XenServer 6.0 incorporeert de recovery

Review DOOR Bram Dons

Integrated Site Recovery beschermt massa’s storagedevices

XenServer 6.0 incorporeert de recovery 30 STORAGE  MAGAZINE · 6 · december 2011

Twee vooraanstaande virtualiseerders kwamen kort na elkaar met major release: vSphere 5.0 en XenServer 6.0. In het vorige nummer van Storage Magazine bespraken we al de nieuwste telg van VMware. Nu is het de beurt aan Citrix. Wat heeft hun product ons voor nieuws te bieden? Het blijkt dat StorageLink, met zijn geroemde Site Recoveryfunctie, nu is verankerd in het hart van de virtualisatieomgeving.

XenServer 6.0 bevat een aantal nieuwe features, verbeteringen en uitbreidingen die we hier nader onder de loep zullen nemen. Wat direct in het oog springt, is de betere protectie bij disaster recovery, waardoor XenServer niet langer afhankelijk is van een virtual machine waarop Windows draait. Ondanks die ontkoppeling verlengen Citrix en Microsoft hun virtuele partnerschap, onder andere met de aansluiting tussen XenServer en System Center. Maar daarover straks meer. Verder zijn er talrijke vernieuwingen op het gebied van het netwerk, de desktop en de samenwerking met storagearrays. Er zijn ook verbeteringen aangebracht die de prestaties en de schaalbaarheid vergroten en de werkbelasting optimaliseren. XenServer 6.0 is gebaseerd op de nieuwste Xen hypervisor, versie 4.1.1. De nieuwe features zijn onder meer integratie van StorageLink, vApps, Integrated Site Recovery, Open vSwitch, aansluiting met Microsofts System Center Virtual Machine Mana-

ger (SCVMM) en System Center Operations Manager (SCOM) en ondersteuning van graphical processing unit pass-through. Belangrijke verbeteringen zijn aangebracht aan het importeren en exporteren van VM’s, de high availability voor het filesystem NFS, de single-root I/O virtualization (SR-IOV), de distributed virtual switches en de guest operating systems. XenServer 6.0 is leverbaar in vier edities: Platinum, Enterprise, Advanced en Free. Citrix geeft op zijn website de kosten per server aan, respectievelijk 5.000, 2.500, 1.000 en 0 dollar. Alle vier de versies hebben een gemeenschappelijke basisconfiguratie van Xen 4.1 hypervisor, conversietools, aansluiting met SCVMM, veerkrachtige gedistribueerde managementarchitectuur, snapshots voor VM-disks, managementconsole XenCenter en live migration met XenMotion. Zowel de Enterprise- als de Platinumeditie zijn voorzien van een aantal nieuwe geavanceerde management- en automationfea-

XenServer is onafhankelijk van Windows

tures, waaronder een nieuwe StorageLink. De Platinumeditie heeft als enige de fysieke Provisioning Services en de features voor Integrated Site Recovery.

Xen 4.1.1 De kern van XenServer is de in het voorjaar uitgebrachte Xen 4.1.1 hypervisor. Deze biedt een betere toolset, een hogere schaalbaarheid en een betere aansluiting met securityapplicaties van derden. Een van de krachtigste nieuwe features van Xen 4.1.1 is de mogelijkheid om CPU-pools te creëren voor een VM, in plaats van dat je een bepaalde VM aan een specifieke CPU moet koppelen. Elke pool krijgt zijn eigen scheduler. Met Intel Xeon-processoren uit de Westmereklasse ondersteunt de Xen 4.1.1 hypervisor nu 256 CPU’s en superpages van 1 GB. Hij geeft applicaties ook de beschikking over de floatingpointinstructies van de Advanced Vector Extensions (AVX) die in de Xeon-processoren zitten verwerkt. Verder ondersteunt de hypervisor graphical processing units (GPU’s) en dus ook GPU coprocessor pass-through, waarmee een GPU is te devirtualiseren en valt toe te wijzen aan een bepaalde VM. Vergelijk het met een network interface card (NIC) die om prestatieredenen direct aan een VM kan worden gekoppeld. Op die manier is een VM geschikt te maken voor high-end grafische toepassingen met OpenGL en DirectX, zoals computer-aided design (CAD), computer-aided manufacturing (CAM), geographic information systems (GIS) en medical imaging. In virtuele desktopinfrastructuren met XenDesktop kunnen applicaties dan gebruikmaken van GPU-instructies middels HDX 3D Pro (zie kader ‘HDX’). Het is thans op de desktopmarkt de enige werkbare oplossing om via een WAN-verbinding toe-

