Server 2

50

Server 1

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

minute time intervals, stacked CPU utilization

7


IBM Power Systems

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.

Jeden aplikační server (2 CPUs) 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

Konsolidace 8 aplikačních serverů na 1 fyzický (8 CPUs)

Konsolidace 16 na 1 (12 CPUs)

Konsolidace 64 na 1 (36 CPUs)

80%

80%

80%

70%

70%

70%

60%

60%

60%

50%

50%

50%

40%

40%

40%

30%

30%

30%

20%

20%

20%

10%

10%

10%

0%

0%

0%

8


IBM Power Systems

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

10

Aplikace B

Aplikace C


IBM Power Systems

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


IBM Power Systems

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


IBM Power Systems

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.

13

APLIKACE „DEN“

APLIKACE „NOC“


IBM Power Systems

Příklad: Power VM, LPM a HA Virtualizace, mobilita a vysoká dostupnost Přesun pro plánovanou odstávku

HA klastr

Aplikace A

HA A

Test

14

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


IBM Power Systems

Příklad: Virtualizace a vysoká dostupnost Odstávka ukončena – návrat VS

HA klastr

Aplikace A HA A

Test

15



IBM Power Systems

Příklad: Virtualizace a vysoká dostupnost

Selhání systému, datacentra apod.

HA klastr

Aplikace A

HA A

Test

16



IBM Power Systems

Příklad: Virtualizace, vysoká dostupnost a DR Lokální HA klastr: Červená: databáze (produkce + HA)

Město XXX

Město YYY

Modrá: Aplikace (produkce + HA) DR cross-site řešení: Žlutá: replika databáze z ‚druhého‘ města Zelená: neaktivní LPAR pro aplikaci z ‚druhého‘ města

17


IBM Power Systems

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 © 2010 IBM Corporation

IBM Power Systems

Příklad: virtualizace a mobilita Požadavek provozovatele: Více výkonu pro ‚modrou‘ databázi Zachovat zdroje ‚červené‘ a ‚zelené‘ databáze Zachovat běh ostatních databází (možné snížit výkon)

Outsourcing pro finanční instituce, EU 19


IBM Power Systems

Příklad: virtualizace a mobilita Požadavek provozovatele: Uvolnit server A pro plánovanou údržbu Zachovat běh všech databází Možno omezit výkon

Outsourcing pro finanční instituce, EU 20


IBM Power Systems

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.

Státní správa, EU 21


IBM Power Systems

Agenda


22


IBM Power Systems

Virtualizací ke konsolidaci ? Proč ? Snížení nákladů… ‚Business Case‘ 12 Linuxových serverů ☺ 2 781 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


IBM Power Systems

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


IBM Power Systems

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

109: sam

Sample

## Sizing server type ## total #CPU ## used #CPU ## used #images ## #servers ## ## avg.image.cap total capacity ## total load ## average util'n ##

Actual Current 184 32

6,987.4 223,596.0 10,124.5 5%

7,826.09 7,750.00 10% 191,764.80 100,000.00 23,424.00 440,000.00 498,434.78 1,253,623.58

## OTC: One Time Costs SW purchase ## HW purchase ## transition ## total OTC ## write off ##

320,000.00 1,000,000.00 0.00 1,320,000.00 191,480.00

0.00

25

mgmt cost pa HW/OS maint pa facilities pa depreciation pa SW supp+mnt pa

Technical details: - # of total CPUs - # of OS images - # of “boxes” in the solution

3,000,000

2,500,000 2,000,000

1,500,000

1,000,000

## AOC: Annual Operating Costs ## SW supp/CPU pa 7,826.09 SW supp/img pa ## 7,750.00 mgmt efficiency ## mgmt cost pa ## 213,072.00 HW/OS maint pa ## 215,000.00 facilities pa ## 43,729.60 depreciation pa ## 471,910.86 ## SW supp+mnt pa 1,688,000.00 2,631,712.46 total AOC ##

## 5yr Cost Comparison 13,158,562.30 OTC + 5x AOC ## ##

One time costs: One timeEstimated/Planned costs concerning the current and future server environments

