دکتر محمد کاظم اکبری مرتضی سرگلزایی جوان به نام خدا مقدمه ای بر مجازی سازی دکتر محمد کاظم اکبری مرتضی سرگلزایی جوان http://crc.aut.ac.ir

مجازی سازی (Virtualization) Decouples software from underlying hardware Encapsulates Operating Systems and applications into “Virtual Machines” A Virtual Machine

تکنیک های مجازی سازی Native VMM Host VMM OS Level VMM

انواع ناظر ماشین مجازی ناظر نوع 1 ناظر نوع 2

مجازی سازی سرور Hardware assisted virtualization Full virtualization Para-virtualization بدون مجازی سازی با مجازی سازی

ویژگی ها Isolation Encapsulation Portability Interposition Fault isolation Performance isolation Encapsulation Cleanly capture all VM state Enables VM snapshots, clones Portability Independent of physical hardware Enables migration of live, running VMs Interposition Transformations on instructions, memory, I/O Enables transparent resource overcommitment, encryption, compression, replication …

کاربرد ها Server consolidation Data center management Convert underutilized servers to VMs Significant cost savings (equipment, space, power) reduce space, power and cooling 70-80% reduction numbers cited in industry Increasingly used for virtual desktops Data center management VM portability and live migration a key enabler automate resource scheduling across a pool of servers optimize for performance and/or power consumption allocate resources for new applications on the fly add/remove servers without application downtime

کاربرد ها (ادامه) Desktop management Development, test and deployment centralize management of desktop VM images automate deployment and patching of desktop VMs run desktop VMs on servers or on client machines Development, test and deployment Developers: test multiple OS versions, distributed application configurations on a single machine Record/replay application execution deterministically Trace application behavior online and offline Model distributed hardware for multi-tier applications Virtual appliances: a complete, portable application execution environment Application and OS flexibility run any application or operating system

کاربرد ها (ادامه) Fast, automated recovery Fault tolerance automated failover/restart within a cluster disaster recovery across sites VM portability enables this to work reliably across potentially different hardware configurations Fault tolerance hypervisor-based fault tolerance against hardware failures run two identical VMs on two different machines, backup VM takes over if primary VM’s hardware crashes

مجازی سازی، بهره وری سخت افزار را افزایش می دهد پیش از مجازی سازی پس از مجازی سازی مجازی سازی امکان تجمیع بارهای کاری سرورهای با بهره وری پایین را در قالب یک سرور فراهم می کند و بدین ترتیب بهره وری بالاتری را فراهم می کند

افزایش سطح استفاده (Utilization) ماشین های مجازی ماشین فیزیکی

مدیریت متمرکز

نقش مجازی سازی در رایانش ابری سرویس ابر خصوصی/عمومی در سطح زیرساخت (IaaS) با انعطاف پذیری بالا و بر حسب تقاضا مجازی سازی

ویژگی ها مهاجرت زنده زمان بندی منابع بصورت پویا مدیریت مصرف انرژی افزایش دسترس پذیری تحمل پذیری در برابر خطا پشتیبان گیری از سایت

ویژگی های اصلی زیرساخت مجازی DRS HA On-Demand Capacity + + X

مهاجرت زنده

مهاجرت وضعیت پردازنده و درایورها حافظه دیسک وضعیت شبکه

انواع روش های مهاجرت نام روش زمان کل عملیات مهاجرت حجم داده‌های ارسالی پیش کپی متناسب با کاربرد زیاد (داده‌های تکراری) پس کپی متناسب با سرعت شبکه کم (عدم ارسال داده‌های تکراری) TPM (سه مرحله ای) طولانی (ارسال دیسک) زیاد (داده‌های تکراری+ دیسک) CR/TR کم (ارسال Log)

مهاجرت پیش کپی

مهاجرت پس کپی

ارزیابی روش پیش کپی و پس کپی

زمان بندی منابع به صورت پویا

مدیریت مصرف انرژی

افزایش دسترس پذیری (HA)

تحمل پذیری در برابر خطا

پشتیبان گیری از سایت (SRM)

سایر مباحث مرتبط معماری شبکه مجازی سوئیچ های توزیع شده معماری ذخیره سازی پشتیبان گیری معماری میزکار مجازی مقیاس پذیری

معماری شبکه مجازی

سوئیچ های توزیع شده

سوئیچ توزیع شده

معماری ذخیره سازی

پشتیبان گیری

معماری میزکار مجازی

Cloud Computing Infrastructure as a Service سازگاری! مجازی سازی مدیریت متمرکز خودکارسازی انتزاع HP Citrix CloudBridge http://datacenterdude.com/vmware/selling-cloud-to-your-boss-and-yourself/ …

مرکز داده با مجازی سازی مدیریت متمرکز انعطاف پذیری بیشتر کنترل بیشتر بر منابع

مدل سازی و شبیه سازی Datacenter: VmAllocationPolicy Host: Provisioner (Pe/Bw/Ram) VmScheduler VM: CloudletScheduler Cloudlet: UtilizationModel

یک نمونه سناریو با کلادسیم length = 400000; fileSize = 300; outputSize = 300; arch = "x86"; os = "Linux"; vmm = "Xen"; time_zone = 10.0; cost = 3.0; costPerMem = 0.05; costPerStorage = 0.001; costPerBw = 0.0; storageList Mips = 1000; ram = 2048; storage = 1000000; bw = 10000; Pe = 1; mips = 1000; size = 10000; ram = 512; bw = 1000; pesNumber = 1; vmm = "Xen";

برخی چالش ها / حوزه های تحقیقاتی مدیریت حافظه تشخیص ناهنجاری زمان بندی مدل سازی بارکاری ارزیابی کارآیی مهاجرت امنیت افزایش سازگاری با بارهای کاری مختلف

مجازی سازی حافظه

به اشتراک گذاری صفحات “physical” page numbers (PPN) machine page numbers (MPNs)

مدیریت حافظه

مثالی از مدل سازی بارکاری وب سرور

ارزیابی کارآیی پردازنده (مثال FFTE)

ارزیابی کارآیی پردازنده (محک HPC)

ارزیابی کارآیی فوق ناظرهای متناظر با بارکاری

Cloud Computing Comparison Engine www.cloudorado.com Cloud Computing Comparison Engine

با تشکر از توجه شما ابر و باران http://crc.aut.ac.ir