Alleen Platinumeditie

Figuur 1: De XenCenter-interface

gang te krijgen tot professionele grafische 3D-toepassingen die een bandbreedte van minimaal 2 Mbps vereisen.

StorageLink StorageLink, in 2009 geïntroduceerd met XenServer 5.5, was een methode voor het creëren van LUN’s voor VM-diskfiles tijdens de creatie van een VM, terwijl de native LUN’s voor storagemanagement van tevoren moesten worden gecreëerd (zie StorageLink verbindt interfaces, in Storage Magazine, special juni 2010, pagina 49-54). Integrated Site Recovery vervangt de vorige tool voor disaster recovery, StorageLink Gateway. De nieuwe versie van de feature ondersteunt replicatie van remote data tussen storagearrays, inclusief fast recovery, failback, deduplicatie, snapshots en cloning. De Site Recovery-functie was in de vorige uitvoeringen van XenServer afhankelijk van StorageLink Gateway, waarvoor een aparte Windowsinterface nodig was. Nu StorageLink een integraal onderdeel van XenServer is, geeft de XenCenter-interface ook toegang tot Integrated Site Recovery. Hiermee ondersteunt Citrix de replicatie van een groot aantal storagedevices. Integrated Site Recovery werkt met zowat elke iSCSI- of diskarray met een host bus adapter op de server die gekoppeld is aan de hypervisor. Citrix waarschuwt dat de geïntegreerde StorageLink-features in de hypervisor zich richten op storagearrays die veel toegepast worden door XenServer-gebruikers. De fabrikant noemt met name EMC’s CLARiiON, Dell EqualLogic en NetApp. Andere arrays kunnen nog steeds met XenServer worden verbonden via Fibre Channel, iSCSI en NFS of via de SMI-S-interface van StorageLink.

vApp

SR-IOV

Middels de vApp-feature kun je meerdere VM’s creëren met high availability en Integrated Site Recovery, waarna deze in sequentie zijn te booten. vApps kunnen ook eenvoudig geïmporteerd en geëxporteerd worden op basis van het Open Virtualization Format (OVF). VM-disks en OVF appliances kunnen nu direct vanuit de XenCenter-interface worden geïmporteerd met de mogelijkheid om via de importwizard aanpassingen te doen aan de VM-parameters, bijvoorbeeld aangaande de virtuele processor, het virtuele geheugen, de virtuele interfaces en het target storage repository. Met de ondersteuning van vApps in XenServer 6.0 voorziet Integrated Site Recovery weliswaar automatisch in de herstart van meerdere VM-applicaties, maar gebruikers dienen er nog wel zelf voor te zorgen dat de replicatie van arrays en VM-images gecoördineerd verloopt.

SR-IOV is een virtualisatietechnologie voor PCI devices waarmee een enkele PCI device zich aan de fysieke PCI-bus voordoet als meerdere PCI devices. Het eigenlijke fysieke apparaat heet de physical function (PF), de virtuele apparaten waarin het zich opsplitst zijn de virtual functions (VF). Met SR-IOV kan de hypervisor direct een of meerdere VF’s toekennen aan een VM, waardoor het guest OS de VF herkent alsof het een direct gekoppeld PCI device is. De koppeling met een of meerdere VF’s geeft een VM directe toegang tot de hardware. Dit bespaart processingoverhead en verbetert de prestaties. Let wel: hierbij kun je geen functies inschakelen waarvoor VM-mobiliteit is vereist, zoals live migration, workload-balancing, rolling pool upgrades, high availability en disaster recovery. Dat komt omdat de VM direct is gekoppeld aan de VF van de fysieke NIC. Bovendien wordt het netwerkverkeer