Alt.Case p5-5xx 32 32 32 1 3,906.3 125,000.0 10,124.5 8%

Cost categories TCO standard categories for a server environment

7,588,117.91

5 year cost comparison Compares the current environment and the proposed consolidated environment

Management effort rate Optional field to adjust effort reduction in support efforts required to manage the new environment

500,000 0

1.0 :1 SCON ratio

1,378,088.88

saving pa

Consolidation ratio Server ratio consolidation according to the OS number of images

1,320,000 0yr 0m 0yr 11m

Net Cash Investment Project Time Payback Period

Estimated annual savings

5,570,444 4,485,012

5yr saving NPV over 5 years

Economic Analysis key results - Required estimated investment - Project duration - Payback period - 5-year savings


IBM Power Systems

Metodologie pro konsolidace III Příklad výstupu pro ‚green‘ kalulaci

26

Enviromentals avg RackU / Server Total RackU 30U Racks Total kW Adjusted kWh/yr Heat BTU/hr CO2 tonnes /yr Carbon tonnes /yr RIPs /kW RIPS / tonne CO2 W /m2

Current 2,8 565 19 83 733.445 190.500 314 86 940 249 8.855

RackU / Server Watts / Server Power Cost

2,8 408 59.002,58

Alt.Case Change 0,8 71% 12 98% 0 98% 6 92% 55.728 92% 14.474 92% 24 92% 7 92% 7.836 734% 2.070 730% 31.650 257% 0,8 422 4.483,09

Difference 2,0 552,5 18,4 77 677.717 176.026 290 79 6.897 1.821 22.795

4 yrs CO2 needs 3835 trees

71% -3%


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 © 2010 IBM Corporation

IBM Power Systems

Finanční přínos virtualizace Expense

Potential Savings

Drivers

FINANCIAL SERVICES COMPANY 59.3

Conventional

Maintenance

Software

Personnel

Facilities

28

69% 76%

65% 69%

31% 45%

52% 61%

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. Fewer physical servers and use of smallerfootprint, more energyefficient models can result in lower overhead for data center occupancy, power and cooling.

Virtualized

22.3 (62% less)

MANUFACTURING COMPANY 25.3

Conventional Virtualized

9.9 (61% less)

RETAIL COMPANY Conventional

Maintenance System software Database software Personnel Facilities

21.3

Virtualized

9.7 (55% less) 0

10

20

30

40

50

60

$ Millions

Technology Group, February 10, 2007. 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, © 2010 IBM Corporation and the consolidation potential.

IBM Power Systems

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. Retail, Česká Republika 29


IBM Power Systems

Agenda


30


IBM Power Systems

Náklady na vlastnictví serverů

Výdaje (US$B)

Instalovaná báze (mil jednotek)

$300

50

$250

Náklady na napájení a chlazení x8

$200

Náklady na správu a administraci x4 Náklady na nové servery

45 40 35 30

$150

25 20

$100

15 10

$50

5 $0

31

20 10

20 09

20 08

20 07

20 06

20 05

20 04

20 03

20 02

20 01

20 00

19 99

19 98

19 97

19 96

0


Source: IDC, Virtualization 2.0: The Next Phase in Customer Adoption

IBM Power Systems

Evoluce ve správě virtualizovaných prostředí

Optimalizovat pomocí ‚poolů‘ systémů

Optimalizace

Vytvořit, modifikovat, odstranit Automatizovat mobilitu VS Manage utilization and availability

Správa knihoven s virtuálními ‚images‘

Automatizace

Vytvořit, zachytit, importovat a provést ‚deployment‘ Centralizovat správu ‚images‘ Přesun virtual-to-virtual images

Virtualizace Workloads

Správa

32

Vytvořit, modifikovat, odstranit VS Spravovat více fyzických serverů Přesun VS


IBM Power Systems

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


IBM Power Systems

„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


IBM Power Systems

Agenda

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

35


IBM Power Systems

Agenda


39


IBM Power Systems

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


IBM Power Systems

Děkuji za pozornost

Milan Král e-mail:: [email protected]

41


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

Recommend Documents