Red Hat Enterprise Virtualization

Red Hat Enterprise Virtualization Technologie KVM Milan Zelenka, RHCE Enlogit s.r.o.

Část 1

Virtualizace obecně

Virtualizace ●

Systém umožňující využívat jeden zdroj pro více systémů

●

Hardware jako zdroj výkonu (Hypervisor)

●

Jednotlivé servery jako virtuální instance +

Efektivnější využití kapacit serverů

+

Dynamické přidělování výkonu

+

Škálovatelnost

Proč nemohu virtualizovat? ●

Vysoké nároky na I/O operace –

●

Vysoké nároky na latenci systémů –

●

Databázové systémy Zvýšená odezva způsobená virtualizační vrstvou

Limitované možnosti škálování virtuálního prostředí –

Omezená škálovatelnost virtuálního prostředí např. max 4 CPU, atd...

Proč nemohu virtualizovat? ●

Vysoké nároky na I/O operace –

●

Vysoké nároky na latenci systémů –

●

●

Zvýšená odezva způsobená virtualizační vrstvou

Limitované možnosti škálování virtuálního prostředí –

●

Databázové systémy

Omezená škálovatelnost virtuálního prostředí např. max 4 CPU, atd...

Tato mínění vznikla na základě zkušeností s první generací x86 virtualizace KVM dokáže poskytnout až 98% bare metal výkonu

Generace x86 virtualizace

VM

VM

VM

Binary translation

2. Generace Para-virtualizace

Domain 0

1. Generace Softwarová emulace HW

VM

VM

3. Generace Hardwarová virtualizace

VM

VM

VM

Hypervisor

Hypervisor

Linux

KVM

x86

x86

x86

VT

PV Driver

PV Kernel

Část 2

Hypervisor KVM

Kernel-based Virtual Machine ●

Dělá z Linuxu Hypervisora –

●

●

Využívá hardwarové podpory virtualizace (CPU) –

3. generace

–

Intel VT-x / AMD-V

–

Již není třeba speciální kernel hostů a hostitelů

Kernel modul –

●

nač vyvíjet jádro, když lze použít stabilní Linux

/dev/kvm

2006 - součást Linux mainstream kernelu

Vlastnosti KVM ●

Běžné vlastnosti hypervisoru –

Virtualizace platforem i386 a x64

–

Hot-plug, PCI Pass-through

–

Vysoká škálovatelnost: ●

●

●

Hostitel: 96 cores, 1 TB RAM, Host: 16 vCPU, 256 GB RAM

Pokročilé vlastnosti KVM –

Kernel Same-Page Merging (KSM)

–

Modulární paravirtualizace - VirtIO

–

Thin Provisioning

–

Živá migrace

Vlastnosti získané díky spojení s Linuxem –

SELinux

–

Power management

–

LVM, Multipath, bonding, ...

Kernel Same-Page Merging ●

Hledá stejné paměťové stránky virtuálních systémů

●

Fyzicky uchovává pouze jednu read-only kopii

●

V připadě změny vytvoří read-write kopii na vyžádání VM

●

U serverů běžně kolem 150% over-commit

Thin provisioning ●

Alokuje pouze tolik prostoru kolik skutečně využije

●

Lepší využití diskové kapacity

●

Snižuje náklady na storage

●

Možné využití na uložištích NFS, iSCSI a Fiber Channel

Modulární paravirtualizace ●

Emulace hardware v UserSpace přináší velký overhead

●

Paravirtualizované ovladače

●

●

–

Bloková zařízení

–

Síťové rozhraní

Projekt VirtIO –

Framework a sada ovladačů

–

Použitelné pro jakýkoliv hypervisor

–

Ovladače pro Linux součástí upstream kernelu

–

Ke stažení certifikované ovladače i pro MS Windows

Vysoký výkon, nízký overhead

Podpora hostovaných systémů ●

KVM podporuje mnoho x86 operačních systému jako host –

●

Linux, Windows, BSD, Darwin, GNU/Hurd, MS-DOS, Plan 9, etc

Red Hat součástí programu Microsoft Server Virtualization Validation Program (SVVP) –

Certifikace pro RHEL 5.4 and RHEV-H

–

WHQL certifikace VirtIO ovladačů

Bezpečnost ●

Spojení KVM + SELinux –

●

Vnější ochrana a izolace virtuálních strojů

Projekt sVirt –

Sub-projekt komunity SELinux

–

“Hardened” hypervisor

–

Víceúrovňová ochrana

–

Izolace hostů

Část 3

Benchmarks

Oracle ●

OLTP Workload

●

Oracle 10g

●

RHEL 5.3 guest

●

RHEL 5.4 host

●

●

Intel Xeon W5580 NEHALEM 90-93% výkonu fyzického stroje

Microsoft Exchange Server ●

●

●

●

●

●

●

Loadgen workload Microsoft Exchange Server 2007 Microsoft Windows Server 2008 R2 RHEL 5.4 host Intel Xeon W5540 NEHALEM 16 000 uživatelů Scale-out přináší nižší latenci

SAP ●

SAP Linuxlab Certification Suite (SLCS) 2.3

●

SAP ECC 6

●

MAXDB 7.6

●

RHEL 5.4 guest

●

RHEL 5.4 host

●

●

Intel Xeon W5570 NEHALEM až 95% výkonu fyzického stroje

LAMP ●

LAMP Apps: Apache PHP MySQL

●

RHEL 5.4 guest

●

RHEL 5.4 host

●

●

Intel Xeon W5580 NEHALEM až 139% výkonu fyzického stroje

KONEC

Milan Zelenka, RHCE