(Advertentie)

STORAGE  MAGAZINE · 6 · december 2011

bezit disaster recovery

31

Verminkte VM’s recreëren uit metadata

Figuur 2: De wizard voor disaster recovery

32 STORAGE  MAGAZINE · 6 · december 2011

van de VM, voor zover dat wordt verzonden via een SR-IOV VF, niet door de vSwitch opgepikt. Hierdoor is het onmogelijk om access control lists (ACL’s) of overzichten van de quality of service (QoS) te creëren. De SR-IOV-functionaliteit wordt alleen ondersteund met Windows Server 2008 als guest OS en met SR-IOV-enabled NIC’s van de hardware compatibility list. In samenwerking met Citrix heeft Solarflare onlangs een 10 gigabit-Ethernetkaart op de markt gebracht die SR-IOV ondersteunt.

Integrated Site Recovery Met Integrated Site Recovery, de voorziening voor disaster recovery die alleen beschikbaar is in de Platinumeditie van

XenServer, zijn VM’s en vApps te herstellen na een catastrofale fout. Om een server te beschermen tegen uitval wordt high availability toegepast. De VM’s van XenServer bestaan uit twee componenten: de virtual disks van de VM’s, die worden opgeslagen in een storagerepository binnen dezelfde pool als de VM’s, en de metadata, die de VM-omgeving beschrijft. De metadata bevat alle informatie die Integrated Site Recovery nodig heeft om de VM te recreëren wanneer de originele VM verminkt raakt of niet meer beschikbaar is. Alle informatie die nodig is voor het herstel van de bedrijfskritische VM’s en vApps slaat de voorziening voor disaster recovery op in een storagerepository, dat vervolgens wordt

OpenFlow Een netwerk moet programmeerbaar zijn

ten worden ondernomen op de datapackets in

en softwarematig gedefinieerd kunnen wor-

deze verkeerstroom.

den. Dat was het gedachtegoed van enkele computerwetenschappers aan Stanford Uni-

Netwerkleveranciers zijn enthousiast, omdat

versity, die op basis van dit idee OpenFlow

deze technologie het mogelijk maakt de inter-

ontwikkelden (zie www.openflow.org). De

faces van netwerkdevices te virtualiseren. De

gefrustreerde onderzoekers zochten naar

eerste routers, switches en network access

nieuwe manieren om inzicht te krijgen in

points die klaar zijn voor OpenFlow zijn al dit

het netwerkgebruik bij het testen van de

jaar al op de markt verschenen. De technolo-

werkelijke prestaties, schaalbaarheid,

gie vindt brede ondersteuning in de branche

beveiliging en beheerbaarheid van nieuwe

(zie www.opennetworkingfoundation.org). Vol-

technologieën. OpenFlow gaat uit van een

gens het OpenFlow Switch Consortium sluit de

ontwerp waarbij de flowtabellen voor de

bereikte netwerkvirtualisatie in ieder geval

netwerkdevices worden aangepast middels

goed aan bij de virtualisatie van servers en

boodschapjes van een secure en remote

storage in het gehele datacenter. De huidige, in

server, die worden verzonden volgens het

februari gepubliceerde standaard is versie

OpenFlow-protocol. Een flowtabel bevat

1.1.0. Naar verwachting zullen de eerste pro-

informatie die een netwerkverkeersstroom

ducten die hierop zijn gebaseerd eind 2012 op

identificeert en aangeeft welke acties moe-

de markt komen.

gerepliceerd van een primair productievolume naar een back-upomgeving. Citrix beveelt aan om Integrated Site Recovery te gebruiken, omdat het legacymechanisme voor het back-uppen, restoren en updaten van metadata (dat nog steeds toegankelijk is via de XenServer-hostconsole) zal worden ontmanteld in een toekomstige XenServerrelease. De voorziening voor disaster recovery is te benaderen via zowel de XenCenter-interface als de command line interface. Integrated Site Recovery kan de replicatie oftewel de mirroring helaas niet zelf afhandelen; deze moet worden uitgevoerd door het storagesysteem of een softwarematig replicatiepakket, bijvoorbeeld SnapMirror van NetApp of SANsymphony-V van DataCore. XenServer 6.0 biedt replicatie van remote data tussen storagearrays met fast recovery en failback. Integrated Site Recovery vervangt, zoals gezegd, de Site Recovery-functie van StorageLink Gateway uit de vorige XenServer-versies. De nieuwe feature heeft geen behoefte aan een VM waarop Windows draait en werkt met elke storagerepository die is gekoppeld via iSCSI of via een hardwarematige host bus adapter.

Open vSwitch Open vSwitch, een technologie voor het bouwen van een cloudnetwerk op basis van de OpenFlow-standaard (zie kader ‘OpenFlow’), is volledig in XenServer 6.0 geïntegreerd. Daarmee wordt NIC-bonding voor actieve back-ups nu formeel ondersteund. Citrix denkt dat deze techniek in toenemende mate zal worden gebruikt bij cloudoperaties voor de ondersteuning van gedistribueerde virtuele netwerken en toepassingen als RSPAN, NetFlow en security ACL’s. Open vSwitch is de standaard

Integrated Site Recovery

Figuur 3: XenServer-support in de releasecandidate van SCVMM 2012

netwerkstack in XenServer 6.0, maar gebruikers kunnen ook kiezen voor andere systemen, zoals het nieuwe CloudStack en OpenStack. De aansluiting met NetScaler maakt het mogelijk om, middels SR-IOV, hardwaregeassisteerde optimalisaties van de netwerkprestaties toe te passen bij producten voor servicedelivery, zoals NetScaler VPX en SDX. Deze producten van Citrix zijn fysieke of virtuele appliances voor high-speed load-balancing, contentswitching, datacompressie, contentcaching, SSL-acceleratie, netwerkoptimalisatie en applicatiebeveiliging, waarmee apps en cloudgebaseerde services volgens de fabrikant vijfmaal sneller draaien. Ten slotte kun je de fysieke GPU’s met XenServer 6.0 in een centrale pool verzamelen en aan virtuele desktops toewijzen.

Distributed virtual switches NIC-bonding moet de beschikbaarheid van Citrix-servers verbeteren door twee fysieke NIC’s samen te voegen tot één fysieke verbinding en de VM’s daarmee toegang te geven tot een extern netwerk. XenServer 6.0 ondersteunt twee bondmodi: active-active en active-passive. Active-active wordt toegepast voor de load-balancing van VM’s, waarbij na uitval van een NIC de netwerkverbinding automatisch naar de andere NIC wordt overgeheveld. De nieuwe active-passivemodus voor actieve back-ups biedt een hot stand-by waarbij slechts één NIC in het bond actief is en de andere, passieve NIC dient als back-upverbinding. De active-passivemodus maakt het mogelijk om de instellingen van een draaiende VM, bijvoorbeeld aangaande ACL’s, QoS, RSPAN, NetFlow en cross-server private networks, intact te

laten bij een fout in vSwitch Controller, de controllerappliance voor XenServer.

SCVMM en SCOM XenServer 6.0 maakt het mogelijk om hosts en VM’s te beheren met System Center Virtual Machine Manager 2012 (SCVMM) van Microsoft. Dat geldt ook voor het nieuw uit te brengen System Center Operations Manager 2012 (SCOM) van dezelfde fabrikant. De aansluiting met System Center is beschikbaar via het speciale aanvullingspakket XenServer 6.0 Integration Suite van Citrix.

Workload-balancing Een actieve VM consumeert computingresources op de fysieke host, zoals storage, werkgeheugen, CPU-kracht en netwerkcapaciteit. Afhankelijk van de werkbelasting vragen sommige VM’s meer capaciteit dan andere. Uiteindelijk moet de fysieke host

tegemoet kunnen komen aan de gezamenlijke vraag naar resources. Met workload-balancing zijn de systeembronnen dynamisch te verdelen, afhankelijk van de gevraagde capaciteit en de prioriteit van een VM. De nieuwe Linux-gebaseerde virtual appliance voor workload-balancing vervangt de Windowsgebaseerde virtual appliance die nodig was in de vorige versie van XenServer. Hiermee is een Citrix-implementatie eindelijk niet meer afhankelijk van Windowslicenties. De virtual appliance maakt het mogelijk om de XenServer-feature voor workload-balancing snel te installeren: het vergt slechts 2 GB aan RAM en 4 GB aan diskruimte. De appliance is direct vanaf de Citrix-website te downloaden in xva-formaat. Workload-balancing creëert rapporten over VM-prestaties binnen de XenServeromgeving, evalueert de gebruiksgraad van resources en plaatst VM’s, afhankelijk van

(Advertentie)

STORAGE  MAGAZINE · 6 · december 2011

kan zelf niet repliceren

33

SR-IOV splitst fysieke hardware

Figuur 4: Ondersteunde guest operating systems

34 STORAGE  MAGAZINE · 6 · december 2011

HDX Citrix’ interface voor een high-definition user experience, HDX 3D Pro, leek in XenDesktop 5.5 al wat op een remote toepassing van high-end applicaties voor OpenGL en DirectX. Met deze grafische technologieën zijn zeer grote en complexe 3D-modellen te renderen. Dankzij het gebruik van graphical processing units (GPU’s) en verregaande compressie was het met HDX 3D Pro voor het eerst mogelijk om via een WAN te werken met CAD-, CAM- en andere 3D-applicaties. In XenServer 6.0 zijn allerlei verbeteringen aan HDX 3D Pro doorgevoerd. Er is met name een enorme stap gezet bij de ondersteuning van multi-GPU pass-through, dat de prestaties van een lokale GPU combineert met het flexibele beheer van VM-gebaseerde virtuele desktops.

Onlangs heeft Citrix het initiatief HDX Ready System-on-Chip (SoC) gelanceerd met als doel het ontwikkelen van nieuwe generatie devices voor high-definition virtuele apps en desktops. In samenwerking met Texas Instruments en NComputing is zo de HDX Ready SoC-chip tot stand gekomen. Op basis van deze chip zijn HDX Ready devices te bouwen. De SoC-benadering gaat uit van ARM-processoren waarop een Linux-distributie draait. In de SoC-chip zijn een 3D-accelerator, multimedia-encoder-decoder, USB-controller en direct memory access (DMA) opgenomen. Hieraan hoeven alleen nog geheugen en storage te worden toegevoegd.

de werkbelasting, op de voor hen meest geschikte host in de pool. Voor de inzet van workload-balancing moet het systeem voldoen aan de eisen voor XenMotion. Dat betekent het gebruik van een shared remote image, vergelijkbare processorconfiguraties en een gigabit-Ethernetverbinding. Het vaststellen van de meest geschikte host gebeurt ook wanneer een VM uit maintenance mode komt en wanneer een VM uitvalt of wordt uitgeschakeld en daarna weer opstart. Workload-balancing conflicteert niet met de reeds gespecificeerde instellingen voor high availability.

Guest OS’en De ondersteuning van guest operating systems is verbeterd in XenServer 6.0. Nieuw is Ubuntu 10.04 van 32 of 64 bit. Verbeterde ondersteuning is er voor Debian 6.0 alias Squeeze van 64 bit, Oracle Linux 6.0 van 32 of 64 bit en Suse Linux Enterprise Server 10 met service pack 4 van 32 of 64 bit. Daarnaast zijn er experimentele VM-templates voor CentOS-6.0 van 32 of 64 bit, Solaris 10 en Ubuntu 10.10 van 32 of 64 bit.

CPU’s en geheugen De vorige versie van de hypervisor, uit XenServer 5.6, ondersteunde al wel 16 NIC’s en 64 CPU’s in de vorm van cores of hyperthreads, maar kon slechts 256 GB aan fysiek geheugen adresseren. Binnen de hypervisor kan een XenServer 6.0 guest nu 16 virtuele CPU’s en 128 GB aan virtueel geheugen adresseren, het dubbele van wat

XenServer 5.6 ondersteunde. De hoeveelheid ondersteund fysiek geheugen is opgekrikt tot 1 TB. XenServer behoort 6.0 nog steeds niet tot de krachtigste hypervisors voor x86-servers. De KVM hypervisor, die in Red Hat Enterprise Linux 6.1 is opgenomen, ondersteunt bijvoorbeeld, wanneer Hyper-Threading is geactiveerd, 128 cores of 256 threads en 2 TB aan fysiek geheugen. Daarbij ondersteunt elke KVM guest VM tot 64 virtuele CPU’s en 2 TB aan geheugen. VMwares nieuwe ESXi 5.0 hypervisor daarentegen ondersteunt 160 cores en 2 TB aan fysiek geheugen. Elke ESXi guest kan tot 32 virtuele CPU’s en 1 TB aan virtueel geheugen aan.

Virtuele desktops Volgens Citrix zullen de kosten van een virtuele desktop volgend jaar lager uitvallen van die van een traditionele desktop. Het bedrijf heeft ambitieuze plannen voor de vervanging van de pc en voor het overzetten van enterprisedatacenters naar de cloud. Citrix claimt dat het vorderingen heeft gemaakt met de ontwikkeling van goedkope oplossingen voor desktopvirtualisatie en gevirtualiseerde client devices. Het bedrijf zegt erin te zijn geslaagd om de kosten van desktopvirtualisatie op een aantal gebieden te verminderen. Ten eerste is daar FlexCast voor de creatie van personal virtual disks in XenDesktop, een technologie die is verkregen van RingCube. Een tweede kostenbeperking moet komen van HDX Ready SoCchip (zie kader ‘HDX’), die is ontwikkeld door Texas Instruments en NComputing.

Gartner sluit open

Figuur 5: Magic quadrant voor virtualisatie per juni 2011 (bron: Gartner)

De chip ondersteunt thin clients voor pc’s, smartphones en tablets.

Epiloog De XenServer-technologie voor virtualisatie heeft tot op heden geen groot marktaandeel kunnen veroveren. Ze wordt vaak toegepast om Linux-servers te virtualiseren en als tweede virtualisatieplatform voor ondernemingen die al gebruikmaken van vSphere of, in toenemende mate, Hyper-V, het gratis virtualisatieproduct van Microsoft. De laatste tijd legt Citrix de nadruk op het gebruik van XenServer 6.0 als cloudcomputingplatform. Om die reden kocht Citrix afgelopen zomer Cloud.com op en verkreeg zo het product CloudStack. Nu is CloudStack prima geschikt voor publieke cloud service

providers of Web 2.0-applicaties, maar minder voor ondernemingen die in-house een private cloud willen creëren in hun datacenter, aldus Citrix. In Gartners magic quadrant voor de virtualisatie van x86-servers, uitgebracht in juni van dit jaar, staat Citrix naast VMware en Microsoft in het leiderskwadrant. Het bedrijf scoort hoog wat betreft de omvattendheid van zijn visie, zo geven de onderzoekers aan. Opmerkelijk is dat Gartner alleen maar commerciële producten in het kwadrant opneemt en geen projecten voor opensourcesoftware, zoals KVM en Xen – terwijl XenServer toch echt is gebaseerd op de Xen hypervisor. Men heeft overwogen om Suse op te nemen, maar deed dat om een aantal opmerkelijke redenen toch maar niet (lees meer over de overwegin(Advertentie)

gen in het rapport voor 2010, te vinden op www.vmware.com/files/pdf/Gartner-VMwareMagic-Quadrant.pdf). Maar goed, de virtualisatiemarkt groeit snel en sinds de vorige peiling hebben Microsoft en Citrix, directe concurrenten van elkaar, alweer een grotere marktomvang bereikt. Volgens Gartner behoudt VMware zijn positie en blijft het technologisch toonaangevend. In het vorige nummer van Storage Magazine heb ik de laatste major release van vSphere aan een test onderworpen. In een volgend nummer hoop ik hetzelfde te doen met de premium trialversie van XenServer 6.0. p Bram Dons is onafhankelijk IT-analist bij IT-Trendwatch ([email protected])

STORAGE  MAGAZINE · 6 · december 2011

source uit

35